本書以新的視角審視計算機(jī)網(wǎng)絡(luò),從網(wǎng)絡(luò)形態(tài)和構(gòu)成要素出發(fā),介紹計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的原理、技術(shù)、協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)安全等內(nèi)容。全書共分6章,分別介紹計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、以太網(wǎng)交換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與互聯(lián)網(wǎng)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全等內(nèi)容。
選題以華為、新華三等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ),結(jié)合網(wǎng)絡(luò)工程師水平資格考試要求,突出計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用,全書以層次模型為主線,結(jié)合大量的例題和習(xí)題,詳細(xì)講解各層次的具體實現(xiàn),使學(xué)生能夠充分理解網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等。
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)經(jīng)過60多年的發(fā)展,已經(jīng)形成自身比較完善的體系。目前計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅速,應(yīng)用非常廣泛。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ),而“互聯(lián)網(wǎng)+”是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新形態(tài)、新業(yè)態(tài),它代表一種先進(jìn)的生產(chǎn)力,推動我國經(jīng)濟(jì)加快轉(zhuǎn)型發(fā)展。為了適應(yīng)“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程學(xué)習(xí)的要求,編者結(jié)合自己多年的教學(xué)經(jīng)驗,編寫了本書。本書注重網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)概念、基本理論的介紹,注重實踐技能必需的基本知識的介紹,主要目的是讓學(xué)生掌握和了解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念、基本原理及應(yīng)用,適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的發(fā)展。本書既能保持教學(xué)的系統(tǒng)性,又能反映當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的*新成果。在本書的結(jié)構(gòu)設(shè)計與內(nèi)容選擇上,力求達(dá)到結(jié)構(gòu)層次清晰,能涵蓋初學(xué)者需要掌握與了解的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本概念與基本理論知識;采用基本理論與技術(shù)實現(xiàn)相結(jié)合的方法,使初學(xué)者在掌握網(wǎng)絡(luò)基本概念的基礎(chǔ)上,能夠比較容易地學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基本實現(xiàn)方法,同時又能對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中較為綜合的技術(shù)與正在發(fā)展的技術(shù)有所了解。本書共有6章:第1章介紹計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識,包括計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、分類、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、功能及應(yīng)用、主要性能指標(biāo)等知識;第2章介紹數(shù)據(jù)通信技術(shù),包括數(shù)據(jù)通信技術(shù)的基本概念、數(shù)據(jù)通信方式、數(shù)據(jù)的編碼和調(diào)制技術(shù)、傳輸介質(zhì)、信道的復(fù)用技術(shù)和數(shù)據(jù)交換技術(shù)等知識;第3章介紹計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),包括計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的基本概念、OSI參考模型及其實現(xiàn)、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)、TCP/IP協(xié)議棧等知識;第4章介紹以太網(wǎng)交換技術(shù),包括以太網(wǎng)的基本原理、分類、生成樹協(xié)議、端口技術(shù)和虛擬局域網(wǎng)等知識;第5章主要介紹網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與互聯(lián)網(wǎng),包括網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備、廣域網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)、IP地址、路由選擇協(xié)議及Internet應(yīng)用等知識;第6章介紹計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全,包括網(wǎng)絡(luò)安全基本概念、網(wǎng)絡(luò)安全威脅和防御策略、數(shù)據(jù)加密技術(shù)、報文摘要技術(shù)、防火墻技術(shù)、虛擬專用網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用層安全協(xié)議等知識。為了方便教學(xué),本書提供完整教學(xué)課件,如有需要可到出版社網(wǎng)站下載。本書由湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院何文斌擔(dān)任第一主編,并負(fù)責(zé)全書統(tǒng)稿工作。湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院黃進(jìn)勇?lián)蔚诙骶。湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院陳祥擔(dān)任第三主編。副主編由田強(qiáng)、蔣成、盧心剛擔(dān)任。再次向所有參與編寫工作的老師表示感謝!本書涉及知識面廣,在內(nèi)容組織上既重視基本概念、基本理論的講解,又重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)基本方法與技能的培養(yǎng)。通過大量的例題幫助學(xué)生更好地掌握基本概念和基本理論,每章后有全國計算機(jī)技術(shù)與軟件專業(yè)技術(shù)資格(水平)考試的真題(需掃二維碼),其目的是讓學(xué)生通過相關(guān)知識和技能的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力。限于編者水平有限,書中可能存在一些不足和錯誤,真心希望專家和廣大讀者不吝賜教,提出寶貴意見,以使本書不斷完善。編者
2022年6月
本人主持并結(jié)題湖北省自然科學(xué)基金項目1項,教學(xué)研究項目2項,教育廳科研項目2項;公開發(fā)表論文10余篇,其中核心期刊及以上8篇。主要著作:2015年出版專著《云計算關(guān)鍵技術(shù)研究》2014年第一主編出版教材《新編大學(xué)計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》2016年第一主編出版教材《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》教學(xué)成果:湖北省教學(xué)成果獎三等獎一項湖北省省級金課(計算機(jī)網(wǎng)絡(luò))一項
第1章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識/1
1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義和基本功能/3
1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)/4
1.3新時期計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢/7
1.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)/8
1.5計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類/12
1.5.1按網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)分類/12
1.5.2按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍分類/12
1.5.3按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類/13
1.5.4其他網(wǎng)絡(luò)分類方法/13
1.6計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本組成/14
1.7衡量計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)/18
第2章數(shù)據(jù)通信技術(shù)/21
2.1數(shù)據(jù)通信的基本概念/23
2.1.1數(shù)據(jù)、信息和信號/23
2.1.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成/24
2.1.3通信信道的分類/26
2.1.4通信信道的特性/27
2.2數(shù)據(jù)通信方式/28
2.2.1串行傳輸和并行傳輸/28
2.2.2單工、半雙工和全雙工通信方式/30
2.2.3數(shù)據(jù)的同步技術(shù)/31
2.2.4數(shù)據(jù)傳輸類型/33
2.2.5擴(kuò)頻通信/33
2.3數(shù)據(jù)的編碼技術(shù)/34
2.4數(shù)據(jù)的調(diào)制技術(shù)/38
2.5脈沖編碼調(diào)制/41
2.6傳輸介質(zhì)/42
2.6.1有線傳輸介質(zhì)/42
2.6.2無線傳輸介質(zhì)/46
2.6.3幾種介質(zhì)的安全性比較/47
2.7信道復(fù)用技術(shù)/48
2.7.1頻分多路復(fù)用/48
2.7.2時分多路復(fù)用/50
2.7.3波分多路復(fù)用/52
2.7.4碼分多路復(fù)用/52
2.7.5空分多路復(fù)用/53
2.8數(shù)據(jù)交換技術(shù)/53
2.8.1電路交換/54
2.8.2報文交換/55
2.8.3分組交換/56
2.9無線通信網(wǎng)/58
2.9.1移動通信網(wǎng)/58
2.9.2無線局域網(wǎng)/61
第3章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)/65
3.1概述/67
3.1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)/67
3.1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議/68
3.1.3協(xié)議分層/69
3.1.4網(wǎng)絡(luò)服務(wù)/71
3.2OSI參考模型/73
3.2.1OSI參考模型結(jié)構(gòu)/74
3.2.2數(shù)據(jù)的封裝與傳遞/75
3.3OSI各層的主要功能及其實現(xiàn)/78
3.3.1物理層/78
3.3.2數(shù)據(jù)鏈路層/82
3.3.3網(wǎng)絡(luò)層/88
3.3.4傳輸層/89
3.3.5會話層/92
3.3.6表示層/93
3.3.7應(yīng)用層/93
3.4TCP/IP體系結(jié)構(gòu)/94
3.4.1TCP/IP簡介/95
3.4.2TCP/IP體系結(jié)構(gòu)/95
3.4.3比較OSI與TCP/IP/96
3.5TCP/IP協(xié)議棧/97
3.5.1MAC協(xié)議/98
3.5.2PPP/98
3.5.3ARP/99
3.5.4IP/101
3.5.5ICMP/102
3.5.6TCP/103
3.5.7UDP/108
3.5.8HTTP/109
第4章以太網(wǎng)交換技術(shù)/111
4.1以太網(wǎng)原理/113
4.1.1以太網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)/113
4.1.2以太網(wǎng)的幀格式/115
4.1.3以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)/117
4.1.4共享式以太網(wǎng)/118
4.1.5交換式以太網(wǎng)/119
4.1.6無線局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)/121
4.2以太網(wǎng)的分類/122
4.2.1傳統(tǒng)以太網(wǎng)/122
4.2.2快速以太網(wǎng)/123
4.2.3千兆以太網(wǎng)/124
4.2.4萬兆以太網(wǎng)/126
4.2.540G/100G以太網(wǎng)/127
4.3生成樹協(xié)議STP/127
4.3.1STP的產(chǎn)生/127
4.3.2STP的基本原理/130
4.3.3STP端口狀態(tài)/134
4.4以太網(wǎng)端口技術(shù)/136
4.4.1端口自協(xié)商技術(shù)/136
4.4.2端口聚合技術(shù)/136
4.5虛擬局域網(wǎng)VLAN/137
4.5.1VLAN概述/137
4.5.2VLAN的劃分方式/139
4.5.3VLAN技術(shù)原理/140
4.5.4VLAN端口類型/142
第5章網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與互聯(lián)網(wǎng)/145
5.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概述/147
5.2網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備/148
5.2.1中繼器/148
5.2.2網(wǎng)橋/149
5.2.3交換機(jī)/151
5.2.4路由器/153
5.2.5三層交換機(jī)/156
5.2.6網(wǎng)關(guān)/161
5.2.7無線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備/162
5.3廣域網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)/162
5.3.1廣域網(wǎng)的基本概念/162
5.3.2分組交換網(wǎng)/164
5.3.3幀中繼/165
5.3.4ATM/168
5.4Internet地址/176
5.4.1IP地址/176
5.4.2子網(wǎng)和子網(wǎng)掩碼/178
5.4.3無分類編制/181
5.4.4域名/183
5.4.5IPv6/187
5.4.6NAT/191
5.5路由選擇協(xié)議/195
5.5.1路由選擇算法/195
5.5.2內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議/197
5.5.3外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議/204
5.6Internet應(yīng)用/206
5.6.1WWW服務(wù)/206
5.6.2電子郵件/208
5.6.3文件傳輸服務(wù)/211
5.6.4DHCP/213
5.6.5SNMP/214
第6章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全/223
6.1網(wǎng)絡(luò)安全的基本概念/225
6.1.1什么是網(wǎng)絡(luò)安全/225
6.1.2網(wǎng)絡(luò)安全威脅/225
6.1.3網(wǎng)絡(luò)安全的內(nèi)容/228
6.2數(shù)據(jù)加密/229
6.2.1密碼學(xué)發(fā)展歷史/229
6.2.2密碼學(xué)基本概念/230
6.2.3對稱加密算法/233
6.2.4公開加密算法/236
6.3認(rèn)證技術(shù)/241
6.3.1基于共享密鑰的認(rèn)證/241
6.3.2NeedhamSchroeder認(rèn)證協(xié)議/242
6.3.3基于公鑰的認(rèn)證/242
6.4報文摘要/244
6.5防火墻技術(shù)/246
6.5.1防火墻的基本概念/246
6.5.2防火墻的類型/248
6.5.3防火墻的配置/250
6.6入侵檢測系統(tǒng)/252
6.7虛擬專用網(wǎng)/256
6.7.1虛擬專用網(wǎng)的工作原理/256
6.7.2VPN系統(tǒng)的組成/258
6.7.3VPN協(xié)議/259
6.7.4VPN的解決方案/263
6.8應(yīng)用層安全協(xié)議/266
6.8.1SHTTP/266
6.8.2PGP/267
6.8.3S/MIME/268
6.8.4SET/269
6.8.5Kerberos/270
參考文獻(xiàn)/273