本书从培养应用型和复合型人才的目的出发，根据网络技术及其应用特点，在压缩了网络基本原理和相关基础知识的基础上，着重增加了网络的主要设备（交换机、路由器等）的内容，内容涵盖了组建局域网、广域网所需的从低级到高级的大部分知识，包括交换机的基本配置和使用、VLAN的配置、STP的配置，路由器的基本配置和使用、静态路由、RIP协议和OSPF协议的配置。同时也增加了网络工程、网络安全、网络管理、网络音视频和网络信息应用的基本内容。并通过典型网络工程的案例，为学习该课程的人员提供一个完整的解决方案，使其对网络及网络应用有一个完整的认识。
本书内容丰富，实用性强，适合作为高等院校计算机及相关专业学生教材，也可作为网络工程技术人员和计算机爱好者的参考书。
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从20世纪90年代开始，计算机网络飞速发展，人们惊喜地发现：电话、电视及计算机正在迅速地融合；信息的获取、存储、传送和处理之间的孤岛现象随着计算机网络的发展而逐渐消失；曾经独立发展的电信网、电视网和计算机网络将逐渐整合为一；新的信息产业正以强劲的势头迅速崛起。在未来社会中，网络将成为信息应用的重要基础平台。为了提高信息社会的生产力，提供一种全社会的、经济的、快速的存取信息的手段是十分必要的，这种手段是由计算机网络来实现的。了解网络、学会使用网络和做好网络应用工作，已不再只是计算机业内人士的迫切需要，而是更广泛人群的现实要求，因此，计算机网络课程不再只是计算机专业的重要课程，而已经成为更广泛专业的一门重要的应用课程。
计算机网络是一个复杂的系统，网络中端到端的数据传输过程是各种协议、各种网络技术相互作用的结果，因此，只有在实际的网络环境下讨论各种协议的工作流程、各种网络技术的工作机制及它们之间的相互作用过程，才能提供完整、系统的网络知识，才能讲清楚网络的工作原理。网络应用伴随网络技术的不断进步，呈现出爆炸式的发展态势。它不仅保留了复杂的特征，还显现出多元化和技术融合的特点。这更要求我们在实际的网络环境下，结合具体的网络应用，讲清楚网络应用的基本原理和方法。本书的最大特点是针对本科生应用型能力培养的需要，力求理论与实践无缝的连接。根据实际需要，介绍有关理论，同时更注重应用实践，使学生在掌握基本理论的基础上，具有良好的网络应用能力。本书在每个环节均有实践内容的基础上，还专门增加了实际应用案例，使学生的局部和整体应用能力都得到培养。因此，本书除了帮助读者加深对课程内容的理解外，更能培养读者设计网络、应用网络的能力。
本书着力培养学生五个方面的实践能力：能正确使用简单网络设备，具有用交换式以太网技术设计局域网的能力；能完成互联网的接入，具有正确使用路由器构成广域网的能力；能正确掌握网络安全设备基本原理，具有用路由器、VPN或防火墙解决网络安全问题的能力；能正确理解网络管理的功能，具有完成网络管理、实现应用服务器配置和使用Internet常用的应用工具的能力；能了解网络音视频技术，具有使用相关应用系统的能力。除此之外，本书还是一本很好的计算机网络工程应用实践的入门教程，将有志于从事计算机网络工程应用的读者引进知识的大门。
本书共分为12章，第1章为计算机网络概论，主要介绍计算机网络的产生、发展过程及目前的主要应用领域；第2章为数据通信技术基础，它是计算机网络及相关专业课程学习的理论基础；第3章为计算机网络体系结构，主要介绍通信协议和OSI参考模型，它是网络系统的理论基础；第4章为网络互联与TCP/IP协议，主要介绍目前广泛应用的网络协议—TCP/IP，它是网络应用的理论基础；第5章为网络硬件设备，从应用的角度介绍常见的网络硬件设备的基本原理和基本使用；第6章为局域网和城域网，以IEEE 802标准为主，主要介绍局域网和城域网的基本原理，特别叙述以交换机为核心构建局域网和城域网的基本实践方法；同时还介绍网络的工程布线；第7章为广域网，在介绍路由技术和接入技术基础上，以路由器为核心构建广域网的基本实践方法和基本网络接入方法；第8章为应用层常用软件，从软件的角度系统介绍网络应用的基本方法和常用软件的使用；第9章为网络管理，在介绍网络管理基本原理后，具体介绍网络管理的实战方法；第10章为网络安全，在介绍网络安全技术的基本概念和基本原理后，主要介绍网络安全的基本实践；第11章为网络音视频技术，主要介绍网络音视频技术的基本原理和基本应用实践；第12章为网络工程规划设计，主要介绍网络工程的概念、网络建设的过程以及如何进行网络规划和网络设计，从工程实战出发，通过不同规模企业网络的规划设计案例来说明一般网络设计应用。
本书可作为高等院校计算机应用、信息技术专业和其他相关专业的教材，也可作为有关技术人员的参考用书。
本教材的第1、2章由刘镇编写，第3、4章由金志权编写，第5章由钱萍编写，第6、7章由史金龙编写，第8、9章由滕玮编写，第10、11、12章由张笑非、陆虎编写。最后由刘镇负责统编和定稿。
在本教材编写过程中，江苏科技大学的领导及同仁给予了热情的关怀和指导，南京大学徐洁磐教授和杨培根教授对本书的初稿进行了审查，提出了许多宝贵意见，金志权教授对全书提出了许多宝贵意见，顾建业教授为本书也做了重要贡献，借此机会向他们表示衷心的感谢！
由于编著者水平有限，对教材内容的取舍把握可能不够准确，书中缺点和错误在所难免，恳请广大读者批评指正。
编 者
2008年4月
本书从培养应用型和复合型人才的目的出发，根据网络技术及其应用特点，在压缩了网络基本原理和相关基础知识的基础上，着重增加了网络的主要设备（交换机、路由器等）的内容，内容涵盖了组建局域网、广域网所需的从低级到高级的大部分知识，包括交换机的基本配置和使用、VLAN的配置、STP的配置，路由器的基本配置和使用、静态路由、RIP协议和OSPF协议的配置。同时也增加了网络工程、网络安全、网络管理、网络音视频和网络信息应用的基本内容。并通过典型网络工程的案例，为学习该课程的人员提供一个完整的解决方案，使其对网络及网络应用有一个完整的认识。 本书内容丰富，实用性强，适合作为高等院校计算机及相关专业学生教材，也可作为网络工程技术人员和计算机爱好者的参考书。 电子教案请登录华章网站(www.hzbook.com)下载。
前言
第1章 计算机网络概论 1
1.1 什么是计算机网络 1
1.1.1 计算机网络的定义 1
1.1.2 计算机网络的基本组成 1
1.1.3 计算机网络的演变 3
1.2 计算机网络的功能与分类 5
1.2.1 计算机网络的功能 5
1.2.2 计算机网络的分类 6
1.3 计算机网络的应用与发展 10
1.3.1 电子政务 10
1.3.2 电子商务 11
1.3.3 现代通信 11
1.3.4 现代教育 11
1.3.5 现代企业 11
1.3.6 现代生活 11
1.3.7 计算机网络的发展 11
1.4 计算机网络标准化组织 13
1.4.1 国际标准化组织 13
1.4.2 美国国家标准协会 13
1.4.3 国际电信联盟 13
1.4.4 电子工业学会 13
1.4.5 电气与电子工程师协会 14
1.4.6 Internet工程特别任务组 14
第2章 数据通信技术基础 15
2.1 数据通信技术 15
2.1.1 模拟数据通信和数字数据通信 15
2.1.2 数据通信中的主要技术指标 16
2.1.3 通信方式 17
2.2 数据编码技术和时钟同步 19
2.2.1 数字数据的模拟信号编码 19
2.2.2 数字数据的数字信号编码 19
2.2.3 模拟信号的数字编码 22
2.2.4 多路复用技术 22
2.2.5 异步传输和同步传输 23
2.3 数据交换技术 23
2.3.1 电路交换的工作原理 24
2.3.2 报文交换的工作原理 24
2.3.3 分组交换的工作原理 26
2.4 传输媒体 26
2.4.1 有线传输媒体 26
2.4.2 无线传输媒体 28
2.4.3 常用接口及其标准 28
2.5 差错控制方法 29
2.5.1 差错的产生原因及其控制方法 29
2.5.2 常见差错控制编码 31
第3章 计算机网络体系结构 34
3.1 概述 34
3.1.1 通信协议 34
3.1.2 协议分层 35
3.2 ISO/OSI参考模型及各层的主要功能 37
3.2.1 ISO参考模型层次结构和各层的
作用 37
3.2.2 数据封装 40
第4章 网络互联与TCP/IP协议 42
4.1 网络互联 42
4.2 TCP/IP参考模型 44
4.2.1 TCP/IP的主要功能 44
4.2.2 TCP/IP参考模型与ISO参考模型的
关系 47
4.2.3 Internet的RFC 47
4.3 IP 互联网协议 48
4.3.1 IP协议的主要作用 48
4.3.2 IP地址 48
4.3.3 域名与IP地址 55
4.3.4 IP数据报和数据报路由（转发） 56
4.3.5 IPv6 62
4.4 TCP 66
4.4.1 TCP的主要作用 66
4.4.2 传输层端口 66
4.4.3 TCP段格式 68
4.4.4 实现可靠性 70
4.4.5 流量控制 71
4.4.6 拥塞控制 73
4.4.7 TCP连接的建立和关闭 73
4.5 UDP 74
4.5.1 UDP的段格式 74
4.5.2 UDP端口 75
4.6 其他协议简介 75
4.6.1 ARP 75
4.6.2 RARP 77
4.6.3 ICMP 77
4.6.4 应用层协议简介 79
第5章 网络硬件设备 81
5.1 网络接口卡 81
5.1.1 网络接口卡的分类 81
5.1.2 MAC地址 83
5.2 物理层设备 83
5.2.1 中继器 83
5.2.2 集线器 83
5.3 数据链路层设备 84
5.3.1 网桥 84
5.3.2 以太网交换机 84
5.4 网络层及以上设备 89
5.4.1 网络层设备—路由器 89
5.4.2 网络层以上设备 92
5.5 无线网络设备 92
5.5.1 无线接入点 92
5.5.2 无线网桥 94
5.5.3 天线 95
5.5.4 无线路由器 96
第6章 局域网和城域网 98
6.1 概述 98
6.1.1 IEEE 802参考模型 98
6.1.2 介质访问控制子层 99
6.1.3 逻辑链路控制子层 99
6.2 以太网 99
6.2.1 概述 99
6.2.2 CSMA/CD 100
6.2.3 IEEE 802.3的帧格式 102
6.2.4 高速以太网 103
6.3 交换式以太网及其重要技术 104
6.3.1 共享式以太网和交换式以太网 104
6.3.2 VLAN（虚拟局域网）技术 105
6.3.3 生产树协议 108
6.4 无线局域网：802.11 109
6.4.1 概述 109
6.4.2 802.11协议栈 110
6.4.3 802.11的MAC子层协议 111
6.5 WiMAX—宽带无线城域网 112
6.5.1 802.11和802.16的比较 113
6.5.2 802.16协议栈 113
6.6 蓝牙技术 114
6.6.1 蓝牙技术应用 114
6.6.2 蓝牙系统的组成 115
6.6.3 蓝牙协议栈 115
6.7 局域网结构化布线 116
6.7.1 概述 116
6.7.2 结构化布线系统设计的标准 116
6.7.3 结构化布线系统设计的原则 117
6.7.4 布线系统的构成 118
6.7.5 布线硬件 118
6.7.6 布线测试 119
第7章 广域网 121
7.1 广域网的基本概念 121
7.1.1 广域网构成 121
7.1.2 广域网与局域网的比较 121
7.1.3 虚电路与数据报 122
7.2 广域网相关技术简介 124
7.2.1 帧中继 124
7.2.2 异步传输模式 125
7.2.3 PPP协议 126
7.3 路由选择 130
7.3.1 广域网中的分组转发机制 130
7.3.2 路由算法 130
7.3.3 常用的路由协议 133
7.4 远程接入技术 139
7.4.1 拨号接入技术 139
7.4.2 ADSL接入方式 140
7.4.3 Cable Modem接入技术 140
7.4.4 无线接入方式 141
第8章 应用层常用软件 142
8.1 概述 142
8.2 网络应用开发模式—C/S和B/S 142
8.3 电子邮件 144
8.3.1 电子邮件简介 144
8.3.2 电子邮件使用的协议 144
8.3.3 配置邮件服务器 145
8.4 文件传输协议 147
8.5 万维网 150
8.5.1 万维网概述 150
8.5.2 WWW服务器的配置 152
8.6 动态主机分配协议 153
8.7 域名系统DNS 155
8.7.1 域名结构 155
8.7.2 域名解析 156
8.7.3 配置域名服务器 157
8.8 电子公告板—BBS 160
8.8.1 BBS的功能 160
8.8.2 BBS服务的使用 160
8.9 即时通信 162
8.9.1 即时通信的原理 162
8.9.2 腾讯QQ 162
8.9.3 Windows Live Messenger 163
8.10 远程登录 164
第9章 网络管理 166
9.1 网络管理概述 166
9.1.1 网络管理定义 166
9.1.2 网络管理模型 166
9.1.3 网络管理的功能 167
9.1.4 管理信息库MIB 168
9.1.5 网络管理协议 168
9.2 简单网络管理协议SNMP 168
9.2.1 SNMP概述 168
9.2.2 SNMP的工作原理 169
9.2.3 SNMP的协议数据单元 169
9.3 网络管理工具及软件 170
9.3.1 简单网络管理程序 171
9.3.2 几种典型的网络管理软件 177
9.4 网络管理的一般方法 180
第10章 网络安全 181
10.1 网络安全概述 181
10.1.1 网络安全面临的问题 181
10.1.2 网络安全的基本概念 181
10.1.3 网络安全的保护技术 182
10.1.4 网络安全的评估标准 182
10.2 加密与访问控制 183
10.2.1 密码学概述 183
10.2.2 数据加密标准 184
10.2.3 公开密钥算法 185
10.2.4 数字签名 186
10.2.5 访问控制技术 186
10.2.6 访问控制列表 187
10.3 黑客与网络攻击 188
10.3.1 黑客与入侵者 188
10.3.2 实施网络攻击 188
10.3.3 网络攻击技术 189
10.3.4 黑客常用工具介绍 190
10.3.5 网络攻击的防范措施 191
10.4 入侵检测系统 192
10.4.1 入侵检测系统的概念 192
10.4.2 入侵检测系统的分类和方法 193
10.4.3 几种入侵检测系统产品 194
10.4.4 入侵检测系统的实现 194
10.5 防火墙技术 195
10.5.1 防火墙的基本概念 195
10.5.2 防火墙的功能和分类 196
10.5.3 几种防火墙产品 197
10.5.4 防火墙典型配置实例 197
10.6 虚拟专用网技术 198
10.6.1 VPN简介 198
10.6.2 VPN协议 199
10.6.3 VPN配置实例 199
第11章 网络音视频技术 203
11.1 音视频技术基础 203
11.1.1 音视频技术概述 203
11.1.2 VoIP结构与种类 204
11.1.3 VoIP面临的问题 204
11.2 VoIP的主要技术 205
11.2.1 信令技术 205
11.2.2 语音编解码技术 211
11.2.3 RTP与RTCP 212
11.2.4 服务质量QoS 214
11.3 VoIP的典型应用 215
11.3.1 IP电话软件的使用 215
11.3.2 IPTV机顶盒的使用 216
第12章 网络工程规划设计 219
12.1 网络工程概念 219
12.1.1 网络工程规划 219
12.1.2 网络工程设计 219
12.2 桌面网络的设计 227
12.2.1 桌面网络设计案例 227
12.2.2 桌面网络需求分析 227
12.2.3 设计原则 227
12.2.4 设计方案 228
12.3 楼宇网络的设计 228
12.3.1 楼宇网络设计案例 229
12.3.2 楼宇网络需求分析 230
12.3.3 设计原则 230
12.3.4 设计方案一 230
12.3.5 设计方案二 231
12.4 园区网络的设计 232
12.4.1 园区网络设计案例 232
12.4.2 园区网络需求分析 233
12.4.3 设计原则 233
12.4.4 设计方案 234
参考文献 236
