本書是南開大學精品課程建設成果。為滿足讀者學習計算機網(wǎng)絡基礎知識與網(wǎng)絡應用的需要，本書系統(tǒng)介紹了計算機網(wǎng)絡概論、數(shù)據(jù)通信與廣域網(wǎng)技術、網(wǎng)絡體系結構與網(wǎng)絡協(xié)議、局域網(wǎng)技術、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡互連技術、互聯(lián)網(wǎng)應用技術、物聯(lián)網(wǎng)應用技術，以及網(wǎng)絡安全與網(wǎng)絡管理技術。每章附有習題，為任課教師免費提供電子課件。本書教學體系參考了全國碩士研究生統(tǒng)一入學考試、計算機等級考試和全國計算機技術與軟件專業(yè)技術資格（水平）考試的基本要求和知識點，有助于學生通過認證考試。本書簡明、系統(tǒng)、先進、實用，適合作為高等院校非計算機專業(yè)的公共課教材，以及電子商務、信息管理與信息系統(tǒng)、信息與計算科學、多媒體與網(wǎng)絡技術、教育技術學、物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)的相關課程的教材，也可作為各類計算機網(wǎng)絡與通信技術培訓班的教材，還可供從事計算機與信息技術應用的工程技術人員、管理干部學習參考。
精品課程配套教材
前 言
計算機網(wǎng)絡是計算機科學與工程中迅速發(fā)展的新興技術，也是計算機應用中的一個空前活躍的領域。計算機網(wǎng)絡是計算機與通信技術相互滲透、密切結合而形成的交叉科學。目前，計算機網(wǎng)絡已廣泛應用于辦公自動化、企業(yè)管理、信息服務、電子商務、科研教育、醫(yī)療衛(wèi)生、軍事等領域。互聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展迅速，全球信息高速公路建設的浪潮興起。人們已經(jīng)意識到，計算機網(wǎng)絡正在改變人們的工作與生活方式，已成為影響一個國家與地區(qū)的經(jīng)濟、科學與文化發(fā)展的重要因素之一。我國信息技術與信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，需要大量掌握計算機網(wǎng)絡與通信技術的人才。計算機網(wǎng)絡技術已成為廣大學生學習的一門重要課程，也是從事計算機與信息技術的研究、應用人員應該掌握的重要知識之一。
計算機網(wǎng)絡技術經(jīng)過5年的發(fā)展，已經(jīng)形成了自身比較完善的體系。目前，計算機網(wǎng)絡技術發(fā)展迅速，應用廣泛，知識更新快。以互聯(lián)網(wǎng)為代表的網(wǎng)絡應用技術與以千兆以太網(wǎng)為代表的高速網(wǎng)絡技術，使計算機網(wǎng)絡技術發(fā)展到一個更高的階段。為了滿足計算機網(wǎng)絡課程學習的要求，作者根據(jù)多年教學與科研實踐經(jīng)驗編寫了本書，希望給廣大讀者提供一本既能保持教學的系統(tǒng)性，又能反映當前計算機網(wǎng)絡技術發(fā)展最新成果的教材。
本書在教學體系安排中也考慮了全國碩士研究生統(tǒng)一入學考試、全國計算機等級考試、全國計算機技術與軟件專業(yè)技術資格（水平）考試所要求的基本內容，因此通過本書的學習也有助于學生通過相關科目的考試。
本書是南開大學精品課程的建設成果。本書前幾版受到很多讀者和任課老師的歡迎，累計印數(shù)超過25萬冊。本次修訂在第5版的基礎上，增加了計算機網(wǎng)絡技術最新發(fā)展的有關內容。全書共分9章。
第1章討論計算機網(wǎng)絡的基本概念，這是全書的基礎。
第2章討論數(shù)據(jù)通信與廣域網(wǎng)技術，包括傳輸介質、數(shù)據(jù)編碼、多路復用、差錯控制等內容，以及廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換技術。
第3章討論網(wǎng)絡體系結構與網(wǎng)絡協(xié)議，并分析OSI參考模型與TCP/IP模型。
第4章討論局域網(wǎng)技術，介紹了傳統(tǒng)以太網(wǎng)、高速以太網(wǎng)、交換式局域網(wǎng)與無線局域網(wǎng)技術，以及局域網(wǎng)組網(wǎng)技術。
第5章討論網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的基本概念，并介紹幾種常用的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)。
第6章討論網(wǎng)絡互連技術，介紹網(wǎng)絡互連的類型與層次，以及網(wǎng)橋、路由器與網(wǎng)關的工作原理。
第7章討論互聯(lián)網(wǎng)應用技術，介紹互聯(lián)網(wǎng)的基本概念、接入方式與服務功能，以及各種新型的互聯(lián)網(wǎng)應用。
第8章討論物聯(lián)網(wǎng)應用技術，介紹物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生背景、基本概念、體系結構，以及物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術發(fā)展。
第9章討論網(wǎng)絡安全與網(wǎng)絡管理技術，介紹網(wǎng)絡空間安全的概念、OSI安全體系結構、加密與認證技術、網(wǎng)絡安全協(xié)議、防火墻與入侵檢測、惡意代碼發(fā)展及防護技術，以及網(wǎng)絡管理的概念與相關協(xié)議。
本書在編寫過程中注意保持教學內容系統(tǒng)性的同時，以高速局域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)應用技術作為主線，加入寬帶城域網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡安全與網(wǎng)絡管理等新內容，力求反映計算機網(wǎng)絡的最新發(fā)展。在本書編寫過程中，作者主要參考了近年的最新文獻資料。在寫作中，力求做到層次清楚，語言簡潔流暢，內容豐富，既便于讀者循序漸進地系統(tǒng)學習，又能使讀者了解計算機網(wǎng)絡技術的新發(fā)展，希望本書對讀者掌握計算機網(wǎng)絡技術有一定的幫助。
本書第1～3章由吳功宜執(zhí)筆完成，第4～9章由吳英執(zhí)筆完成，全書由吳英統(tǒng)稿。
本書在編寫過程中得到譚了浩強教授的關心與幫助，也得到了徐敬東教授、張建忠教授的多方幫助，在此謹表衷心的感謝。
限于作者的學術水平，錯誤與不妥之處在所難免，敬請廣大讀者批評指正。
本書每章后附有習題，并為任課教師提供電子課件和參考答案。相關教學資源（包含電子教案）可通過登錄華信教育資源網(wǎng)站（http://www.hxedu.com.cn），注冊之后進行免費下載。
作 者
吳英，男，南開大學計算機與控制工程學院副教授。近年來，主持和參加國家部委、天津市課題及橫向合作項目10項；在國內外學術會議和國內刊物發(fā)表論文20余篇，其中EI檢索15篇；獨立撰寫和組織翻譯教材9本，其中列入十二五規(guī)劃教材4本；獲天津市教學成果一等獎1項
目 錄
第1章 計算機網(wǎng)絡概論1
1.1 計算機網(wǎng)絡的形成和發(fā)展1
1.2 計算機網(wǎng)絡的概念5
1.2.1 計算機網(wǎng)絡的定義5
1.2.2 計算機網(wǎng)絡結構變化6
1.2.3 計算機網(wǎng)絡的分類8
1.2.4 計算機網(wǎng)絡的拓撲結構12
1.3 典型計算機網(wǎng)絡14
1.3.1 ARPANET14
1.3.2 NSFnet15
1.3.3 Internet15
1.3.4 Internet216
1.4 計算機網(wǎng)絡應用及安全問題17
1.4.1 計算機網(wǎng)絡的應用17
1.4.2 計算機網(wǎng)絡帶來的問題18
小結19
習題119
第2章 數(shù)據(jù)通信與廣域網(wǎng)技術21
2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念21
2.1.1 信息、數(shù)據(jù)和信號21
2.1.2 數(shù)據(jù)傳輸類型和通信方式23
2.2 傳輸介質及其主要特性26
2.2.1 傳輸介質的主要類型26
2.2.2 雙絞線27
2.2.3 同軸電纜28
2.2.4 光纜29
2.3 無線與衛(wèi)星通信技術30
2.3.1 電磁波譜和移動通信30
2.3.2 無線通信31
2.3.3 微波通信31
2.3.4 蜂窩無線通信32
2.3.5 衛(wèi)星通信32
2.4 數(shù)據(jù)編碼技術34
2.4.1 數(shù)據(jù)編碼的主要類型34
2.4.2 模擬數(shù)據(jù)編碼34
2.4.3 數(shù)字數(shù)據(jù)編碼36
2.4.4 脈沖編碼調制38
2.5 數(shù)據(jù)傳輸中的重要概念39
2.5.1 傳輸速率的定義39
2.5.2 傳輸速率和信道帶寬39
2.6 多路復用技術40
2.6.1 多路復用技術的分類40
2.6.2 頻分多路復用40
2.6.3 波分多路復用41
2.6.4 時分多路復用42
2.7 廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術43
2.7.1 廣域網(wǎng)的主要特點43
2.7.2 線路交換方式44
2.7.3 存儲轉發(fā)交換方式45
2.7.4 數(shù)據(jù)報方式46
2.7.5 虛電路方式47
2.8 差錯控制方法48
2.8.1 差錯產(chǎn)生原因與差錯類型48
2.8.2 誤碼率的定義49
2.8.3 檢錯碼與糾錯碼49
2.8.4 循環(huán)冗余編碼50
2.8.5 差錯控制機制52
小結53
習題254
第3章 網(wǎng)絡體系結構與網(wǎng)絡協(xié)議56
3.1 網(wǎng)絡體系結構的概念56
3.2 OSI參考模型58
3.2.1 OSI參考模型的概念58
3.2.2 OSI參考模型的結構59
3.2.3 OSI參考模型各層功能60
3.2.4 OSI環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸過程61
3.3 TCP/IP參考模型62
3.3.1 TCP/IP參考模型的發(fā)展62
3.3.2 TCP/IP參考模型各層功能63
3.4 OSI參考模型與TCP/IP參考模型的比較65
小結67
習題367
第4章 局域網(wǎng)技術69
4.1 局域網(wǎng)的基本概念69
4.1.1 局域網(wǎng)技術的發(fā)展69
4.1.2 介質訪問控制方法的比較70
4.1.3 以太網(wǎng)技術的發(fā)展72
4.1.4 IEEE802參考模型與協(xié)議74
4.2 共享介質局域網(wǎng)技術75
4.2.1 以太網(wǎng)的工作原理75
4.2.2 以太網(wǎng)幀的結構78
4.2.3 以太網(wǎng)的組網(wǎng)方法79
4.3 交換局域網(wǎng)和虛擬局域網(wǎng)81
4.3.1 交換式局域網(wǎng)技術81
4.3.2 虛擬局域網(wǎng)技術84
4.4 高速局域網(wǎng)技術發(fā)展86
4.4.1 快速以太網(wǎng)86
4.4.2 千兆以太網(wǎng)87
4.4.3 萬兆以太網(wǎng)89
4.4.4 40 Gigabit Ethernet和100 Gigabit Ethernet90
4.5 無線局域網(wǎng)技術90
4.5.1 無線局域網(wǎng)的發(fā)展90
4.5.2 擴頻無線局域網(wǎng)91
4.5.3 IEEE802.11標準93
4.5.4 無線局域網(wǎng)的結構94
4.5.5 無線局域網(wǎng)的工作原理97
4.5.6 IEEE802.11幀的結構99
小結102
習題4102
第5章 網(wǎng)絡操作系統(tǒng)104
5.1 網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的概念104
5.1.1 操作系統(tǒng)的概念104
5.1.2 網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的定義和分類106
5.1.3 網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的基本功能107
5.2 Windows操作系統(tǒng)108
5.2.1 Windows操作系統(tǒng)的發(fā)展108
5.2.2 Windows NT操作系統(tǒng)的特點110
5.2.3 Windows 2000操作系統(tǒng)的特點111
5.3 NetWare操作系統(tǒng)112
5.3.1 NetWare操作系統(tǒng)的發(fā)展112
5.3.2 NetWare操作系統(tǒng)的特點113
5.4 UNIX操作系統(tǒng)115
5.4.1 UNIX操作系統(tǒng)的發(fā)展115
5.4.2 UNIX操作系統(tǒng)的結構115
5.4.3 UNIX操作系統(tǒng)的特點116
5.5 Linux操作系統(tǒng)117
5.5.1 Linux操作系統(tǒng)的發(fā)展117
5.5.2 Linux操作系統(tǒng)的結構117
5.5.3 Linux操作系統(tǒng)的特點119
小結119
習題5120
第6章 網(wǎng)絡互連技術122
6.1 網(wǎng)絡互連的概念122
6.1.1 網(wǎng)絡互連的功能122
6.1.2 網(wǎng)絡互連的分類123
6.1.3 網(wǎng)絡互連的層次123
6.2 數(shù)據(jù)鏈路層互連設備125
6.2.1 網(wǎng)橋的概念125
6.2.2 網(wǎng)橋的分類127
6.2.3 生成樹的概念127
6.2.4 網(wǎng)橋存在的問題128
6.3 網(wǎng)絡層互連設備129
6.3.1 路由器的概念129
6.3.2 路由器的分類131
6.3.3 路由器技術發(fā)展133
6.4 高層互連設備135
6.4.1 網(wǎng)關的概念135
6.4.2 網(wǎng)關的分類136
小結136
習題6137
第7章 互聯(lián)網(wǎng)應用技術139
7.1 互聯(lián)網(wǎng)的概念139
7.1.1 互聯(lián)網(wǎng)服務提供商139
7.1.2 互聯(lián)網(wǎng)的結構140
7.1.3 互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展狀況142
7.1.4 互聯(lián)網(wǎng)的管理者143
7.2 互聯(lián)網(wǎng)接入方式144
7.2.1 接入技術的概念144
7.2.2 ADSL接入技術145
7.2.3 HFC接入技術145
7.2.4 光纖接入技術146
7.2.5 無線接入方式146
7.3 互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議147
7.2.1 IP地址147
7.3.2 域名機制149
7.4 Internet服務功能151
7.4.1 Web服務151
7.4.2 電子郵件服務156
7.4.3 文件傳輸服務159
7.4.4 遠程登錄服務161
7.3.5 新聞和公告類服務162
7.4.6 即時通信服務165
7.5 互聯(lián)網(wǎng)應用發(fā)展分析167
7.5.1 互聯(lián)網(wǎng)應用發(fā)展階段劃分167
7.5.2 P2P模式與C/S模式的比較167
小結170
習題7171
第8章 物聯(lián)網(wǎng)技術173
8.1 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的背景173
8.1.1 物聯(lián)網(wǎng)概念的提出173
8.1.2 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的背景176
8.2 物聯(lián)網(wǎng)的基本概念178
8.2.1 物聯(lián)網(wǎng)的定義178
8.2.2 物聯(lián)網(wǎng)的技術特征179
8.3 物聯(lián)網(wǎng)的體系結構180
8.3.1 物聯(lián)網(wǎng)層次結構180
8.3.2 感知層的主要功能181
8.3.3 網(wǎng)絡層的主要功能183
8.3.4 應用層的主要功能191
8.4 物聯(lián)網(wǎng)的技術發(fā)展195
8.4.1 物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術195
8.4.2 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展197
8.4.3 物聯(lián)網(wǎng)應用發(fā)展198
小結199
習題8199
第9章 網(wǎng)絡安全和網(wǎng)絡管理202
9.1 網(wǎng)絡空間安全和網(wǎng)絡安全202
9.1.1 網(wǎng)絡空間安全的概念202
9.1.2 我國網(wǎng)絡空間安全戰(zhàn)略203
9.1.3 網(wǎng)絡空間安全理論體系205
9.2 OSI安全體系結構206
9.2.1 安全體系結構的概念206
9.2.2 網(wǎng)絡安全模型的提出208
9.2.3 用戶對網(wǎng)絡安全的需求209
9.2.4 網(wǎng)絡安全的法律法規(guī)209
9.3 加密和認證技術210
9.3.1 密碼學中的概念210
9.3.2 對稱密碼體制211
9.3.3 非對稱密碼體制212
9.3.4 數(shù)字簽名技術214
9.4 網(wǎng)絡安全協(xié)議216
9.4.1 網(wǎng)絡層安全和IPSec216
9.4.2 傳輸層安全和SSL218
9.4.3 應用層安全和PGP、SET219
9.5 防火墻技術221
9.5.1 防火墻的概念221
9.5.2 防火墻的分類221
9.5.3 防火墻系統(tǒng)結構224
9.6 入侵檢測技術226
9.6.1 入侵檢測的概念226
9.6.2 入侵檢測的分類227
9.6.3 蜜罐的概念228
9.7 惡意代碼及防護技術228
9.7.1 惡意代碼的演變228
9.7.2 計算機病毒的概念229
9.7.3 網(wǎng)絡蠕蟲的概念230
9.7.4 木馬程序的概念231
9.7.5 網(wǎng)絡防病毒技術232
9.8 網(wǎng)絡管理技術233
9.8.1 網(wǎng)絡管理的概念233
9.8.2 網(wǎng)絡管理功能域234
9.8.3 網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的概念235
9.8.4 簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議236
小結237
習題9237
附錄A 參考答案240
參考文獻242
書單推薦
