計算機網(wǎng)絡是計算機專業(yè)的一門重要的專業(yè)課程,國內(nèi)外關(guān)于計算機網(wǎng)絡的教材品種眾多、各具特色,本書的特點在于不僅著重講解計算機網(wǎng)絡基礎理論知識,同時又重視實訓和應用,重視培訓學生的技能。全書共分為9 章,主要內(nèi)容有計算機網(wǎng)絡的發(fā)展、定義、體
據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)絡信息中心(CNNIC)發(fā)布第40次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》
顯示,截至2017年6月,中國網(wǎng)民規(guī)模達7.51億。目前中國計算機網(wǎng)絡發(fā)展迅速,已
經(jīng)成為應用為活躍的領(lǐng)域,也是支撐全球信息交流互通的重要支柱。在當今的信息時
代,計算機網(wǎng)絡正保持著快速的發(fā)展,各類應用規(guī)模呈上升趨勢,即時通信、搜索引擎、
網(wǎng)絡新聞、網(wǎng)絡支付等大大豐富了人們的生活,同時也在逐步改變著人們的生活方式、
工作方式與思維方式,必將對人類社會的進步產(chǎn)生重要而深遠的影響。
計算機網(wǎng)絡是計算機技術(shù)與通信技術(shù)相互滲透、密切結(jié)合而形成的一門交叉學
科,涉及的知識點多且復雜,但經(jīng)過幾十年的發(fā)展,目前已經(jīng)形成了比較完善的體系,
并帶動了移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)技術(shù)的高速發(fā)展。因此,針對計算機網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)
展迅速、應用廣、知識多、更新快的特點,同時也作為一門高等院校重要的計算機專
業(yè)類課程,仍然需要不斷地建設和完善相關(guān)教材來充實和提升其內(nèi)容、技術(shù)、應用和
發(fā)展。
近年來,我國在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)應用以及跨界融合等方面取得了積極進展,已具
備加快推進互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)展的堅實基礎,為了順應世界互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)展趨勢,本書以
培養(yǎng)計算機網(wǎng)絡高級技能人才為目標,力圖將互聯(lián)網(wǎng)思維的理念和方法融入到各章內(nèi)容
中。在內(nèi)容結(jié)構(gòu)的組織上,以計算機網(wǎng)絡應用模塊化為導向來講述網(wǎng)絡基本的工作原
理和知識點,同時加入當前網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展的新技術(shù)和關(guān)注熱點,保證知識的先進性和
系統(tǒng)性。另外,通過實訓練習來鞏固讀者知識掌握和提升具體應用技能,力求使讀者在
掌握計算機網(wǎng)絡工作原理和相關(guān)技術(shù)的同時,能進行網(wǎng)絡系統(tǒng)的規(guī)劃、設計和網(wǎng)絡設備
的軟硬件安裝調(diào)試工作,能進行網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行、維護和管理,能高效、可靠、安全地
管理網(wǎng)絡資源,學會解決網(wǎng)絡出現(xiàn)的基本問題,并且還能持續(xù)不斷地對迅速發(fā)展的網(wǎng)絡
新技術(shù)具備自主學習能力。本書也考慮了全國計算機等級考試及網(wǎng)絡管理員考試所要求
的基本內(nèi)容,有助于讀者通過相關(guān)科目的認證考試。
全書共分9章:
第1 章計算機網(wǎng)絡概述,介紹了計算機網(wǎng)絡的發(fā)展、定義、基本概念、拓撲結(jié)構(gòu)
和接入方式以及相關(guān)的數(shù)據(jù)通信基礎知識。
第2 章網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡協(xié)議,重點討論了網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡協(xié)議的基本概
念,詳細介紹了計算機網(wǎng)絡參考模型及各個模型的不同層次的主要功能,重點介紹了
OSI 模型七層協(xié)議的作用和TCP/IP 模型四層協(xié)議的作用,并對OSI
參考模型和TCP/IP
參考模型進行了比較與分析。
第3 章典型企業(yè)網(wǎng)絡架構(gòu),重點討論了常見的企業(yè)網(wǎng)絡架構(gòu)模式,不同工作環(huán)境
FOREWORD
前
言
·2·
計算機網(wǎng)絡基礎
中使用的不同傳輸媒體,同時介紹了常用的網(wǎng)絡設備。
第4章IP網(wǎng)絡基礎,討論了以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu),分層模型中數(shù)據(jù)傳輸過程,并介紹了IP
編址及相關(guān)概念,重點討論了NAT技術(shù)、ARP協(xié)議、傳輸層協(xié)議、HDLC協(xié)議和PPP協(xié)議。
第5 章交換技術(shù),先介紹經(jīng)典的局域網(wǎng)交換技術(shù),再擴展開來,講解在物理層和
數(shù)據(jù)鏈路層上擴展以太網(wǎng),進一步闡述生成樹協(xié)議(STP)的作用和工作原理,再進行
傳統(tǒng)局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)的比較,讓讀者清楚虛擬局域網(wǎng)的作用。
第6 章路由技術(shù),討論了網(wǎng)絡層的主要設備路由器,先介紹路由器的作用、
路由的選擇和分組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)原理;再進行路由算法的介紹,包括優(yōu)化原則、短路
徑算法、距離矢量路由算法和鏈路狀態(tài)路由算法,進一步加深讀者對路由器的認識和
掌握。另外,還討論了內(nèi)部和外部網(wǎng)關(guān)的相關(guān)協(xié)議。
第7章典型的應用層協(xié)議,討論了常用域名系統(tǒng)DNS 的工作原理、遠程終端協(xié)議
Telnet 的工作過程、主機配置與動態(tài)主機配置DHCP
的應用、文件傳輸協(xié)議FTP 的作用,
通過學習這些常見的應用層協(xié)議,加大讀者對應用層特點的理解。
第8章網(wǎng)絡新技術(shù),討論了計算機網(wǎng)絡在不斷發(fā)展和變化中較為流行的新技術(shù)移
動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),著重對兩種網(wǎng)絡新技術(shù)的起源、定義、體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)
的概要性知識作介紹。
第9 章網(wǎng)絡安全,主要介紹了網(wǎng)絡安全的基本概念和重要性,及網(wǎng)絡安全研究的
基本問題和主要網(wǎng)絡安全技術(shù),重點介紹了加密技術(shù)、數(shù)字簽名、VPN 技術(shù)、防火墻技
術(shù)以及入侵檢測技術(shù)等。
在本書的編寫過程中,編者參考了近年來比較新的文獻資料,在寫作中力求做到
層次清晰、論述嚴謹、循序漸進、內(nèi)容豐富、應用性強。
本文由蔡龍飛、許喜斌任主編,林虹虹、陳科樺、趙小蕾、何潔、何芳任副主編。
其中:第1章由何潔編寫,第2、3 章由林虹虹(企業(yè)工程師)編寫,第4 章由蔡龍飛
編寫,第5、6 章由趙小蕾編寫,第7 章由陳科樺編寫,第8 章由何芳編寫,第9 章由
許喜斌編寫。全書由蔡龍飛、許喜斌統(tǒng)稿。
在本書的編寫過程中,中國鐵道出版社的編輯給予了很大的支持,在此表示衷心
的感謝。
由于編者水平有限,加之時間倉促,書中難免存在疏漏與不足之處,敬請廣大讀
者和同仁不吝賜教、撥冗指正。
編
者
2017 年8 月
蔡龍飛,男,教授,碩士生導師。軟件技術(shù)專業(yè)帶頭人,就職于廣東工程職業(yè)技術(shù)學院,2012年主持軟件技術(shù)專業(yè)成功申報廣東省示范性軟件學院建設項目,2013年主持成功申報省級校外實踐基地"軟件技術(shù)專業(yè)群藍盾校外實訓基地",2014年主持成功申報省級實訓基地"軟件技術(shù)專業(yè)實訓基地",2009年主持廣東省科學技術(shù)廳高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目"基于移動存儲和軟件關(guān)聯(lián)互控的加密和自毀技術(shù)"研發(fā)(2012年已結(jié)項),參與國家自然科學基金項目1項、廣東省自然科學基金項目1項、廣東省科技計劃項目1項,對外技術(shù)服務項目4項,近5年主持省級教育教學改革項目2項,校內(nèi)項目8項。許喜斌,講師,就職于廣東工程職業(yè)技術(shù)學院,大學畢業(yè)至今一直在高等院校從事計算機教學與科研工作,具有多年的計算機基礎教育工作經(jīng)驗,主持、參與多項教研與科研工作,發(fā)表多篇學術(shù)論文,主編、參編多部教材。
習題 ................................................ 171
第8 章
網(wǎng)絡新技術(shù)...........................172
8.1 移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù).....................
172
8.1.1 移動互聯(lián)網(wǎng)的定義................
172
8.1.2 移動互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與參考
模型........................................ 173
8.1.3 移動互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)........
174
8.1.4 移動IP 技術(shù)..........................
175
8.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù).............................
176
8.2.1 物聯(lián)網(wǎng)的起源與發(fā)展............
176
8.2.2 物聯(lián)網(wǎng)的定義........................
178
8.2.3 物聯(lián)網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)................
179
8.2.4 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)................
180
實訓練習.......................................... 185
實訓1 學習配置和規(guī)劃WLAN .... 185
實訓2 實現(xiàn)無線局域網(wǎng)的配置及
組建..................................... 188
小結(jié) ................................................ 196
習題 ................................................ 196
第9 章
網(wǎng)絡安全..............................198
9.1 網(wǎng)絡安全概述.........................
198
9.2 加密技術(shù).................................
200
9.2.1 密碼學概述............................
200
9.2.2 對稱密鑰算法........................
201
9.2.3 公鑰密碼算法........................
207
9.2.4 密碼協(xié)議................................
210
9.2.5 數(shù)字簽名................................
211
9.3 VPN 技術(shù)................................
212
9.3.1 VPN 概述...............................
212
9.3.2 VPN 的組網(wǎng)方式...................
213
9.3.3 VPN 的體系結(jié)構(gòu)...................
215
·4·
計算機網(wǎng)絡基礎
9.3.4 VPN 的關(guān)鍵技術(shù)...................
215
9.3.5 IPSec
VPN............................. 219
9.4 防火墻技術(shù).............................
221
9.4.1 防火墻的設計策略................
222
9.4.2 包過濾技術(shù)...........................
223
9.4.3 代理服務技術(shù).......................
225
9.4.4 狀態(tài)監(jiān)視技術(shù).......................
226
9.5 入侵檢測技術(shù).........................
227
9.5.1 入侵檢測的概念....................
227
9.5.2 入侵檢測的分類....................
228
9.5.3 通用入侵檢測框架................
231
實訓練習.......................................... 233
實訓1 學習防火墻的設置及
使用..................................... 233
實訓2 殺毒軟件的安裝與使用..... 235
小結(jié) ................................................ 237
習題 ................................................ 237
參考文獻.............................................239