本教材作者根据多年执教计算机网络基础课程的经验，针对目前高职高专学生的认知特点以及高职高专教育的培养目标、特点和要求，较全面地介绍了计算机网络的基本知识和实践技能。全书共10章，第1章介绍计算机网络的概述及仿真软件Packet Tracer；第2章介绍网络体系结构；第3章介绍物理层协议及通信基础；第4章讨论数据链路层的基本功能；第5章介绍网络互连技术；第6章介绍IPv4地址；第7章介绍IPv4编址；第8章介绍传输层协议；第9章介绍应用层服务；第10章介绍局域网技术。

前 言 21世纪是一个飞速发展的世纪，科学技术日新月异，计算机网络技术已经融入社会的各个角落，为科学、教育、办公、娱乐等各种互动提供了不可或缺的交流平台。目前，我国很多高等职业院校的计算机相关专业都把“计算机网络基础”作为一门专业基础课程。为了帮助高职院校的教师比较全面、系统地讲授这门课程，使学生能够熟练地掌握相关技术，我们编写了本教材。 本教材内容安排以基础性和实践性为重点，力图在讲述计算机网络基本工作原理的基础上，注重对学生实践技能的培养。教材中列举了当前网络中流行的网络技术和特点，内容涉及网络发展前沿技术，其目的在于使读者通过本教材的学习，掌握计算机网络原理，理解有关网络的一系列标准和工业标准。 全书共10章。 第1章首先介绍计算机网络的发展与趋势，网络的基本概念、定义、分类以及通信基础知识，然后介绍思科公司提供的免费模拟器软件Packet Tracer。 第2章讨论计算机网络的体系结构与网络协议的基本概念，详细介绍OSI参考模型与TCP/IP参考模型，并对两个参考模型进行比较。 第3章主要对物理层进行描述，说明物理层的概念、功能，并对物理层的接口特性与传输介质做详解的介绍。 第4章讨论数据链路层的基本功能，包括帧同步和差错控制，详细介绍MAC编址和以太网数据帧封装。 第5章介绍网络互连的相关概念，详细介绍IPv4数据报格式与路由数据报过程，并对因特网互连层协议IP、ARP、ICMP、IPv6进行详细讨论。 第6章详细介绍IPv4地址格式与特点。 第7章介绍网络地址规划方法、网络前缀与超网的概念，以及IPv4地址中的VLSM与CIDR。 第8章讨论传输层协议、传输层的功能，详细分析传输控制协议TCP与用户数据报协议UDP的数据封装格式及工作过程。 第9章介绍应用层的基本概念及其常用的一些应用服务WWW、DNS、DHCP等，同时对相关协议的工作原理进行详细介绍。 第10章介绍局域网技术，详细介绍以太网相关标准以及无线局域网。 本教材由蒋建峰和蒋建锋担任主编，张娴和朱麟担任副主编。第1、5、6、7、9章主要由蒋建峰编写，第3、4章主要由蒋建锋编写，第8、10章主要由张娴编写，第2章主要由朱麟编写。参加本教材编写的还有杜梓平、丁慧洁和刘源。全书由蒋建峰负责统稿。 由于作者水平有限，书中难免存在错误和疏漏之处，敬请各位老师和同学指正，可发送邮件至alaneroson@126.com。 本教材配套有教学资源PPT课件，如有需要，请登录电子工业出版社华信教育资源网（www.hxedu.com.cn），注册后免费下载。 编著者 2015年5月

目 录 第1章 计算机网络概述 1 1.1 计算机网络的发展 2 1.1.1 计算机网络的产生与发展 2 1.1.2 网络未来的发展趋势 2 1.1.3 网络行业就业机会与挑战 4 1.2 计算机网络基本概念 4 1.2.1 计算机网络的定义 4 1.2.2 计算机网络的组成 5 1.2.3 计算机网络的分类 6 1.3 网络模拟器Packet Tracer 10 1.3.1 Packet Tracer安装过程 10 1.3.2 Packet Tracer使用方法 11 1.4 复习题 15 1.5 实践技能训练 16 实验一　网络模拟器Packet Tracer使用训练 16 实验二　创建小型实验拓扑 17 第2章 Internet体系结构 19 2.1 使用分层模型 20 2.1.1 分层体系结构 20 2.1.2 可扩展的体系结构 20 2.2 OSI参考模型 20 2.2.1 OSI的结构 21 2.2.2 协议数据单元 24 2.3 TCP/IP模型 28 2.4 OSI模型与TCP/IP模型的比较 29 2.5 复习题 30 2.6 实践技能训练 31 实验　OSI模型各层PDU观察实训 31 第3章 物理层功能 33 3.1 物理层接口与协议 34 3.1.1 物理层接口 34 3.1.2 物理层功能和提供的服务 35 3.1.3 物理层协议标准 36 3.2 物理层介质 38 3.2.1 双绞线 38 3.2.2 同轴电缆 44 3.2.3 光纤介质 44 3.2.4 无线传输介质 45 3.3 数据通信技术 46 3.3.1 数据通信系统模型 46 3.3.2 数据传输速率 47 3.3.3 信道容量 48 3.4 数据交换技术 49 3.4.1 电路交换 49 3.4.2 报文交换 50 3.4.3 分组交换 51 3.5 复习题 52 3.6 实践技能训练 53 实验一　UTP双绞线制作 53 实验二　使用不同类型的介质连接设备 54 第4章 数据链路层 56 4.1 数据链路层功能 57 4.1.1 帧同步功能 57 4.1.2 差错控制 58 4.1.3 流量控制 59 4.2 MAC编址与数据帧封装 60 4.2.1 数据链路层协议数据单元 60 4.2.2 数据帧的格式 61 4.2.3 帧头与帧尾 61 4.2.4 数据帧实例 63 4.3 高级数据链路控制协议 68 4.3.1 HDLC基本概念 68 4.3.2 HDLC帧格式 70 4.4 点对点（PPP）协议 71 4.4.1 PPP基本概念 71 4.4.2 PPP帧格式 73 4.4.3 PPPoE 74 4.5 复习题 76 4.6 实践技能训练 77 实验一　验证常见局域网数据帧的结构 77 实验二　验证常见广域网数据帧的结构 78 第5章 网络互连层 80 5.1 网络互连 81 5.1.1 网络互连原理 81 5.1.2 网络互连设备 82 5.1.3 网络互连协议 84 5.2 网络层IPv4数据报 86 5.2.1 IPv4数据报格式 86 5.2.2 IP数据报各字段含义 86 5.3 路由数据包 88 5.3.1 路由选择机制 88 5.3.2 数据包转发策略 88 5.3.3 路由协议 89 5.3.4 路由器路由表 90 5.4 网络层协议 92 5.4.1 IP协议 92 5.4.2 ARP协议 95 5.4.3 ICMP协议 98 5.5.4 IGMP协议 100 5.5.5 IPv6协议 101 5.5 复习题 103 5.6 实践技能训练 104 实验　ping技能训练 104 第6章 网络地址IPv4 107 6.1 IPv4网络地址 108 6.1.1 数制转换 108 6.1.2 IPv4地址剖析 109 6.1.3 IPv4地址主机号与网络号 110 6.1.4 IPv4地址子网掩码 111 6.1.5 ipconfig命令 111 6.2 IPv4地址分类 112 6.2.1 传统IPv4地址类别 112 6.2.2 特殊的IPv4地址 113 6.3 IPv4地址用途 116 6.3.1 IPv4通信地址类型 116 6.3.2 公用地址与专用地址 118 6.4 复习题 119 6.5 实践技能训练 120 实验一　IP地址安排与子网掩码验证 120 实验二　单播、组播与广播通信 121 第7章 IPv4编址 124 7.1 网络地址规划 125 7.2 设备地址选择 126 7.2.1 静态地址分配 126 7.2.2 动态地址分配 126 7.3 子网划分 127 7.3.1 三级IP地址 127 7.3.2 子网划分与子网掩码 128 7.3.3 子网的规划设计 129 7.3.4 网络前缀 134 7.4 超网（Supernetting） 134 7.5 VLSM与CIDR 135 7.5.1 变长子网掩码VLSM 135 7.5.2 无类别域间路由（CIDR） 137 7.6 复习题 139 7.7 实践技能训练 141 实验　IP地址子网划分 141 第8章 传输层 143 8.1 传输服务 144 8.1.1 传输层提供的服务 144 8.1.2 分段和重组 145 8.1.3 端口寻址 145 8.1.4 流量控制及错误恢复 146 8.1.5 面向连接／面向非连接服务 146 8.1.6 netstat命令 147 8.2 传输控制协议（TCP） 147 8.2.1 TCP协议特点 147 8.2.2 TCP的段结构 147 8.2.3 TCP连接管理 149 8.2.4 TCP数据传输机制 152 8.3 用户数据报协议（UDP） 155 8.3.1 UDP服务模型 155 8.3.2　UDP的段结构 156 8.3.3 UDP数据报重组 156 8.3.4 UDP的服务器进程与请求 156 8.3.5 UDP客户端进程 157 8.4 复习题 158 8.5 实践技能训练 160 实验　TCP和UDP端口技能训练 160 第9章 应用层功能及协议 162 9.1 应用层基础 163 9.2 网络服务模式 164 9.2.1 Client-Server 164 9.2.2 Peer-to-Peer 164 9.2.3 Browser-Server 165 9.3 应用层协议及服务 165 9.3.1 万维网（WWW） 165 9.3.2 域名系统（DNS） 167 9.3.3 动态主机配置协议（DHCP） 169 9.3.4 电子邮件（E-mail） 172 9.3.5 文件传输 174 9.3.6 远程登录（Telnet） 174 9.4 复习题 175 9.5 实践技能训练 177 实验　HTTP与DNS服务器搭建与配置 177 第10章 局域网技术 179 10.1 以太网概念与IEEE 802标准 180 10.1.1 以太网拓扑 180 10.1.2 以太网物理层与数据链路层 182 10.1.3 以太网MAC地址编址 184 10.1.4 以太网介质访问控制CSMA/CD 186 10.2 集线器和交换机 189 10.2.1 传统以太网 189 10.2.2 交换以太网 189 10.3 高速以太网 192 10.3.1 光纤分布式数据接口（FDDI）环网 192 10.3.2 快速以太网 193 10.3.3 千兆位以太网 194 10.3.4 万兆位以太网 195 10.3.5 交换型以太网 195 10.4 虚拟局域网 195 10.4.1 虚拟局域网组建 196 10.4.2 虚拟局域网交换技术 196 10.4.3 虚拟局域网的划分方法 197 10.4.4 虚拟局域网（VLAN）的基本配置 198 10.5 无线局域网技术 199 10.5.1 无线局域网概述 199 10.5.2 无线局域网构建 200 10.5.3 IEEE 802.11系列标准 200 10.5.4 无线AP与无线路由器 201 10.5.5 无线路由器界面设置 201 10.6 复习题 203 10.7 实践技能训练 204 实验 局域网组网实训 204 缩略语 206 参考文献 210

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