計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門重要的專業(yè)課程,國內(nèi)外關(guān)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教材品種眾多、各具特色,本書的特點(diǎn)在于不僅著重講解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論知識,同時(shí)又重視實(shí)訓(xùn)和應(yīng)用,重視培訓(xùn)學(xué)生的技能。全書共分為9 章,主要內(nèi)容有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、定義、體
據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心(CNNIC)發(fā)布第40次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告》
顯示,截至2017年6月,中國網(wǎng)民規(guī)模達(dá)7.51億。目前中國計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速,已
經(jīng)成為應(yīng)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(dāng)今的信息時(shí)
代,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正保持著快速的發(fā)展,各類應(yīng)用規(guī)模呈上升趨勢,即時(shí)通信、搜索引擎、
網(wǎng)絡(luò)新聞、網(wǎng)絡(luò)支付等大大豐富了人們的生活,同時(shí)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(jìn)步產(chǎn)生重要而深遠(yuǎn)的影響。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)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(xué)
科,涉及的知識點(diǎn)多且復(fù)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)
展迅速、應(yīng)用廣、知識多、更新快的特點(diǎn),同時(shí)也作為一門高等院校重要的計(jì)算機(jī)專
業(yè)類課程,仍然需要不斷地建設(shè)和完善相關(guān)教材來充實(shí)和提升其內(nèi)容、技術(shù)、應(yīng)用和
發(fā)展。
近年來,我國在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用以及跨界融合等方面取得了積極進(jìn)展,已具
備加快推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),為了順應(yīng)世界互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)展趨勢,本書以
培養(yǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級技能人才為目標(biāo),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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模塊化為導(dǎo)向來講述網(wǎng)絡(luò)基本的工作原
理和知識點(diǎn),同時(shí)加入當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的新技術(shù)和關(guān)注熱點(diǎn),保證知識的先進(jìn)性和
系統(tǒng)性。另外,通過實(shí)訓(xùn)練習(xí)來鞏固讀者知識掌握和提升具體應(yīng)用技能,力求使讀者在
掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工作原理和相關(guān)技術(shù)的同時(shí),能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備
的軟硬件安裝調(diào)試工作,能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)和管理,能高效、可靠、安全地
管理網(wǎng)絡(luò)資源,學(xué)會解決網(wǎng)絡(luò)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(luò)
新技術(shù)具備自主學(xué)習(xí)能力。本書也考慮了全國計(jì)算機(jī)等級考試及網(wǎng)絡(luò)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(rèn)證考試。
全書共分9章:
第1 章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,介紹了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、定義、基本概念、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
和接入方式以及相關(guān)的數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識。
第2 章網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,重點(diǎn)討論了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基本概
念,詳細(xì)介紹了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)參考模型及各個(gè)模型的不同層次的主要功能,重點(diǎn)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(jìn)行了比較與分析。
第3 章典型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),重點(diǎn)討論了常見的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式,不同工作環(huán)境
FOREWORD
前
言
·2·
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)
中使用的不同傳輸媒體,同時(shí)介紹了常用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
第4章IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),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(diǎn)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(kuò)展開來,講解在物理層和
數(shù)據(jù)鏈路層上擴(kuò)展以太網(wǎng),進(jìn)一步闡述生成樹協(xié)議(STP)的作用和工作原理,再進(jìn)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(luò)層的主要設(shè)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(jìn)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(jìn)一步加深讀者對路由器的認(rèn)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(yīng)用層協(xié)議,討論了常用域名系統(tǒng)DNS 的工作原理、遠(yuǎn)程終端協(xié)議
Telnet 的工作過程、主機(jī)配置與動態(tài)主機(jī)配置DHCP
的應(yīng)用、文件傳輸協(xié)議FTP 的作用,
通過學(xué)習(xí)這些常見的應(yīng)用層協(xié)議,加大讀者對應(yīng)用層特點(diǎn)的理解。
第8章網(wǎng)絡(luò)新技術(shù),討論了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(luò)安全,主要介紹了網(wǎng)絡(luò)安全的基本概念和重要性,及網(wǎng)絡(luò)安全研究的
基本問題和主要網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù),重點(diǎn)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(xiàn)資料,在寫作中力求做到
層次清晰、論述嚴(yán)謹(jǐn)、循序漸進(jìn)、內(nèi)容豐富、應(yīng)用性強(qiáng)。
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(shí)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(dǎo)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(xué)院,2012年主持軟件技術(shù)專業(yè)成功申報(bào)廣東省示范性軟件學(xué)院建設(shè)項(xiàng)目,2013年主持成功申報(bào)省級校外實(shí)踐基地"軟件技術(shù)專業(yè)群藍(lán)盾校外實(shí)訓(xùn)基地",2014年主持成功申報(bào)省級實(shí)訓(xùn)基地"軟件技術(shù)專業(yè)實(shí)訓(xùn)基地",2009年主持廣東省科學(xué)技術(shù)廳高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)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(xiàng)),參與國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng)、廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng)、廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng),對外技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目4項(xiàng),近5年主持省級教育教學(xué)改革項(xiàng)目2項(xiàng),校內(nèi)項(xiàng)目8項(xiàng)。許喜斌,講師,就職于廣東工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,大學(xué)畢業(yè)至今一直在高等院校從事計(jì)算機(jī)教學(xué)與科研工作,具有多年的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育工作經(jīng)驗(yàn),主持、參與多項(xiàng)教研與科研工作,發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文,主編、參編多部教材。
習(xí)題 ................................................ 171
第8 章
網(wǎng)絡(luò)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(shí)訓(xùn)練習(xí).......................................... 185
實(shí)訓(xùn)1 學(xué)習(xí)配置和規(guī)劃WLAN .... 185
實(shí)訓(xùn)2 實(shí)現(xiàn)無線局域網(wǎng)的配置及
組建..................................... 188
小結(jié) ................................................ 196
習(xí)題 ................................................ 196
第9 章
網(wǎng)絡(luò)安全..............................198
9.1 網(wǎng)絡(luò)安全概述.........................
198
9.2 加密技術(shù).................................
200
9.2.1 密碼學(xué)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)
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(shè)計(jì)策略................
222
9.4.2 包過濾技術(shù)...........................
223
9.4.3 代理服務(wù)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(shí)訓(xùn)練習(xí).......................................... 233
實(shí)訓(xùn)1 學(xué)習(xí)防火墻的設(shè)置及
使用..................................... 233
實(shí)訓(xùn)2 殺毒軟件的安裝與使用..... 235
小結(jié) ................................................ 237
習(xí)題 ................................................ 237
參考文獻(xiàn).............................................239