计算机网络技术基础

本书以企业应用为目的，以理论必须、够用为原则，由浅入深、系统介绍了计算机网络技术的基础及应用方面的知识。本教材主要包括构建局域网、接入互联网，交换机与路由器配置、虚拟现实以及智能信息处理、人工智能前沿、搜索引擎等。本书具有以下特点：1. 在知识体系结构上，本书以《计算机网络技术》教材等为依据，全面阐述了计算机网络技术的基本理论及应用，适时介绍当前新的实用网络技术,使学生能形成了一套完整的知识体系框架。理论以必须、够用为原则。2. 在实践教学方面，利用我校老师团队实践经验丰富的优势，大多章节均采用案例教学，可以使学生理解理论、学会应用，真正突出高职高专的办学宗旨与特色。3.教材编写团队方面，教学团队成员有长期从事教学与科研工作的教授专家，教育技术、实验实训管理中心及信息化建设中心老师以及教学一线的双师型教学人员，团队的理论功底扎实，实践经验丰富。4.本教材是是第二批中国轻工业“十三五”规划教材立项项目，是2015年广东省级精品资源共享课《计算机网络技术》的配套教材，配套有PPT，微课、课程网站、教案、课程标准、授课计划、课程学习指导等资料。

本书以企业应用为目的，以理论必须、够用为原则，由浅入深、系统介绍了计算机网络技术的基础及应用方面的知识。本教材主要包括构建局域网、接入互联网，交换机与路由器配置、虚拟现实以及智能信息处理、人工智能前沿、搜索引擎等。本书具有以下特点：1. 在知识体系结构上，本书以《计算机网络技术》教材等为依据，全面阐述了计算机网络技术的基本理论及应用，适时介绍当前新的实用网络技术,使学生能形成了一套完整的知识体系框架。理论以必须、够用为原则。2. 在实践教学方面，利用我校老师团队实践经验丰富的优势，大多章节均采用案例教学，可以使学生理解理论、学会应用，真正突出高职高专的办学宗旨与特色。3.教材编写团队方面，教学团队成员有长期从事教学与科研工作的教授专家，教育技术、实验实训管理中心及信息化建设中心老师以及教学一线的双师型教学人员，团队的理论功底扎实，实践经验丰富。4.本教材是是第二批中国轻工业“十三五”规划教材立项项目，是2015年广东省级精品资源共享课《计算机网络技术》的配套教材，配套有PPT，微课、课程网站、教案、课程标准、授课计划、课程学习指导等资料。

陈宏扬，广东轻工职业技术学院，教育技术科科长，高级工程师，双师型教师；主要教授“计算机网络技术”“物流信息技术”“网页设计与制作”等课程；主编有《计算机网络技术》等教材；参与的“一核四维五交互”智能生本教学模式研究与实践项目，获得省级教学成果奖一等奖；论文“基于微信订阅号的移动辅助教学实践研究”获得广东省高等学校大学计算机课程指导委员会年会优秀论文二等奖；论文“基于@Team云协作平台的移动教学实践研究”获得2017年高职教育教学研究论文二等奖。
陈燕升，广东轻工职业技术学院教师。
高又春，广东轻工职业技术学院教师。

章计算机网络技术基础 1
1.1何谓计算机网络 1
1.1.1计算机网络的诞生与发展 2
1.1.2计算机网络的定义 4
1.1.3计算机网络的功能 5
1.1.4计算机网络的组成 7
1.2计算机网络通信基础 8
1.2.1计算机网络的基础元素 8
1.2.2数据和信号基础 9
1.2.3数据传输方式和交换技术 11
1.2.4IPv4 和 IPv6 技术 15
1.3计算机网络的分类 18
1.4计算机网络的拓扑结构 21
1.4.1总线拓扑 21
1.4.2星形拓扑 22
1.4.3环形拓扑 23
1.4.4树形拓扑 24
1.4.5广域拓扑 24
1.4.6网络主干 26
1.4.6 混合拓扑、因特网和企业网 26
1.5计算机网络的工作模式 27
1.5.1专用服务器结构模式 27
1.5.2客户机 / 服务器模式 27
1.5.3对等网模式 29 
实训项目：认识计算机网络的拓扑结构 29 
习题 30

第二章计算机网络体系结构 31
2.1计算机网络体系结构概述 31
2.2 OSI 参考模型 35
2.2.1OSI 协议栈 35
2.2.2OSI 参考模型各层的功能 36
2.3TCP/IP 模型 38
2.3.1TCP/IP 协议栈概述 39
2.3.2TCP/IP 协 议 栈 功 能 和 特 点 39
2.4 TCP/IP 模型与 OSI 参考模型的比较 42
2.4.1相似点 42
2.4.2不同点 42 
实训项目：TCP 三次握手实训 43 
习题 47

第三章网络传输介质与网络设备 48
3.1网络传输介质 48
3.1.1双绞线 49
3.1.2同轴电缆 51
3.1.3 光纤 52
3.1.4微波通信 53
3.1.5卫星信道 54
3.1.6红外线、蓝牙和激光通信 55
3.2物理层网络设备 55
3.2.1调制解调器 56
3.2.2光纤收发器 59
3.2.3中继器 59
3.2.4集线器 60
3.3数据链路层设备 61
3.3.1 网卡 61
3.3.2 网桥 63
3.3.3 交 换机 64
3.4网络层设备 65
3.4.1路由器 65
3.4.2 网关 66
3.4.3 三层交换机 67 
实训项目：双绞线的制作 69 
习题 72

第四章路由器的配置 75
4.1Cisco IOS 简介 76
4.2Cisco 路由器硬件介绍 76
4.2.1路由器的分类 76
4.2.2路由器的硬件组成 76
4.3路由器的配置方法 77
4.3.1基于 Console 口的配置 77
4.3.2基于 Telnet 的配置 78
4.3.3基于 Web 浏览器的配置 78
4.4路由器的基本配置实验 78
4.4.1网络拓扑图的绘制 79
4.4.2查看路由器的信息 82
4.4.3路由器命名及设置 enable 密码 84
4.4.4关闭域名解析服务 84
4.4.5IP 地址的配置 84
4.4.6路由器配置 telnet 登录密码 85
4.4.7基本配置其他常用指令及技巧 86
4.5静态路由 88
4.5.1测试网络的畅通性 88
4.5.2静态路由 89
4.5.3路由汇总 94
4.6动态路由 95
4.6.1RIP 96
4.6.2OSPF 97
4.6.3EIGRP 99
4.7访问控制列表 100
4.7.1标准访问控制列表 100
4.7.2扩展访问控制列表 104
4.8路由器接入互联网 105
4.9DHCP 配置 107 
实训项目：路由器综合配置 109 
习题 111

第五章交换机的配置 113
5.1二层交换机的工作过程 113
5.2生成树协议 115
5.3交换机端口安全 117
5.4交换机端口监控 118
5.5VLAN 119
5.5.1查看、创建与管理 VLAN 120
5.5.2跨交换机的 VLAN 划分 121
5.5.3VLAN 间路由 123
5.6基于交换机的 DH

本书以企业应用为目的，以理论必须、够用为原则，由浅入深、系统介绍了计算机网络技术的基础及应用方面的知识。本教材主要包括构建局域网、接入互联网，交换机与路由器配置、虚拟现实以及智能信息处理、人工智能前沿、搜索引擎等。本书具有以下特点：1. 在知识体系结构上，本书以《计算机网络技术》教材等为依据，全面阐述了计算机网络技术的基本理论及应用，适时介绍当前新的实用网络技术,使学生能形成了一套完整的知识体系框架。理论以必须、够用为原则。2. 在实践教学方面，利用我校老师团队实践经验丰富的优势，大多章节均采用案例教学，可以使学生理解理论、学会应用，真正突出高职高专的办学宗旨与特色。3.教材编写团队方面，教学团队成员有长期从事教学与科研工作的教授专家，教育技术、实验实训管理中心及信息化建设中心老师以及教学一线的双师型教学人员，团队的理论功底扎实，实践经验丰富。4.本教材是是第二批中国轻工业“十三五”规划教材立项项目，是2015年广东省级精品资源共享课《计算机网络技术》的配套教材，配套有PPT，微课、课程网站、教案、课程标准、授课计划、课程学习指导等资料。

陈宏扬，广东轻工职业技术学院，教育技术科科长，高级工程师，双师型教师；主要教授“计算机网络技术”“物流信息技术”“网页设计与制作”等课程；主编有《计算机网络技术》等教材；参与的“一核四维五交互”智能生本教学模式研究与实践项目，获得省级教学成果奖一等奖；论文“基于微信订阅号的移动辅助教学实践研究”获得广东省高等学校大学计算机课程指导委员会年会优秀论文二等奖；论文“基于@Team云协作平台的移动教学实践研究”获得2017年高职教育教学研究论文二等奖。
陈燕升，广东轻工职业技术学院教师。
高又春，广东轻工职业技术学院教师。

1.1　何谓计算机网络 
在过去的三个世纪中，每一个世纪都有一种占主导地位的技术。18 世纪伴随着工业革命到来的是大型机械系统的时代；19 世纪是蒸汽机的时代；而在 20 世纪的发展历程中，关键的技术是信息收集、处理和分发，我们还可以看到遍布全球的电话网络建立起来计算机网络技术基础了，无线电广播和电视出现了，计算机工业诞生了，并且以超乎想象的速度在增长，以及通信卫星也发射上天了，当然还有传统互联网、移动互联网及工业互联网（工业 4.0）。与其他的工业（比如汽车和航空运输业）相比，计算机工业及互联网还非常年轻，尽管如此，计算机技术却在很短的时间内有了惊人的进展。尤其是计算机技术和通信技术的结合，对于计算机系统的组织方式产生了深远的影响。过去用户带着任务去一个放着大型计算机的地方进行数据处理，由一台计算机来处理整个组织中所有的计算需求，这种“计算机中心”模型已经过时，取而代之的是分布式网络，它是大量相互独立但彼此连接的计算机共同完成计算任务，伴随着节点的增多，网络的拓张，每一个新加入的节点都会让已有节点和网络的能量得到相应的扩张。这些系统称为计算机网络。

1.1.1　计算机网络的诞生与发展
计算机网络的诞生与发展可以概括为 4 个主要阶段，即计算机网络的产生阶段、多标准共存的蓬勃发展阶段、统一标准的互联网阶段、高速互联网与物联网阶段。
1. 阶段：计算机网络的产生阶段（面向终端的远程联机系统）
计算机网络的雏形是面向终端的远程联机系统。在 20 世纪 50 年代初，由于美国军方的需要，建立了半自动化地面防空系统。该系统进行了计算机技术与通信技术相结合的尝试，它将远距离的雷达和其他设备的信息，通过通信线路汇集到一台计算机上，次实现了计算机远距离集中控制和人机对话。这就是早的所谓的计算机网络，它可以把地理位置上分散的多个终端通过通信线路连接到一个中心计算机上，用户可以在自己办公室内的终端上输入数据和程序，通过通信线路传输到中心计算机上，分时访问和使用中心计算机的资源，进行信息处理，并将处理结果再通过通信线路送回用户终端显示和打印。由于终端不具有独立的处理能力，因此面向终端的远程联机系统并不是真正意义上的计算机网络，只是计算机网络的萌芽阶段，这个阶段的发展时期为 20 世纪 50年代初到 60 年代中期。当初主机的设计主要是进行数据处理，在主机开始连接远程终端时，数据处理和通信处理都要由主机来完成，这就大大增加了主机的负担，降低了主机的数据处理效率。前端处理机的出现，使得数据处理和通信处理两项功能分别由计算机和通信设备来实现，从而提高了计算机资源和通信资源的利用率。20 世纪 60 年代美国航空公司建立了航空订票系统，该系统以一台大型计算机为中心计算机，与分散在全美国的 2 000 多个终端相连接，这是一个典型的面向终端的远程联机系统。计算机网络产生阶段的主要特点是以主机为中心，面向终端，终端一般没有自主处理能力，如图 1-1 所示。
2. 第二阶段：多标准共存的蓬勃发展阶段
这一阶段研究的典型代表是 ARPANET（通常称为 ARPA 网，ARPA 的全称是美国国防部高级研究计划局）。1969 年美国国防部高级研究计划局提出将多个大学、公司和研究所的多台计算机互联的课题。1969 年建成了著名的远程分组交换式网络 ARPANET，开始时ARPA 网只有 4 台主机相连接，1973 年发展到 40 台主机相连接，到 1983 年已经有 100 多台不同型号的大型计算机连接在网内，它横跨美国东西部地区，连接了美国主要的政府机构、科研、教育及财政金融部门，并通过卫星与其他国家实现了网际互联。ARPANET 是计算机网络技术发展的一个重要里程碑，它对推动计算机网络的发展具有深远的意义。当时它已经能够将分布在不同地理位置且能独立工作的计算机，利用通信线路和通信设备连接起来，彼此交换数据、传递信息，不仅可以共享主机的资源还可以共享其他用户的资源。
从 20 世纪 60 年代中期开始，出现了若干个计算机互联系统，开创了计算机与计算机之间的通信时代。随后各大计算机公司都陆续推出了自己的网络体系结构，以及实现这些网络体系结构的软、硬件产品。1974 年 IBM 公司提出的 SNA（System Network Architecture）和 1975 年 DEC 公司推出的 DNA（Digital Network Architecture）就是两个著名的例子。但这些网络也存在不少弊端，主要问题是各厂家提供的网络产品实现互联十分困难。这种自成体系的系统称为“封闭”系统。因此，人们迫切希望建立一系列的国际标准，渴望得到一个“开放”系统，这正是推动计算机网络走向国际标准化的一个重要因素。<br