计算机网络实用教程

计算机网络在过去的几十年里取得了长足的发展，是当今热门的学科之一。尤其是近年来，因特网深入到千家万户，越来越多的家庭、企业、单位都已离不开计算机网络。就学科而言，计算机网络涉及的内容比较广泛，它是计算机和通信技术密切结合的产物，是一门综合性学科。对于今后想从事计算机研究与应用的学生来说，计算机网络是一门重要的必修课程。《计算机网络实用教程》正是针对这种需求而编写的，目的是为广大读者学习和掌握计算机网络相关知识和技术提供帮助和参考。
《计算机网络实用教程》基于编者多年的计算机网络课程教学经验以及在实际组网项目中的工程经验而编写，坚持实用技术和工程实践相结合的原则，注重能力和技能的培养，所举的很多例子都来自编者的组网项目，有很强的针对性和实用性。《计算机网络实用教程》专门安排了两章的篇幅，准备了大量的交换机和路由器实验，能让学生在学习理论知识的同时，在实践能力方面也能得到很大的提升。
《计算机网络实用教程》共分为9 章，集理论知识和实践操作于一体。内容包括：计算机网络概述、物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层、网络安全概述、交换机配置实验、路由器配置实验。《计算机网络实用教程》既可以作为普通高校(特别是技能型高等学校)计算机网络课程的教材，也可作为计算机网络技术人员和管理人员的参考书，具有教科书和技术资料的双重特征。
《计算机网络实用教程》由刘建、胡念青、时月梅任主编，刘刚、王倩任副主编。此外，参加编写工作的还有张笑、王强、刘明春、吴春容、刘雪婷。其中，第1 章由胡念青编写，第2 章由刘刚编写，第3 章、第8 章由刘建编写，第4 章由张笑编写，第5 章由刘明春编写，第6 章由王强编写，第7 章由王倩编写，第9 章由刘建、吴春容、刘雪婷共同编写，全书由刘建、时月梅统稿。在编写过程中，得到了四川大学、电子科技大学、成都理工大学、成都信息工程大学、四川建筑职业技术学院相关专家、教授的大力支持和帮助，成都文理学院信息工程学院陈坚副教授提出了很多宝贵的意见和建议，在此一并表示衷心感谢。
由于计算机网络技术发展迅猛，作者水平有限，书中难免有不足之处，恳请广大同行、专家和读者批评指正。
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PPT 课件 习题答案
编 者
2021 年10 月

《计算机网络实用教程》基于编者多年的计算机网络课程教学经验以及在实际组网项目中的工程经验而编写，坚持实用技术和工程实践相结合的原则，注重能力和技能的培养，所举的很多例子都来自编者的组网项目，有很强的针对性和实用性。同时还准备了大量的交换机和路由器实验，能让学生在学习理论知识的同时，在实践能力方面也能得到很大的提升。 《计算机网络实用教程》共分为9 章，集理论知识和实践操作于一体。内容包括：计算机网络概述、物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层、网络安全概述、交换机配置实验、路由器配置实验。 《计算机网络实用教程》理论和实践紧密结合，内容新颖，能反映当前计算机网络技术的发展水平。《计算机网络实用教程》既可以作为普通高校（特别是技能型高等学校）计算机网络课程的教材，也可作为计算机网络技术人员和管理人员的参考书。

第1章  计算机网络概述   1
1.1  计算机网络技术   1
1.1.1  网络技术背景简介   1
1.1.2  网络技术发展历程   2
1.1.3  计算机网络的定义   4
1.1.4  计算机网络的功能   5
1.1.5  计算机网络的组成   5
1.2  计算机网络体系结构   6
1.2.1  计算机网络拓扑   6
1.2.2  计算机网络协议   7
1.2.3  计算机网络分层控制模型   9
1.2.4  TCP/IP协议   12
1.2.5  计算机网络特性分析   15
1.3  网络通信技术相关概念与术语   18
1.3.1  电路交换与分组交换   18
1.3.2  数据报与虚电路   20
1.3.3  交换与路由   21
1.3.4  客户/服务器(C/S)通信模式   21
1.3.5  网页与网站   23
习题   25
第2章  物理层   26
2.1  物理层的基本概念   26
2.1.1  物理层功能   26
2.1.2  物理层功能详解   26
2.2  数据通信基础知识   27
2.2.1  数据通信基本模型   27
2.2.2  数字信号与编码技术   32
2.2.3  信道的极限容量   38
2.3  物理层的传输媒体   40
2.3.1  导引型传输媒体   40
2.3.2  非导引型传输媒体   45
2.4  信道复用技术   48
2.4.1  频分多路复用   48
2.4.2  时分多路复用与统计时分
多路复用   49
2.4.3  波分多路复用   51
2.4.4  码分多路复用   52
2.5  宽带接入技术   54
2.5.1  ADSL技术   55
2.5.2  FTTx技术   58
习题   60
第3章  数据链路层   62
3.1  数据链路层信道分类   62
3.2  点对点信道数据链路层的
 三个基本问题   63
3.2.1  封装成帧   63
3.2.2  透明传输   64
3.2.3  差错检测   65
3.3  点对点协议   66
3.3.1  PPP协议的特点   67
3.3.2  PPP协议的帧结构   68
3.3.3  PPP协议的工作过程   69
3.4  使用广播信道的数据链路层   71
3.4.1  局域网标准   71
3.4.2  广播信道的共享   72
3.4.3  CSMA/CD协议   72
3.4.4  以太网的MAC层   76
3.5  扩展以太网   79
3.5.1  在物理层扩展以太网   80
3.5.2  在数据链路层扩展以太网   81
3.5.3  虚拟局域网   86
习题   88
第4章  网络层   89
4.1  网络层提供的两种服务   89
4.2  IP协议   90
4.2.1  虚拟互联网   91
4.2.2  分类IP地址   91
4.2.3  IP地址与物理地址   95
4.2.4  地址解析协议   96
4.2.5  IP数据报的格式   96
4.2.6  网络层转发分组的流程   98
4.3  子网划分与超网   100
4.3.1  子网划分   100
4.3.2  无分类编址CIDR   104
4.4  ICMP协议   107
4.4.1  ICMP协议的报文类型   107
4.4.2  ICMP应用   108
4.5  互联网路由选择协议   109
4.5.1  内部网关协议   109
4.5.2  外部网关协议   112
4.5.3  路由器的结构   113
4.6  IPv6协议   115
4.6.1  IPv6数据包基本   115
4.6.2  IPv6地址   116
4.6.3  IPv6网络与IPv4网络的
主要区别   117
4.7  虚拟专用网和网络地址
 转换技术   118
4.7.1  VPN技术   118
4.7.2  NAT技术   119
习题   121
 
第5章  传输层   122
5.1  传输层概述   122
5.1.1  传输层的功能   122
5.1.2  传输层的主要协议   123
5.1.3  端口与套接字   123
5.2  UDP协议   125
5.2.1  UDP协议概述   125
5.2.2  UDP数据报的格式   126
5.3  TCP协议   128
5.3.1  TCP协议概述   128
5.3.2  TCP报文段的格式   128
5.4  TCP的连接管理   132
5.4.1  TCP的连接建立   132
5.4.2  TCP的连接释放   133
5.5  TCP可靠传输的实现   135
5.5.1  停止等待协议   135
5.5.2  连续ARQ协议   136
5.5.3  滑动窗口实现流量控制   137
5.5.4  超时重传时间的选择   138
5.5.5  拥塞控制   139
习题   141
第6章  应用层   142
6.1  域名系统   142
6.1.1  域名系统概述   142
6.1.2  互联网域名结构   142
6.1.3  域名服务器   143
6.1.4  域名解析过程   145
6.2  文件传输协议   146
6.2.1  工作原理   146
6.2.2  用户分类   147
6.2.3  传输方式   147
6.2.4  支持模式   148
6.2.5  匿名FTP   149
6.3  远程终端协议   149
6.3.1  工作过程   150
 
6.3.2  交互过程   150
6.4  万维网服务   151
6.4.1  万维网概述   151
6.4.2  统一资源定位符   152
6.4.3  超文本传输协议   153
6.5  电子邮件   153
6.5.1  地址格式   153
6.5.2  电子邮件系统的工作方式   153
6.5.3  邮件传送协议   153
6.6  动态主机配置协议   155
6.6.1  功能概述   155
6.6.2  工作原理   156
6.7  简单网络管理协议   158
习题   158
第7章  网络安全   159
7.1  网络安全概述   159
7.1.1  网络安全具体内容   161
7.1.2  当前面临的网络安全问题   164
7.2  密码体制   165
7.2.1  对称密钥密码体制   165
7.2.2  公钥密码体制   170
7.3  数字签名技术   176
7.3.1  数字签名的定义   176
7.3.2  数字签名的原理   176
7.3.3  数字签名的特点   176
7.3.4  数字签名的功能   177
7.3.5  数字签名的过程   177
7.3.6  数字签名算法举例   179
7.3.7  常用数字签名流程举例   180
7.3.8  使用RSA算法进行盲签名   181
 
7.3.9  数字时间戳   181
7.4  密钥分配   181
7.5  系统安全策略   185
7.5.1  防火墙   185
7.5.2  入侵检测技术   193
习题   198
第8章  交换机配置实验   199
8.1  交换机的基本配置   199
8.2  在交换机上配置Telnet   203
8.3  不同VLAN通信配置   205
8.4  跨交换机VLAN间路由   208
8.5  交换机的端口地址绑定   211
8.6  交换机DHCP配置   214
第9章  路由器配置实验   218
9.1  在路由器上配置Telnet   218
9.2  单臂路由   220
9.3  静态路由配置   223
9.4  RIPv2配置   226
9.5  OSPF单区域配置   230
9.6  OSPF多区域配置   232
9.7  配置标准IP ACL   236
9.8  配置基于时间的扩展IP ACL   239
9.9  利用动态NAT实现局域网
 访问互联网   241
9.10  利用NAT实现外网主机访问
内网服务器   244
参考文献   247
 

《计算机网络实用教程》基于编者多年的计算机网络课程教学经验以及在实际组网项目中的工程经验而编写，坚持实用技术和工程实践相结合的原则，注重能力和技能的培养，所举的很多例子都来自编者的组网项目，有很强的针对性和实用性。同时还准备了大量的交换机和路由器实验，能让学生在学习理论知识的同时，在实践能力方面也能得到很大的提升。 《计算机网络实用教程》共分为9 章，集理论知识和实践操作于一体。内容包括：计算机网络概述、物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层、网络安全概述、交换机配置实验、路由器配置实验。 《计算机网络实用教程》理论和实践紧密结合，内容新颖，能反映当前计算机网络技术的发展水平。《计算机网络实用教程》既可以作为普通高校（特别是技能型高等学校）计算机网络课程的教材，也可作为计算机网络技术人员和管理人员的参考书。

●本书基于编者多年的计算机网络课程教学经验以及在实际组网项目中的工程经
验而编写，坚持实用技术和工程实践相结合的原则。
●本书注重组网能力的培养，书中实例均来自编者的组网项目，有很强的针对性和
实用性。
●本书给出了大量交换机和路由器配置实验，能让学生在学习理论知识的同时，在
实践能力方面也得到很大的提升。