计算机网络基础

本书以计算机网络体系结构与协议为基础，紧密结合网络新技术，系统地介绍了计算机网络的基本概念、数据通信基础知识、计算机网络体系结构、局域网技术、网络互联技术、广域网技术、WLAN 技
术、网络安全基础知识、SDN 与 NFV 等内容，并设置了一个案例实践——校园网组网。
本书在编写时突出内容的针对性、应用性和技术性，在章节设置上环环相扣，逐步增加知识难度。此外，本书配有微课视频，可以帮助读者随时巩固所学内容。
本书可作为高等学校电子信息类专业的教材，也可作为计算机网络的自学教材。

刘振湖，男，河北阜平人。1973年生人，河北大学自动控制专业毕业,曾在北电网络工程有限公司及华为技术有限责任公司工作,从事网络部署及网络优化的工作，高级工程师;原华为中东地区部RF网络优化远程交付负责人,2020年9月加入重庆智能工程职业学院，现任二级学院人工智能学院院长,主要讲授“计算机网络”等课程。

1 章 计算机网络概论 1 
1.1 计算机网络的形成、发展及定义 1 
1.1.1 计算机网络的形成 1 
1.1.2 计算机网络的发展 2 
1.1.3 计算机网络的定义 3 
1.2 计算机网络的功能与分类 4 
1.2.1 计算机网络的功能 4 
1.2.2 计算机网络的分类 5 
1.3 计算机网络的组成与结构 7 
1.3.1 早期计算机网络的组成与结构 7 
1.3.2 互联网的组成与结构 9 
1.4 计算机网络拓扑类型 9 
1.4.1 计算机网络拓扑的定义 9 
1.4.2 计算机网络拓扑的分类 10 
1.5 网络协议与网络体系结构 15 
1.5.1 基本概念 15 
1.5.2 OSI 参考模型 17 
1.5.3 TCP IP 模型 21 
习题 24 
第 2 章 数据通信基础 25 
2.1 物理层及其应用 25 
2.1.1 物理层的功能 26 
2.1.2 物理层接口标准 26 
2.1.3 常见的物理层设备 30 
2.2 数据通信系统 30 
2.2.1 数据通信系统模型 30
2.2.2 数据通信的基本概念 31 
2.2.3 传输介质的分类及特性 34 
2.3 数据通信方式 37 
2.3.1 串行通信和并行通信 38 
2.3.2 单工、全双工和半双工通信 39 
2.4 数据传输方式 39 
2.4.1 数字信号与模拟信号 40 
2.4.2 频带、基带、宽带传输 41 
2.4.3 信源编码方法 42 
2.5 多路复用技术 46 
2.5.1 频分多路复用 46 
2.5.2 时分多路复用 47 
2.5.3 波分复用 48 
2.5.4 码分复用 48 
2.5.5 扩展内容：同步技术 49 
2.6 数据交换技术 50 
2.6.1 电路交换 50 
2.6.2 存储转发交换 51 
习题54 
第 3 章 数据链路层及其应用 56 
3.1 数据传输差错的产生原因及控制方法 56 
3.1.1 数据传输差错 57 
3.1.2 差错的产生原因 57 
3.1.3 差错的控制方法 58 
3.2 检错法和纠错法 60 
3.2.1 奇偶校验 60 
3.2.2 循环冗余校验 61 
3.2.3 汉明码 63 
3.3 数据链路层的基本概念 65 
3.3.1 链路与数据链路 65 
3.3.2 数据链路层的功能 66 
3.3.3 数据链路层的协议 67 
习题69 
第 4 章 网络层与 IP 70 
4.1 网络层的功能 70 
4.2 IP 的发展与演变 72
4.3 IPv4 地址 72 
4.3.1 IP 地址、子网掩码及 MAC 地址 72 
4.3.2 子网划分 75 
4.3.3 无类别域间路由选择 78 
4.4 IPv6 地址 79 
4.4.1 IPv6 的特点 79 
4.4.2 IPv6 的地址表示 80 
习题 81 
第 5 章 局域网技术 82 
5.1 VRP 系统 83 
5.1.1 VRP 系统的简介与安装 83 
5.1.2 VRP 系统的配置命令 88 
5.2 VLAN 原理 90 
5.2.1 VLAN 的作用 92 
5.2.2 VLAN 的划分 93 
5.2.3 VLAN 的接口类型 94 
5.2.4 VLAN 配置示例 95 
5.3 VLAN 间通信 98 
5.3.1 使用路由器实现 VLAN 间通信 98 
5.3.2 使用 VLANIF 技术实现 VLAN 间通信 102 
5.4 生成树 104 
5.4.1 环路的危害 104 
5.4.2 STP 的工作原理 106 
5.4.3 MSTP 简介及配置 108 
5.5 链路聚合 109 
5.5.1 链路聚合的基本概念 109 
5.5.2 链路聚合的作用 110 
5.5.3 链路聚合的模式 110 
习题 112 
第 6 章 网络互联技术 114 
6.1 IP 路由基础 114 
6.1.1 路由概述 115 
6.1.2 静态路由及其配置 119 
6.1.3 动态路由协议介绍 120 
6.2 OSPF 基础 121 
6.2.1 OSPF 的基本概念 122
6.2.2 OSPF 的配置示例 122 
6.3 ACL 124 
6.4 ACL 的配置示例 126 
习题128 
第 7 章 广域网技术 130 
7.1 广域网概述 130 
7.1.1 广域网的结构 131 
7.1.2 广域网的特点 131 
7.1.3 广域网的类型 132 
7.2 HDLC 原理 133 
7.2.1 HDLC 简介及特点133 
7.2.2 HDLC 的基本配置134 
7.2.3 HDLC 帧结构 135 
7.3 PPP 与 PPPoE 137 
7.3.1 PPP 原理 138 
7.3.2 PPP 的工作过程 139 
7.3.3 PPPoE 简介 142 
7.3.4 PPPoE 的工作过程 143 
习题146 
第 8 章 WLAN 147 
8.1 WLAN 概述 147 
8.1.1 什么是 WLAN 148 
8.1.2 WLAN 与 Wi-Fi 151 
8.2 WLAN 的常见设备 152 
8.2.1 无线 AP 概述 152 
8.2.2 无线 AC 153 
8.2.3 PoE 交换机 154 
8.3 WLAN 的组网方式 156 
8.3.1 Fat AP 的架构 156 
8.3.2 Fit AP AC 的架构 157 
8.3.3 有线侧组网概述 158 
8.3.4 无线侧组网概述 159 
8.4 WLAN 的工作流程 162 
8.4.1 AP 上线 162 
8.4.2 AC 业务配置下发 163 
8.4.3 STA 接入 164
习题 164 
第 9 章 网络安全简介 166 
9.1 网络安全基础知识 166 
9.1.1 网络安全基础 166 
9.1.2 网络安全技术 167 
9.1.3 网络防御 172 
9.2 防火墙简介 173 
习题 175 
第 10 章 网络部署与运维 176 
10.1 SDN 与 NFV 概述 176 
10.1.1 SDN 概述 177 
10.1.2 SDN 控制器与南向接口 179 
10.1.3 SDN 控制器与北向接口 180 
10.1.4 NFV 概述 181 
10.1.5 SDN 与 NFV 之间的联系 182 
10.2 网络管理与运维 183 
10.2.1 网络管理 183 
10.2.2 网络运维 185 
习题 186 
第 11 章 案例实践--校园网组网 187 
参考文献 189

本书以计算机网络体系结构与协议为基础，紧密结合网络新技术，系统地介绍了计算机网络的基本概念、数据通信基础知识、计算机网络体系结构、局域网技术、网络互联技术、广域网技术、WLAN 技
术、网络安全基础知识、SDN 与 NFV 等内容，并设置了一个案例实践——校园网组网。
本书在编写时突出内容的针对性、应用性和技术性，在章节设置上环环相扣，逐步增加知识难度。此外，本书配有微课视频，可以帮助读者随时巩固所学内容。
本书可作为高等学校电子信息类专业的教材，也可作为计算机网络的自学教材。

刘振湖，男，河北阜平人。1973年生人，河北大学自动控制专业毕业,曾在北电网络工程有限公司及华为技术有限责任公司工作,从事网络部署及网络优化的工作，高级工程师;原华为中东地区部RF网络优化远程交付负责人,2020年9月加入重庆智能工程职业学院，现任二级学院人工智能学院院长,主要讲授“计算机网络”等课程。