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目 录 第1章 计算机网络的基本概念 1 1.1 计算机网络的形成与发展 1 1.1.1 计算机网络的形成过程 1 1.1.2 计算机网络的发展阶段 1 1.2 计算机网络概述 5 1.2.1 计算机网络的定义 5 1.2.2 计算机网络的组成 7 1.2.3 计算机网络的功能 9 1.2.4 计算机网络的分类 9 1.3 计算机网络的拓扑结构 11 1.3.1 计算机网络拓扑结构的定义 11 1.3.2 计算机网络拓扑的分类 11 1.4 计算机网络的传输介质 14 1.4.1 双绞线 14 1.4.2 同轴电缆 16 1.4.3 光纤 16 1.4.4 无线传输 17 1.5 双绞线制作实践 17 1.5.1 实践任务描述 17 1.5.2 准备工作 17 1.5.3 实施步骤 18 1.5.4 拓展知识 20 习题 22 第2章 数据通信技术 23 2.1 数据通信系统 23 2.1.1 数据通信的基本概念 23 2.1.2 数据通信系统模型 25 2.1.3 数据通信系统的主要技术指标 26 2.2 数据通信方式 27 2.2.1 并行通信和串行通信 27 2.2.2 单工、全双工和半双工通信 28 2.3 数据传输方式 29 2.3.1 基带、频带和宽带传输 29 2.3.2 数据编码和调制技术 30 2.3.3 多路复用技术 33 2.4 数据交换技术 36 2.4.1 电路交换 36 2.4.2 存储转发交换 36 2.5 华为eNSP的安装和使用实践 38 2.5.1 安装华为eNSP 39 2.5.2 基本功能介绍 42 2.5.3 组建对等网络 44 习题 49 第3章 计算机网络体系结构 51 3.1 计算机网络体系结构概述 51 3.1.1 网络协议 51 3.1.2 网络分层模型 52 3.1.3 网络体系结构 53 3.2 OSI参考模型 54 3.2.1 OSI参考模型概述 54 3.2.2 OSI参考模型各层功能 55 3.2.3 OSI参考模型数据传输过程 57 3.3 TCP/IP参考模型 59 3.3.1 TCP/IP参考模型概述 59 3.3.2 TCP/IP体系结构 59 3.3.3 OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较 62 3.4 IP地址 63 3.4.1 IP地址概述 64 3.4.2 IP数据报的格式 67 3.4.3 子网划分 69 3.4.4 IPv6地址 72 3.5 交换机配置实践 76 3.5.1 VLAN概述 76 3.5.2 VLAN划分 78 3.5.3 VLAN配置 79 3.5.4 拓展知识 85 习题 85 第4章 局域网技术 86 4.1 局域网组网技术 86 4.1.1 局域网的特点 87 4.1.2 局域网的体系结构 87 4.1.3 局域网的标准 89 4.1.4 介质访问控制方法 90 4.2 以太网技术 96 4.2.1 以太网的发展历史 96 4.2.2 以太网的帧格式 97 4.2.3 以太网的分类 98 4.3 网络互联 106 4.3.1 网络互联概述 106 4.3.2 网络互联设备 108 4.3.3 路由协议 115 4.4 路由器配置实践 117 4.4.1 静态路由与默认路由的配置 117 4.4.2 OSPF动态路由协议的配置 121 习题 124 第5章 广域网技术 125 5.1 广域网的基本概念 125 5.1.1 广域网的特点 125 5.1.2 广域网的术语 126 5.1.3 广域网的连接方式 126 5.2 HDLC协议 130 5.2.1 HDLC协议的帧格式 130 5.2.2 HDLC协议的特点 131 5.3 PPP 131 5.3.1 PPP的特点 131 5.3.2 PPP的帧格式 132 5.3.3 PPP的工作流程 133 5.4 FR协议 134 5.4.1 FR协议的工作原理 134 5.4.2 FR协议的特点 135 5.4.3 FR协议的帧格式 135 5.5 企业广域网配置实践 136 5.5.1 实践任务描述 136 5.5.2 准备工作 137 5.5.3 实施步骤 138 5.5.4 拓展知识 140 习题 140 第6章 软件定义网络及网络功能虚拟化 141 6.1 SDN概述 141 6.1.1 SDN的产生背景 141 6.1.2 SDN的技术路线 143 6.1.3 SDN的架构 144 6.1.4 SDN的主要应用场景 146 6.2 SDN的标准与开源项目 147 6.2.1 SDN标准化的相关组织 147 6.2.2 开源及社区项目 148 6.3 SDN面临的挑战 149 6.3.1 可靠性 149 6.3.2 性能 150 6.3.3 开放性 150 6.4 NFV技术概述 151 6.4.1 NFV技术概述 151 6.4.2 SDN与NFV的关系 152 6.5 OpenDaylight部署实践 153 6.5.1 实践任务描述 153 6.5.2 准备工作 153 6.5.3 实施步骤 154 6.5.4 拓展知识 177 习题 178 第7章 网络操作系统与网络服务 179 7.1 网络操作系统概述 179 7.1.1 什么是操作系统 179 7.1.2 什么是网络操作系统 180 7.1.3 常见的网络操作系统 181 7.2 常见的网络服务 184 7.2.1 网络服务概述 184 7.2.2 DHCP服务 184 7.2.3 DNS服务 185 7.2.4 Web服务 186 7.2.5 常见的文件共享服务 187 7.2.6 电子邮件服务 189 7.2.7 远程登录服务 190 7.3 Windows Server 2022的安装实践 193 7.3.1 实践任务描述 193 7.3.2 准备工作 194 7.3.3 实施步骤 199 7.4 DHCP服务配置实践 209 7.4.1 实践任务描述 209 7.4.2 准备工作 209 7.4.3 实施步骤 210 7.4.4 拓展知识 224 习题 225 第8章 网络管理与网络安全 226 8.1 网络管理概述 226 8.1.1 网络管理 226 8.1.2 网络管理的功能 227 8.1.3 常见的网络管理协议及网络管理系统 229 8.2 网络故障处理 235 8.2.1 网络故障概述 235 8.2.2 网络故障排除的常用方法 235 8.2.3 简单的网络故障诊断工具 236 8.3 网络安全概述 240 8.3.1 常见的网络安全隐患 240 8.3.2 网络安全防范技术 242 8.4 防火墙配置实践 248 8.4.1 实践任务描述 248 8.4.2 准备工作 249 8.4.3 实施步骤 251 8.4.4 拓展知识 267 习题 269 第9章 企业网络综合应用项目案例 270 9.1 项目任务清单 270 9.2 项目目标 271 9.3 项目内容 271 9.4 项目相关问题思考 274 9.5 项目实施 276 9.6 项目相关问题解析 278 9.7 项目实施配置命令 280 9.8 项目评价 288 参考文献 290
内容摘要
1.1计算机网络的形成与发展
1.1.1计算机网络的形成过程
自从1946年第一台电子计算机诞生后,随着半导体技术、编程语言及计算机软件开发技术的蓬勃发展,计算机技术的应用领域逐渐渗透到人类生活的方方面面。20世纪70年代微型计算机(PC)的出现和发展,使计算机在各个领域得到了更加广泛的应用,极大地加快了信息技术革命,使人类进入了新的信息技术时代。在应用的过程中,各类计算机系统需要对大量复杂的信息进行采集、交换、加工、处理和传输,因此计算机系统中引入了信息通信技术,以便通过通信线路为计算机或终端设备提供采集、交换和传输信息的手段。对计算机网络的研究基本上是从20世纪60年代开始的,通过结合计算机技术与信息通信技术,计算机的应用范围得到了极大的开拓。随着计算机应用渗透到社会的各个领域,计算机网络已成为人们打破时间和空间限制的便捷工具。同时,计算机网络技术作为信息技术领域中各类应用的底层支撑技术,其发展促进了信息技术应用领域的拓展。
1.1.2计算机网络的发展阶段
与任何其他事物的发展过程一样,计算机网络的发展经历了从简单到复杂、从单机到多机、从终端与计算机之间的通信,到计算机与计算机之间直接通信的演变过程。其发展大致经历了4个阶段:面向终端的单机远程连接阶段、多机互连阶段、标准化网络阶段、智能化网络阶段。1.单机远程连接阶段从20世纪50年代中期至60年代末期,计算机技术与通信技术初步结合,形成了计算机网络的雏形——面向终端的计算机网络。这种早期计算机网络的主要形式,实际上是以单台计算机为中心的联机系统。为了提高计算机的工作效率和系统资源的利用率,人们将多个终端通过通信设备和通信线路连接到计算机上,在通信软件的控制下,各个终端用户分时轮流地使用计算机系统的资源。系统中除一台中心计算机外,其余的终端都不具备自主处理功能,系统中的通信主要是终端和计算机间的通信。这种单台计算机联机网络涉及多种通信技术、数据传输设备和数据交换设备等。从计算机技术上来看,属于分时多用户系统,即多个终端用户分时占用主机上的资源,主机既承担通信工作,又承担数据处理工作,主机的负荷较重,且效率低。此外,每个分散的终端都要单独占用一条通信线路,线路利用率低;随着终端用户的增多,系统的费用也在增加。为了提高通信线路的利用率,减轻主机的负担,人们采用了多点通信线路、通信控制处理机以及集中器等技术。多点通信线路:在一条通信线路上串接多个终端(PC也为终端),多个终端共享同一条通信线路与主机通信,如图1.1所示,各个终端与主机通信时可以分时地使用同一高速通信线路,提高通信线路的利用率。
通信控制处理机(Communication Control Processor,CCP):又称前端处理机(Front EndProcessor,FEP),负责完成全部通信任务,让主机专门进行数据处理,以提高数据处理效率。集中器:负责从终端到主机的数据集中,以及从主机到终端的数据分发,可以放置于终端相对集中的地点。其中,一端用多条低速线路与各终端相连,收集终端的数据,另一端用一条较高速率的线路与主机相连,实现高速通信,以提高通信效率,如图1.2所示。集中器把收到的多个终端的信息按一定格式汇总,再传输给主机。面向终端的计算机网络属于第一代计算机网络。这些系统只是计算机网络的“雏形”,没有真正出现“网”的形式,一般在用户终端和计算机之间通过公用电话网进行通信。在这种情况下,随着终端用户的增加,计算机的负荷逐渐加重,一旦计算机发生故障,将导致整个网络瘫痪,可靠性很低。2.多机互连阶段从20世纪60年代中期到70年代中期,随着计算机技术和通信技术的进步,通信线路将多个单台计算机联机网络互连起来,形成多机互连的网络。多台计算机系统主机之间连接后,……
精彩内容
“计算机网络”是计算机与通信类专业的基础课程,本书结合当前计算机网络技术的发展,系统地介绍了计算机网络的基本概念、数据通信技术、计算机网络体系结构、局域网技术、广域网技术、软件定义网络及网络功能虚拟化、网络操作系统与网络服务、网络管理与网络安全和企业网络综合应用项目案例等内容。每个章节通过合适的实践案例帮助学生更好地理解网络通信的相关知识。 本书将计算机网络基础知识与实际应用相结合,理论联系实际,着重于培养学生的网络应用能力,具有较强的实用性。本书适合作为应用型本科院校、职业本科院校、高等职业院校计算机与通信类专业的教材,也可以作为相关技术人员的参考用书。
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