计算机网络技术_[中国]王凯;章惠_9787113275808

全书分为八章，*章为计算机网络概述，介绍了计算机网络的基本概念和相关技术。第二章为网络体系结构与网络协议，介绍了网络协议基本概念、计算机网络体系结构，以及重要的两个参考模型。第三章为IP地址规划技术，通过详细地实例分析，介绍了IP地址分类、子网划分、IP地址规划、无类别域间路由、IPv6地址等相关概念。第四章为无线网络和移动网络，在探讨无线局域网的结构、标准以及各种无线技术的基础上，介绍了移动互联网中的移动通信、互联网的相关知识。
第五章为网络规划与设计，系统介绍了网络工程规划与设计的过程，以及网络设备部署、配置和测试的基本知识和方法、网络设备的智能化发展技术。第六章为计算机网络服务与应用，除了介绍计算机网络基础的网络服务之外，还加入了工业网络应用、物联网、云计算、云机器人等一些新的网络应用服务。第七章为网络空间安全，介绍了网络空间安全相关技术。第八章为网络管理技术，介绍了网络管理的概念、协议和相关命令，以及智能网络管理技术。

计算机网络技术的不断发展，支撑着移动互联网、人工智能、云计算、大数据、工业互联网、物联网等新技术的更新，计算机网络技术和相关应用已渗透到社会各行各业与各个领域，与人们的生活也越来越贴近。计算机网络技术是普通高等学校的理工科学生非常有必要掌握的基础课之一，本书正是为了满足这种需求而编写的。
本书在编写计算机网络的基础理论知识和基本应用服务以外，还加入了移动互联网、物联网、工业网络、云计算、云机器人等新兴技术的相关内容，从多个维度介绍计算机网络发展的前沿技术，以及与工业机器人行业等领域的融合。
全书共分为 8 章，第 1 章计算机网络概述，介绍了计算机网络的基本概念和相关技术；第 2 章网络体系结构与网络协议，介绍了网络协议的基本概念、计算机网络体系结构，以及重要的两个参考模型；第 3 章 IP 地址规划技术，通过详细的实例分析，介绍了 IP 地址分类、子网划分、IP 地址规划、无类别域间路由、IPv6 地址等相关概念；第 4 章无线网络和移动网络，在探讨无线局域网的结构、标准及各种无线技术的
基础上，介绍了移动互联网中的移动通信、互联网的相关知识；第 5 章网络规划与设计，系统介绍了网络工程规划与设计的过程，以及网络设备部署、配置和测试的基本知识和方法、网络设备的智能化发展技术；第 6 章计算机网络服务与应用，除了介绍计算机网络基础的网络服务之外，还加入了工业网络应用、物联网、云计算、云机器人等一些新的网络应用服务；第 7 章网络空间安全，介绍了网络空间安全相关技术；第 8 章网络管理技术，介绍了网络管理的概念、协议和相关命令，以及智能网络管理技术。
计算机网络技术是一门实践性很强的课程。为了让读者更好地掌握、理解内容，每个章节都配有相应的实训和习题。实训内容覆盖网络基础知识、网络协议分析、网络地址规划、无线网络设备上网、组建网络和网络设备配置、应用服务器安装与配置、网络安全实验、网络命令与工具的使用等方面。实训环境以仿真为主，方便学生进行学习和操作。课后习题参考了全国和上海市的计算机等级考试（三级网络技术）的一
些题目。
本书结构清晰，内容新颖，知识结构层层递进，并配有大量的插图和实训过程示意图，对智能网络设备、工业网络和云机器人等比较新的一些网络应用进行了探索。
本书由王凯、章惠任主编，王振杰、周萍、孙敏、周东仿、陈昱任副主编。本书第 1 章由周萍编写，第 2 章由王凯编写，第 3 章由王振杰、章惠编写，第 4 章由王振杰编写，第 5 章由章惠编写，第 6 章由章惠、周东仿、王凯、孙敏、陈昱编写，第 7 章由王凯编写，第 8 章由周东仿编写，全书由王凯、章惠负责统稿并定稿。本书在编写和出版过程中得到上海出版印刷高等专科学校各位领导和同仁的大力支持，北京德普
罗尔科技有限公司提供了工业网络应用案例，在此表示衷心的感谢。
为了方便教学，凡选用本书作为教材的教师均可到 http://www.tdpress.com/5leds/ 下载电子课件、教学大纲等教学资源。
由于时间较仓促，编者学术水平有限，书中难免存在疏漏与不妥之处，敬请读者批评指正，以便日后改进！
编者
2020 年 8 月

第 1 章计算机网络概述 1
1.1 计算机网络的形成与发展 1
1.2 计算机网络的定义及功能 4
1.2.1 计算机网络的定义 4
1.2.2 计算机网络的功能 5
1.3 计算机网络的组成与分类 5
1.3.1 计算机网络的组成 5
1.3.2 计算机网络的分类 6
1.4 计算机网络的拓扑结构 8
1.4.1 计算机网络拓扑的定义 8
1.4.2 计算机网络拓扑的分类与特点 8
1.4.3 拓扑的选择 10
1.5 计算机网络的性能指标和非性能特征 11
1.5.1 计算机网络的性能指标 11
1.5.2 计算机网络的非性能特征 12
1.6 实训 12
1.6.1 VMware Workstation 的安装与使用 12
1.6.2 Cisco Packet Tracer 的安装与使用 14
习题 16
第 2 章网络体系结构与网络协议 18
2.1 网络协议 18
2.1.1 网络协议的基本概念 18
2.1.2 层次与接口 19
2.2 计算机网络体系结构 19
2.2.1 网络体系结构的基本概念 19
2.2.2 网络体系结构的研究方法 20
2.3 OSI 参考模型 20
2.3.1 OSI 参考模型概述 20
2.3.2 OSI 参考模型的结构 21
2.3.3 OSI 参考模型各层的主要功能 21
2.3.4 数据的封装与传递 22
2.4 TCP/IP 协议与参考模型 24
2.4.1 TCP/IP 协议 24
2.4.2 TCP/IP 参考模型 24
2.4.3 OSI 与 TCP/IP 参考模型的比较 27
2.4.4 简化的参考模型 27
2.5 实训 27
2.5.1 Wireshark 的安装与使用 27
2.5.2 Sniffer 的安装和使用 29
习题 32
第 3 章 IP 地址规划技术 34
3.1 IP 地址 34
3.1.1 IP 地址的作用 34
3.1.2 IP 地址的定义和表示 35
3.1.3 IP 地址的组成和分类 36
3.1.4 特殊用途的 IP 地址 37
3.1.5 IP 地址的管理和分配 40
3.2 IP 子网划分 41
3.2.1 子网掩码和反掩码 41
3.2.2 子网划分 42
3.2.3 子网表示法 43
3.2.4 子网划分公式 44
3.3 IP 地址的规划方法 44
3.3.1 IP 地址的规划步骤 44
3.3.2 子网位数相同规划 46
3.3.3 子网位数不同规划 47
3.4 无类别域间路由 49
3.4.1 基本概念和特点 49
3.4.2 构成超网 50
3.4.3 长前缀匹配 51
3.5 IPv6 地址 51
3.5.1 IPv6 地址的产生与发展 51
3.5.2 IPv6 地址的表示与地址类型 52
3.5.3 IPv6 地址的报文结构 54
3.5.4 IPv4 到 IPv6 过渡的基本方法 56
3.6 实训 59
3.6.1 基本网络命令 ping 和 ipconfig 59
3.6.2 子网划分及测试 61
3.6.3 配置 IPv6 62
习题 64
第 4 章无线网络和移动网络67
4.1 无线局域网 67
4.1.1 无线局域网结构 68
4.1.2 无线局域网标准 69
4.1.3 WPAN 无线技术 71
4.1.4 Wi-Fi 无线技术 72
4.1.5 Li-Fi 可见光技术 73
4.1.6 ZigBee 技术 74
4.2 移动通信网 74
4.2.1 移动通信基本原理 74
4.2.2 移动通信基本结构 75
4.2.3 移动通信系统的发展 76
4.3 移动互联网 81
4.3.1 移动互联网的概念 81
4.3.2 因特网 81
4.3.3 移动互联网发展趋势 83
4.4 移动智能终端互联 85
4.4.1 无线局域网接入 85
4.4.2 无线 Wi-Fi 接入 86
4.4.3 4G 移动热点接入 93
4.5 实训 95
4.5.1 无线路由器 Wi-Fi 组网 / 网线入户上网 95
4.5.2 智能手机 WLAN 热点组网 /4G 移动上网 96
习题 97
第 5 章网络规划与设计 99
5.1 网络工程规划与设计 99
5.1.1 网络工程概述 99
5.1.2 网络工程分析 100
5.1.3 网络工程设计 102
5.1.4 网络拓扑的规划与设计 103
5.2 网络互联设备及智能化发展 105
5.2.1 网络互联设备 105
5.2.2 智能路由器 107
5.2.3 智能光纤网络设备 108
5.3 交换机的配置 109
5.3.1 交换机的工作原理 109
5.3.2 交换机的配置方式 110
5.3.3 交换机的配置模式 110
5.3.4 常用交换机的配置命令 111
5.3.5 交换机的常用配置 116
5.3.6 虚拟局域网 122
5.4 路由器的配置 127
5.4.1 路由器的工作原理 127
5.4.2 路由器的接口类型 128
5.4.3 路由器的管理方式 129
5.4.4 路由器的基本配置模式 129
5.4.5 路由协议 130
5.5 实训组建公司的小型局域网 133
习题 137
第 6 章计算机网络服务与应用 139
6.1 域名系统 139
6.1.1 概述 139
6.1.2 域名空间结构 140
6.1.3 域名注册 141
6.1.4 域名解析 141
6.2 动态主机配置协议 144
6.2.1 基本概念和功能 144
6.2.2 工作原理 145
6.2.3 DHCP 主要参数 146
6.2.4 DHCP 中继 147
6.2.5 DHCP 报文格式和类型 147
6.3 Web 服务 149
6.3.1 概述 149
6.3.2 Web 前后端交互 150
6.4 文件传输协议 151
6.4.1 概述 151
6.4.2 工作原理 151
6.4.3 传输方式 152
6.4.4 配置与使用 FTP 153
6.5 电子邮件服务 154
6.5.1 概述 154
6.5.2 SMTP 协议 154
6.5.3 POP3 和 IMAP 协议 155
6.5.4 邮件服务器 155
6.6 远程登录服务 156
6.6.1 概述 156
6.6.2 工作过程 157
6.7 工业网络应用 157
6.7.1 工业网络概述 157
6.7.2 现场总线技术 158
6.7.3 工业以太网 160
6.7.4 工业互联网 162
6.7.5 工业网络应用案例 164
6.8 智能物联网 166
6.8.1 概述 166
6.8.2 物联网体系架构 168
6.8.3 智能物联网 170
6.8.4 智能物联网应用 172
6.9 云计算 174
6.9.1 云计算概述 174
6.9.2 云计算应用 176
6.10 云机器人 177
6.10.1 云机器人概述 177
6.10.2 云机器人架构 178
6.10.3 云机器人特征及发展趋势 180
6.11 实训 181
6.11.1 安装与配置 DNS 服务器 181
6.11.2 安装与配置 DHCP 服务器 186
6.11.3 安装与配置 Web 服务器 189
6.11.4 安装与配置 FTP 服务器 194
6.11.5 安装与配置 Winmail 服务器 195
习题 200
第 7 章网络空间安全202
7.1 网络空间安全概述 202
7.1.1 基本概念 202
7.1.2 网络空间安全的主要内容 203
7.1.3 网络空间安全的意义 203
7.1.4 我国网络空间安全现状 204
7.2 密码技术 205
7.2.1 密码技术概述 205
7.2.2 对称密码体制 206
7.2.3 非对称密码体制 207
7.2.4 哈希函数 209
7.3 防病毒技术 210
7.3.1 计算机病毒概述 210
7.3.2 蠕虫和木马 211
7.3.3 计算机病毒的预防 212
7.3.4 计算机病毒防范工具 213
7.4 防火墙技术 214
7.4.1 防火墙的定义与功能 214
7.4.2 防火墙的类型 215
7.4.3 防火墙的体系结构 217
7.4.4 防火墙应用系统 218
7.5 入侵检测技术 223
7.5.1 入侵检测的基本概念 223
7.5.2 入侵检测系统的体系结构 224
7.5.3 入侵检测系统的分类 224
7.5.4 入侵检测系统与入侵防御系统 226
7.6 常见网络攻击与防范 227
7.6.1 网络攻击概述 227
7.6.2 网络扫描及相应工具 229
7.6.3 网络监听及相应工具 231
7.6.4 拒绝服务攻击 233
7.6.5 欺骗攻击 234
7.7 实训 236
7.7.1 Windows 防火墙设置 236
7.7.2 为路由器配置标准 ACL 实现包过滤防火墙 237
习题 238
第 8 章网络管理技术 240
8.1 网络管理概述 240
8.1.1 网络管理的基本概念 241
8.1.2 网络管理的必要性 241
8.1.3 网络管理的目标 241
8.1.4 网络管理的基本功能 242
8.1.5 网络管理的发展 244
8.2 简单网络管理协议 SNMP 244
8.2.1 SNMP 简介 244
8.2.2 SNMP 的实现结构 246
8.2.3 SNMP 工作机制 247
8.2.4 SNMP 数据收集方式 247
8.2.5 SNMP 基本管理操作 248
8.2.6 SNMP 的运行过程 248
8.3 Internet 控制报文协议 ICMP 248
8.3.1 概述 248
8.3.2 ICMP 的报文格式 249
8.3.3 ICMP 报文的类型 249
8.4 常用网络命令 250
8.4.1 ping 命令 250
8.4.2 ipconfig 命令 252
8.4.3 net 命令 253
8.4.4 tracert 命令 254
8.4.5 netstat 命令 255
8.5 智能网络管理 257
8.5.1 网络管理 257
8.5.2 智能网络管理 258
8.6 实训 259
使用 Sniffer 软件管理网络 259
习题 261
参考文献 263

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