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计算机网络应用与实践教程十二五江苏省高等学校重点教材(刘生,耿焕同;;科学
- 出版社:金卫图书专营店
- 出版时间:2016-10
- 热度:12459
- 上架时间:2024-06-30 09:38:03
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内容介绍
目录
前言
diyi篇 网络基础理论篇
第1章 计算机网络概述3
1.1计算机网络的定义3
1.2计算机网络的形成与发展3
1.3计算机网络的功能和应用4
1.4计算机网络的分类5
1.5计算机网络结构7
1.5.1资源子网7
1.5.2通信子网7
1.6计算机网络的组成9
1.6.1网络硬件的组成9
1.6.2网络软件的组成10
1.6.3网络连接设备11
1.6.4网络传输介质14
1.7计算机网络的性能指标14
1.8计算机网络拓扑结构17
1.8.1网络拓扑结构的概念17
1.8.2常见的网络拓扑结构18
1.9有关的网络标准组织与管理机构21
1.9.1有关的标准组织21
1.9.2Internet管理机构23
1.9.3RFC文档与Internet标准25
1.10小结26
1.11习题26
第2章 计算机网络体系结构28
2.1计算机网络体系结构概述28
2.1.1计算机网络的分层模型28
2.1.2计算机网络体系结构的概念30
2.2ISO/OSI网络参考模型31
2.2.1ISO/OSI参考模型31
2.2.2OSI模型中的数据传输过程34
2.3TCP/IP模型37
2.3.1TCP/IP模型概述37
2.3.2TCP/IP模型中的各层主要协议38
2.4OSI模型和TCP/IP模型的比较39
2.5小结40
2.6习题40
第3章 物理层42
3.1物理层概述42
3.2数据通信基础43
3.2.1数据通信系统的模型43
3.2.2数据通信的几个基本概念44
3.3基带传输与宽带传输47
3.3.1基带传输概述47
3.3.2数字数据编码方法47
3.3.3宽带传输技术49
3.4传输介质50
3.4.1有线传输介质51
3.4.2无线传输介质55
3.4.3不同传输介质的比较57
3.5多路复用技术57
3.5.1频分多路复用58
3.5.2时分多路复用58
3.5.3波分多路复用59
3.5.4码分多路复用60
3.6接入网技术61
3.6.1电话拨号接入62
3.6.2DSL接入62
3.6.3混合光纤同轴电缆接入63
3.6.4光纤接入64
3.6.5LAN接入64
3.6.6无线接入64
3.7小结65
3.8习题65
第4章 数据链路层与局域网技术67
4.1数据链路层概述67
4.1.1链路与数据链路67
4.1.2点到点链路与广播链路68
4.1.3数据链路层的简化模型69
4.2数据链路层需要解决的基本问题70
4.2.1数据帧定界70
4.2.2透明传输71
4.2.3差错检测72
4.3点到点链路的数据链路层协议PPP75
4.3.1PPP协议简介75
4.3.2PPP协议的组成75
4.3.3PPP协议的帧格式76
4.3.4PPP协议的透明传输实现76
4.3.5PPP协议的链路状态78
4.3.6PPP的认证协议79
4.4局域网概述80
4.4.1局域网的特点与功能80
4.4.2局域网的体系结构与标准81
4.5局域网组网设备83
4.5.1网卡84
4.5.2中继器和集线器86
4.5.3网桥和交换机88
4.5.4集线器与交换机的比较93
4.6以太网技术95
4.6.1以太网概述95
4.6.2MAC地址95
4.6.3以太网MAC帧格式98
4.6.4IEEE802.3 CSMA/CD协议99
4.6.5 10Mbps以太网103
4.6.6快速以太网技术104
4.6.7千兆以太网106
4.6.8 10吉比特以太网/100吉比特以太网107
4.7虚拟局域网110
4.7.1虚拟局域网概述110
4.7.2虚拟局域网的实现技术111
4.8小结111
4.9习题112
第5章 网络层114
5.1网络层概述114
5.1.1网络层的基本功能114
5.1.2网络层所提供的服务115
5.1.3TCP/IP的网络层118
5.2IP协议119
5.2.1IP协议的作用与特点119
5.2.2IP数据报121
5.2.3分类IP地址126
5.2.4IP地址的规划133
5.2.5子网划分134
5.2.6子网掩码136
5.2.7无类别域间路由地址(CIDR)141
5.2.8网络地址转换(NAT)147
5.3ARP协议152
5.3.1ARP协议工作原理152
5.3.2ARP报文格式156
5.3.3IP数据报的转发过程157
5.4ICMP协议160
5.5IP路由与路由协议163
5.5.1路由与路由器163
5.5.2静态路由与动态路由169
5.5.3RIP路由协议174
5.5.4OSPF路由协议179
5.5.5BGP路由协议185
5.6小结195
5.7习题195
第6章 传输层198
6.1传输层概述198
6.1.1传输层的作用198
6.1.2传输层的功能199
6.2TCP/IP的传输层200
6.2.1TCP与UDP200
6.2.2传输层的端口201
6.3传输控制协议TCP202
6.3.1TCP协议概述202
6.3.2TCP报文的格式203
6.3.3TCP连接的建立与释放205
6.3.4TCP可靠传输的实现207
6.3.5TCP流量控制的实现214
6.3.6TCP拥塞控制的实现215
6.4用户数据报协议UDP218
6.4.1UDP的特点218
6.4.2UDP数据报219
6.5小结220
6.6习题220
第7章 应用层223
7.1TCP/IP的应用层223
7.2DNS服务224
7.2.1域名和域名系统224
7.2.2域名服务器225
7.2.3域名解析226
7.3WWW服务228
7.3.1WWW的基本概念228
7.3.2统一资源定位器229
7.3.3超文本传输协议230
7.3.4超文本标记语言234
7.4E-mail服务235
7.4.1电子邮件概述236
7.4.2电子邮件系统的组成236
7.4.3电子邮件的发送和接收过程236
7.4.4电子邮件的组成237
7.4.5简单邮件传输协议238
7.4.6邮件读取协议POP3和IMAP239
7.4.7通用Internet电子邮件扩充协议239
7.5FTP服务241
7.6远程终端服务244
7.7DHCP服务245
7.7.1引导程序协议245
7.7.2动态主机配置协议246
7.8网络应用编程接口248
7.8.1应用编程接口与socket编程248
7.8.2无连接循环服务与面向连接并发服务249
7.9小结251
7.10习题252
第8章 网络管理与网络安全254
8.1网络管理概述254
8.1.1网络管理的基本概念254
8.1.2网络管理的功能模型254
8.1.3网络管理的信息模型与组织模型255
8.2基于TCP/IP的网络管理256
8.2.1SNMP网络管理模型256
8.2.2简单网络管理协议257
8.2.3几种流行的SNMP网络管理软件258
8.3网络安全258
8.3.1网络安全的基本概念258
8.3.2网络安全模型259
8.3.3传输安全与加密技术259
8.3.4边界安全与防火墙技术262
8.3.5系统安全与入侵检测技术264
8.4小结266
8.5习题266
第二篇 网络实践篇
第9章 以太网组网实践271
实验9-1 认识网络设备271
实验9-2 直通电缆和交叉电缆制作277
实验9-3 反转电缆制作285
第10章 子网划分实践287
实验10-1 C类网络的子网划分287
实验10-2 B类网络的子网划分289
实验10-3 A类网络的子网划分291
实验10-4 混合子网划分293
第11章 思科IOS操作实践295
实验11-1 路由器和交换机的基础操作295
实验11-2 设备登录及安全操作300
实验11-3 设备文件的备份和恢复307
实验11-4 路由器的密码破解315
实验11-5 交换机的密码破解317
第12章 思科交换操作实践318
实验12-1 VLAN318
实验12-2 VLAN间通信324
实验12-3 以太网通道329
第13章 思科路由操作实践331
实验13-1 静态路由331
实验13-2 RIP路由335
实验13-3 OSPF路由347
实验13-4 EIGRP路由350
第14章 DHCP操作实践354
实验14-1 DHCP354
第15章 IPv6路由操作实践357
实验15-1 IPv6接口配置与静态路由357
实验15-2 IPv6-OSPFv3(可选)360
实验15-3 IPv6-EIGRP(可选)363
第三篇 网络新技术篇
第16章 软件定义网络SDN369
16.1SDN概述369
16.1.1SDN的概念及特点369
16.1.2SDN发展历程370
16.1.3SDN的现状372
16.2SDN的体系架构373
16.3SDN的关键特性374
16.4基于OpenFlow协议的SDN关键技术374
16.4.1OpenFlow交换机375
16.4.2OpenFlow控制器376
16.4.3OpenFlow协议及自身问题376
16.5SDN的应用场景和发展方向377
16.5.1应用场景377
16.5.2发展方向379
16.6小结380
第17章 云计算和物联网381
17.1云计算381
17.1.1云计算的产生背景381
17.1.2云计算的定义381
17.1.3云计算的特征382
17.1.4云计算的发展面临的挑战384
17.1.5云计算与物联网的关系385
17.2物联网386
17.2.1物联网概念386
17.2.2物联网的发展状况388
17.2.3物联网技术体系框架392
17.2.4物联网标准体系395
17.2.5物联网的应用案例396
17.3小结401
参考文献402
附录1 各章习题参考答案404
附录2 主要网络术语中英对照418
附录3 Cisco Packet Tracer5操作指南422
附录4 其他网络学习工具介绍431
diyi篇 网络基础理论篇
第1章 计算机网络概述
计算机网络是计算机与通信技术不断发展相互结合的产物。它的发展水平代表了一个国家信息技术的发展水平。在信息化的进程中，计算机网络扮演了重要的角色。自20世纪90 年代起，计算机网络以因特网为代表得到飞速发展，并成为仅次于全球电话网的世界第二大网络。它正在改变我们的工作和学习方式，如购买飞机票、火车票，缴纳水电费、煤气费，到图书馆检索图书和资料，进行金融和股票交易，使用电子邮件、QQ、微信等工具与朋友交流信息，这些都依赖于计算机网络。由此看出，我们的工作和学习已经离不开计算机网络，而学习计算机网络技术在今天就显得尤为重要。
1.1 计算机网络的定义
计算机网络简单定义是指以资源共享为目的并相互连接的自治计算机集合。从目前计算机网络的发展现状与特征来看，计算机网络是指将位于不同位置的多台独立功能计算机与相关网络设备，利用通信线路连接，并通过网络操作系统、应用软件及网络协议的支持，实现资源共享和数据通信的计算机系统。从整体上来说，计算机网络是把不同区域位置的计算机与网络设备用通信线路互连成一个综合系统，使计算机之间相互交换数据，共享信息和软、硬件资源。
1.2 计算机网络的形成与发展
任何一项新技术的产生和发展都离不开两个基本条件：一是强烈的社会需求，二是前期的技术储备。计算机网络的形成与发展也不例外，它是计算机技术与通信技术高度发展并紧密结合的产物。
从现代网络技术的发展来看，计算机网络的发展主要分为四个阶段：
1. 以数据通信为主的diyi代计算机网络
zui初的计算机网络是一台主机通过电话线连接若干个远程的终端，又称为面向终端的计算机网络，是以单个主机为中心的星形网，终端设备与中心计算机之间不提供相互的资源共享，网络通信以数据通信为主，效率不高，功能有限。
2. 以资源共享为主的第二代计算机网络
在20 世纪60 年代中期，美国出现了若干台计算机相互连接的系统。如在1969 年由美国国防部高级研究计划署(Advanced Research Project Agency，ARPA)组建的ARPAnet (阿帕网)。这些计算机之间不但可以彼此通信，还可以实现与其他计算机之间资源共享。
第二代计算机网络是以分组交换网为中心的计算机网络。
3. 体系标准化的第三代计算机网络
国际标准化组织(International Standard Organization，简称ISO)于1977 年设立专门委员会，研究计算机网络的体系结构，于1983 年发布了著名的开放式系统互连参考模型OSI/RM，即Open System Interconnection Basic Reference，为网络互连互通提供了一个可遵循的规则。从此，计算机网络走上了标准化的道路。
4. 以因特网为核心的第四代计算机网络
20 世纪90 年代以后，随着因特网的建立，一些分散在各地的网络相互连接，形成一个全球性的互联网络。
1.3 计算机网络的功能和应用
计算机网络能够迅速发展，与其提供的强大功能息息相关。随着网络技术的进一步发展，人们除了可以利用计算机网络进行资源共享、数据通信和远程管理与控制外，还可以进行各种娱乐和商务活动。
1. 资源共享
计算机网络zui重要的功能就是资源共享，包括共享信息和软、硬件资源。通过计算机网络可提供处理器、存储器、输入输出设备等资源的共享，如巨型计算机、具有特殊功能的处理部件、高分辨率的激光打印机、大型绘图仪以及大量的外部存储器等，从而帮助用户节约投资，也便于集中管理和均匀分担负荷。另外，网络资源还允许互联网用户远程访问，从而避免软件开发中的重复工作以及资源的重复存储，也便于集中管理。
2. 数据通信
远程数据通信是计算机网络的基本功能。计算机网络为人们提供了强有力的通信手段。近几年，随着网络技术的发展，计算机网络提供的数据通信服务无论在速度还是质量上，都有了明显的提高。
3. 集中管理和远程控制
利用计算机网络可以轻松地在一个地点对分布在不同地点的设备进行管理(集中管理)，还可以对远程系统进行控制(远程控制)。假设企业分布在不同的城市，每个城市都需要计算机处理信息，那么可以通过计算机网络在不同计算机之间交换数据。以网络为基础，将不同计算机终端的各种数据收集并进行整理和分析等综合处理。目前，人们之所以能够足不出户，通过网络来实现飞机票、火车票、汽车票或轮船票的预订，在出差到外地之前就能完成饭店、住宿的预订，正是得益于网络所提供的信息集中和综合处理功能。
4. 分布式处理
分布式计算机网络由服务器和客户机组成，网络中各个节点地位平等，相互协调工作。网络中节点都与另外的节点连接，信息从一个节点可以有多条路径到达另一节点。这种网络的优点是处理信息的灵活性、可靠性、分布性及可扩充性。基于网络的分布式系统可以连接各个部门及分支机构的网络。数据存放在多台服务器上，这些服务器位于不同的地理区域，直接用广域网链路相连。计算机网络的各项功能并不是完全独立的，它们之间也存在某些依赖关系。例如，分布式计算系统中的各节点之间为了进行有效的协同工作必须shou先能够进行有效的数据通信，以实现不同系统之间的资源调度。而当人们对诸如气象、航天或基因工程等方面的海量数据信息进行集中式的综合处理时，则通常需要借助于分布式计算功能。对计算机网络所提供的功能进行有效的开发与利用，可以在网络上实现多种应用。
5. 提高计算机系统的可靠性
计算机网络可使计算机系统软件和硬件的可靠性都得到提高，例如，还可以利用多个服务器为用户提供服务，当某个服务器崩溃时，其他服务器可以继续提供服务；也可以将数据存储在网络中多个地方，当某个地方不能访问时，可以方便地从其他地方继续访问。
6. 娱乐和电子商务
网络游戏和网上购物已经成为人们日常生活的重要组成部分，所产生的新的经济价值引起各界的关注。
1.4 计算机网络的分类
计算机网络按照不同的分类标准，有多种分类方法。
1. 按网络的作用范围进行分类
(1) 局域网
局域网(local area network，简称LAN)是zui常见的计算机网络，覆盖范围从几米到几千米。由于其分布范围小，容易管理与配置，拓扑结构简单，速度快、延迟小，具有非常广泛的应用，是一定区域范围内进行信息交换与共享的主要方式。如一个家庭、学生宿舍内部的网络、办公室或机房的网络、校园网等都在局域网范围。
(2) 广域网
广域网(wide area network，简称WAN)的分布距离远，覆盖范围通常在几十到几千公里之间。网络的拓扑结构本身不规则，主要包含一些交换机、路由器等互连设备，这些互连设备负责网络的管理工作。
广域网与局域网除了在分布范围上有差异以外，局域网通常没有路由器这些专用设备，也不存在路由选择问题；局域网有规则的拓扑结构，广域网则没有；局域网通常采用广播方式传输数据，而广域网则采用点到点方式来交换数据。像我国现有的中国教育和科研计算机网CERNET、中国联通互联网UNINET、中国公用计算机互联网CHINANET 以及因特网都属于广域网。
(3) 城域网
城域网的覆盖范围介于局域网和广域网之间，一般覆盖一座城市。属于局域网的延伸，使用与局域网相似的技术，在布线结构上范围较广。如政府部门、大型企业和社会服务部门的计算机网络连接等，需要大量用户的访问接入。
2. 按网络的使用者方式分类
(1) 公用网
公用网一般由政府电信部门或相关企业投资组建、管理与控制。可以为任何部门或单位以及社会公众提供服务。
(2) 专用网
专用网是由部门或企业单位内部组建，使用范围仅限于部门或单位内部。可以租用公用网的传输线路。如校园网络、企业网络或部门网络都属于专用网。
3. 按通信方式分类
(1) 点到点网络
网络中两台主机之间、主机与节点交换机之间或两台节点交换机之间都存在weiyi的一条物理信道，主机或交换机通过信道发送的数据只有另一端weiyi的主机或交换机能收到。在点到点网络中，由于没有竞争，也就不存在访问控制问题。网状网络、树形结构、星形结构、广域网都是典型的点到点网络。
(2) 广播式网络
所有主机共享同一条信道是广播式网络的主要特征。当一台主机发出数据时，其余主机都能收到。由于在广播式信道中会引起信道访问冲突，因此信道的访问控制方法是解决问题的关键。广播式网络主要用于局域网，典型的代表是总线网、微波、卫星通信网等。局域网由于线路短，传输延迟小，因此信道访问控制方法相对容易实现，通过以额外的控制开销换取信道利用率，以便降低整个网络的成本。
4. 按网络拓扑结构分类
拓扑结构一般是指由点、线组成的几何图形。计算机网络的拓扑结构则是将网络的通信链路抽象为线，把计算机节点抽象为点，由点与线相互连接构成的几何图形。按网络拓扑结构分类的网络具体参见1.8 节内容。
商品参数
| 计算机网络应用与实践教程 | ||
 |
曾用价 | 65.00 |
| 出版社 | 科学出版社 | |
| 版次 | 1 | |
| 出版时间 | 2016年10月 | |
| 开本 | 16开 | |
| 作者 | 刘生，耿焕同 著 | |
| 装帧 | 平装 | |
| 页数 | 464 | |
| 字数 | 500 | |
| ISBN编码 | 9787030500946 | |
内容介绍
本书共分为三部分。diyi部分为网络基础理论篇，包括第1～8章，主要内容包括计算机网络概述、物理层、数据链路层与局域网技术、网络层、传输层、应用层、网络管理与网络安全，覆盖了计算机网络主要的知识范围，章后均附有本章的重要概念和习题。第二部分为网络实践篇，包括第9～15章，主要内容包括以太网组网实践、子网划分实践、思科交换和路由实践、IPv6实践等内容。第三部分为网络新技术篇，包括第16、17章，主要内容包括软件定义网络SDN、云计算和物联网。此外，附录中提供了各章习题的参考答案、主要网络术语、Cisco Packet Tracer 5操作指南和其他网络学习工具。本书概念准确、内容简洁、图文并茂、难度适中、理论与实践相结合，以通俗易懂的方式阐述计算机网络的基本原理和基本概念，侧重于实际应用和动手能力的培养，以提高学习者分析问题、解决问题的能力，同时力图反映计算机网络的一些发展。
目录
目录
前言
diyi篇 网络基础理论篇
第1章 计算机网络概述3
1.1计算机网络的定义3
1.2计算机网络的形成与发展3
1.3计算机网络的功能和应用4
1.4计算机网络的分类5
1.5计算机网络结构7
1.5.1资源子网7
1.5.2通信子网7
1.6计算机网络的组成9
1.6.1网络硬件的组成9
1.6.2网络软件的组成10
1.6.3网络连接设备11
1.6.4网络传输介质14
1.7计算机网络的性能指标14
1.8计算机网络拓扑结构17
1.8.1网络拓扑结构的概念17
1.8.2常见的网络拓扑结构18
1.9有关的网络标准组织与管理机构21
1.9.1有关的标准组织21
1.9.2Internet管理机构23
1.9.3RFC文档与Internet标准25
1.10小结26
1.11习题26
第2章 计算机网络体系结构28
2.1计算机网络体系结构概述28
2.1.1计算机网络的分层模型28
2.1.2计算机网络体系结构的概念30
2.2ISO/OSI网络参考模型31
2.2.1ISO/OSI参考模型31
2.2.2OSI模型中的数据传输过程34
2.3TCP/IP模型37
2.3.1TCP/IP模型概述37
2.3.2TCP/IP模型中的各层主要协议38
2.4OSI模型和TCP/IP模型的比较39
2.5小结40
2.6习题40
第3章 物理层42
3.1物理层概述42
3.2数据通信基础43
3.2.1数据通信系统的模型43
3.2.2数据通信的几个基本概念44
3.3基带传输与宽带传输47
3.3.1基带传输概述47
3.3.2数字数据编码方法47
3.3.3宽带传输技术49
3.4传输介质50
3.4.1有线传输介质51
3.4.2无线传输介质55
3.4.3不同传输介质的比较57
3.5多路复用技术57
3.5.1频分多路复用58
3.5.2时分多路复用58
3.5.3波分多路复用59
3.5.4码分多路复用60
3.6接入网技术61
3.6.1电话拨号接入62
3.6.2DSL接入62
3.6.3混合光纤同轴电缆接入63
3.6.4光纤接入64
3.6.5LAN接入64
3.6.6无线接入64
3.7小结65
3.8习题65
第4章 数据链路层与局域网技术67
4.1数据链路层概述67
4.1.1链路与数据链路67
4.1.2点到点链路与广播链路68
4.1.3数据链路层的简化模型69
4.2数据链路层需要解决的基本问题70
4.2.1数据帧定界70
4.2.2透明传输71
4.2.3差错检测72
4.3点到点链路的数据链路层协议PPP75
4.3.1PPP协议简介75
4.3.2PPP协议的组成75
4.3.3PPP协议的帧格式76
4.3.4PPP协议的透明传输实现76
4.3.5PPP协议的链路状态78
4.3.6PPP的认证协议79
4.4局域网概述80
4.4.1局域网的特点与功能80
4.4.2局域网的体系结构与标准81
4.5局域网组网设备83
4.5.1网卡84
4.5.2中继器和集线器86
4.5.3网桥和交换机88
4.5.4集线器与交换机的比较93
4.6以太网技术95
4.6.1以太网概述95
4.6.2MAC地址95
4.6.3以太网MAC帧格式98
4.6.4IEEE802.3 CSMA/CD协议99
4.6.5 10Mbps以太网103
4.6.6快速以太网技术104
4.6.7千兆以太网106
4.6.8 10吉比特以太网/100吉比特以太网107
4.7虚拟局域网110
4.7.1虚拟局域网概述110
4.7.2虚拟局域网的实现技术111
4.8小结111
4.9习题112
第5章 网络层114
5.1网络层概述114
5.1.1网络层的基本功能114
5.1.2网络层所提供的服务115
5.1.3TCP/IP的网络层118
5.2IP协议119
5.2.1IP协议的作用与特点119
5.2.2IP数据报121
5.2.3分类IP地址126
5.2.4IP地址的规划133
5.2.5子网划分134
5.2.6子网掩码136
5.2.7无类别域间路由地址(CIDR)141
5.2.8网络地址转换(NAT)147
5.3ARP协议152
5.3.1ARP协议工作原理152
5.3.2ARP报文格式156
5.3.3IP数据报的转发过程157
5.4ICMP协议160
5.5IP路由与路由协议163
5.5.1路由与路由器163
5.5.2静态路由与动态路由169
5.5.3RIP路由协议174
5.5.4OSPF路由协议179
5.5.5BGP路由协议185
5.6小结195
5.7习题195
第6章 传输层198
6.1传输层概述198
6.1.1传输层的作用198
6.1.2传输层的功能199
6.2TCP/IP的传输层200
6.2.1TCP与UDP200
6.2.2传输层的端口201
6.3传输控制协议TCP202
6.3.1TCP协议概述202
6.3.2TCP报文的格式203
6.3.3TCP连接的建立与释放205
6.3.4TCP可靠传输的实现207
6.3.5TCP流量控制的实现214
6.3.6TCP拥塞控制的实现215
6.4用户数据报协议UDP218
6.4.1UDP的特点218
6.4.2UDP数据报219
6.5小结220
6.6习题220
第7章 应用层223
7.1TCP/IP的应用层223
7.2DNS服务224
7.2.1域名和域名系统224
7.2.2域名服务器225
7.2.3域名解析226
7.3WWW服务228
7.3.1WWW的基本概念228
7.3.2统一资源定位器229
7.3.3超文本传输协议230
7.3.4超文本标记语言234
7.4E-mail服务235
7.4.1电子邮件概述236
7.4.2电子邮件系统的组成236
7.4.3电子邮件的发送和接收过程236
7.4.4电子邮件的组成237
7.4.5简单邮件传输协议238
7.4.6邮件读取协议POP3和IMAP239
7.4.7通用Internet电子邮件扩充协议239
7.5FTP服务241
7.6远程终端服务244
7.7DHCP服务245
7.7.1引导程序协议245
7.7.2动态主机配置协议246
7.8网络应用编程接口248
7.8.1应用编程接口与socket编程248
7.8.2无连接循环服务与面向连接并发服务249
7.9小结251
7.10习题252
第8章 网络管理与网络安全254
8.1网络管理概述254
8.1.1网络管理的基本概念254
8.1.2网络管理的功能模型254
8.1.3网络管理的信息模型与组织模型255
8.2基于TCP/IP的网络管理256
8.2.1SNMP网络管理模型256
8.2.2简单网络管理协议257
8.2.3几种流行的SNMP网络管理软件258
8.3网络安全258
8.3.1网络安全的基本概念258
8.3.2网络安全模型259
8.3.3传输安全与加密技术259
8.3.4边界安全与防火墙技术262
8.3.5系统安全与入侵检测技术264
8.4小结266
8.5习题266
第二篇 网络实践篇
第9章 以太网组网实践271
实验9-1 认识网络设备271
实验9-2 直通电缆和交叉电缆制作277
实验9-3 反转电缆制作285
第10章 子网划分实践287
实验10-1 C类网络的子网划分287
实验10-2 B类网络的子网划分289
实验10-3 A类网络的子网划分291
实验10-4 混合子网划分293
第11章 思科IOS操作实践295
实验11-1 路由器和交换机的基础操作295
实验11-2 设备登录及安全操作300
实验11-3 设备文件的备份和恢复307
实验11-4 路由器的密码破解315
实验11-5 交换机的密码破解317
第12章 思科交换操作实践318
实验12-1 VLAN318
实验12-2 VLAN间通信324
实验12-3 以太网通道329
第13章 思科路由操作实践331
实验13-1 静态路由331
实验13-2 RIP路由335
实验13-3 OSPF路由347
实验13-4 EIGRP路由350
第14章 DHCP操作实践354
实验14-1 DHCP354
第15章 IPv6路由操作实践357
实验15-1 IPv6接口配置与静态路由357
实验15-2 IPv6-OSPFv3(可选)360
实验15-3 IPv6-EIGRP(可选)363
第三篇 网络新技术篇
第16章 软件定义网络SDN369
16.1SDN概述369
16.1.1SDN的概念及特点369
16.1.2SDN发展历程370
16.1.3SDN的现状372
16.2SDN的体系架构373
16.3SDN的关键特性374
16.4基于OpenFlow协议的SDN关键技术374
16.4.1OpenFlow交换机375
16.4.2OpenFlow控制器376
16.4.3OpenFlow协议及自身问题376
16.5SDN的应用场景和发展方向377
16.5.1应用场景377
16.5.2发展方向379
16.6小结380
第17章 云计算和物联网381
17.1云计算381
17.1.1云计算的产生背景381
17.1.2云计算的定义381
17.1.3云计算的特征382
17.1.4云计算的发展面临的挑战384
17.1.5云计算与物联网的关系385
17.2物联网386
17.2.1物联网概念386
17.2.2物联网的发展状况388
17.2.3物联网技术体系框架392
17.2.4物联网标准体系395
17.2.5物联网的应用案例396
17.3小结401
参考文献402
附录1 各章习题参考答案404
附录2 主要网络术语中英对照418
附录3 Cisco Packet Tracer5操作指南422
附录4 其他网络学习工具介绍431
在线试读
diyi篇 网络基础理论篇
第1章 计算机网络概述
计算机网络是计算机与通信技术不断发展相互结合的产物。它的发展水平代表了一个国家信息技术的发展水平。在信息化的进程中，计算机网络扮演了重要的角色。自20世纪90 年代起，计算机网络以因特网为代表得到飞速发展，并成为仅次于全球电话网的世界第二大网络。它正在改变我们的工作和学习方式，如购买飞机票、火车票，缴纳水电费、煤气费，到图书馆检索图书和资料，进行金融和股票交易，使用电子邮件、QQ、微信等工具与朋友交流信息，这些都依赖于计算机网络。由此看出，我们的工作和学习已经离不开计算机网络，而学习计算机网络技术在今天就显得尤为重要。
1.1 计算机网络的定义
计算机网络简单定义是指以资源共享为目的并相互连接的自治计算机集合。从目前计算机网络的发展现状与特征来看，计算机网络是指将位于不同位置的多台独立功能计算机与相关网络设备，利用通信线路连接，并通过网络操作系统、应用软件及网络协议的支持，实现资源共享和数据通信的计算机系统。从整体上来说，计算机网络是把不同区域位置的计算机与网络设备用通信线路互连成一个综合系统，使计算机之间相互交换数据，共享信息和软、硬件资源。
1.2 计算机网络的形成与发展
任何一项新技术的产生和发展都离不开两个基本条件：一是强烈的社会需求，二是前期的技术储备。计算机网络的形成与发展也不例外，它是计算机技术与通信技术高度发展并紧密结合的产物。
从现代网络技术的发展来看，计算机网络的发展主要分为四个阶段：
1. 以数据通信为主的diyi代计算机网络
zui初的计算机网络是一台主机通过电话线连接若干个远程的终端，又称为面向终端的计算机网络，是以单个主机为中心的星形网，终端设备与中心计算机之间不提供相互的资源共享，网络通信以数据通信为主，效率不高，功能有限。
2. 以资源共享为主的第二代计算机网络
在20 世纪60 年代中期，美国出现了若干台计算机相互连接的系统。如在1969 年由美国国防部高级研究计划署(Advanced Research Project Agency，ARPA)组建的ARPAnet (阿帕网)。这些计算机之间不但可以彼此通信，还可以实现与其他计算机之间资源共享。
第二代计算机网络是以分组交换网为中心的计算机网络。
3. 体系标准化的第三代计算机网络
国际标准化组织(International Standard Organization，简称ISO)于1977 年设立专门委员会，研究计算机网络的体系结构，于1983 年发布了著名的开放式系统互连参考模型OSI/RM，即Open System Interconnection Basic Reference，为网络互连互通提供了一个可遵循的规则。从此，计算机网络走上了标准化的道路。
4. 以因特网为核心的第四代计算机网络
20 世纪90 年代以后，随着因特网的建立，一些分散在各地的网络相互连接，形成一个全球性的互联网络。
1.3 计算机网络的功能和应用
计算机网络能够迅速发展，与其提供的强大功能息息相关。随着网络技术的进一步发展，人们除了可以利用计算机网络进行资源共享、数据通信和远程管理与控制外，还可以进行各种娱乐和商务活动。
1. 资源共享
计算机网络zui重要的功能就是资源共享，包括共享信息和软、硬件资源。通过计算机网络可提供处理器、存储器、输入输出设备等资源的共享，如巨型计算机、具有特殊功能的处理部件、高分辨率的激光打印机、大型绘图仪以及大量的外部存储器等，从而帮助用户节约投资，也便于集中管理和均匀分担负荷。另外，网络资源还允许互联网用户远程访问，从而避免软件开发中的重复工作以及资源的重复存储，也便于集中管理。
2. 数据通信
远程数据通信是计算机网络的基本功能。计算机网络为人们提供了强有力的通信手段。近几年，随着网络技术的发展，计算机网络提供的数据通信服务无论在速度还是质量上，都有了明显的提高。
3. 集中管理和远程控制
利用计算机网络可以轻松地在一个地点对分布在不同地点的设备进行管理(集中管理)，还可以对远程系统进行控制(远程控制)。假设企业分布在不同的城市，每个城市都需要计算机处理信息，那么可以通过计算机网络在不同计算机之间交换数据。以网络为基础，将不同计算机终端的各种数据收集并进行整理和分析等综合处理。目前，人们之所以能够足不出户，通过网络来实现飞机票、火车票、汽车票或轮船票的预订，在出差到外地之前就能完成饭店、住宿的预订，正是得益于网络所提供的信息集中和综合处理功能。
4. 分布式处理
分布式计算机网络由服务器和客户机组成，网络中各个节点地位平等，相互协调工作。网络中节点都与另外的节点连接，信息从一个节点可以有多条路径到达另一节点。这种网络的优点是处理信息的灵活性、可靠性、分布性及可扩充性。基于网络的分布式系统可以连接各个部门及分支机构的网络。数据存放在多台服务器上，这些服务器位于不同的地理区域，直接用广域网链路相连。计算机网络的各项功能并不是完全独立的，它们之间也存在某些依赖关系。例如，分布式计算系统中的各节点之间为了进行有效的协同工作必须shou先能够进行有效的数据通信，以实现不同系统之间的资源调度。而当人们对诸如气象、航天或基因工程等方面的海量数据信息进行集中式的综合处理时，则通常需要借助于分布式计算功能。对计算机网络所提供的功能进行有效的开发与利用，可以在网络上实现多种应用。
5. 提高计算机系统的可靠性
计算机网络可使计算机系统软件和硬件的可靠性都得到提高，例如，还可以利用多个服务器为用户提供服务，当某个服务器崩溃时，其他服务器可以继续提供服务；也可以将数据存储在网络中多个地方，当某个地方不能访问时，可以方便地从其他地方继续访问。
6. 娱乐和电子商务
网络游戏和网上购物已经成为人们日常生活的重要组成部分，所产生的新的经济价值引起各界的关注。
1.4 计算机网络的分类
计算机网络按照不同的分类标准，有多种分类方法。
1. 按网络的作用范围进行分类
(1) 局域网
局域网(local area network，简称LAN)是zui常见的计算机网络，覆盖范围从几米到几千米。由于其分布范围小，容易管理与配置，拓扑结构简单，速度快、延迟小，具有非常广泛的应用，是一定区域范围内进行信息交换与共享的主要方式。如一个家庭、学生宿舍内部的网络、办公室或机房的网络、校园网等都在局域网范围。
(2) 广域网
广域网(wide area network，简称WAN)的分布距离远，覆盖范围通常在几十到几千公里之间。网络的拓扑结构本身不规则，主要包含一些交换机、路由器等互连设备，这些互连设备负责网络的管理工作。
广域网与局域网除了在分布范围上有差异以外，局域网通常没有路由器这些专用设备，也不存在路由选择问题；局域网有规则的拓扑结构，广域网则没有；局域网通常采用广播方式传输数据，而广域网则采用点到点方式来交换数据。像我国现有的中国教育和科研计算机网CERNET、中国联通互联网UNINET、中国公用计算机互联网CHINANET 以及因特网都属于广域网。
(3) 城域网
城域网的覆盖范围介于局域网和广域网之间，一般覆盖一座城市。属于局域网的延伸，使用与局域网相似的技术，在布线结构上范围较广。如政府部门、大型企业和社会服务部门的计算机网络连接等，需要大量用户的访问接入。
2. 按网络的使用者方式分类
(1) 公用网
公用网一般由政府电信部门或相关企业投资组建、管理与控制。可以为任何部门或单位以及社会公众提供服务。
(2) 专用网
专用网是由部门或企业单位内部组建，使用范围仅限于部门或单位内部。可以租用公用网的传输线路。如校园网络、企业网络或部门网络都属于专用网。
3. 按通信方式分类
(1) 点到点网络
网络中两台主机之间、主机与节点交换机之间或两台节点交换机之间都存在weiyi的一条物理信道，主机或交换机通过信道发送的数据只有另一端weiyi的主机或交换机能收到。在点到点网络中，由于没有竞争，也就不存在访问控制问题。网状网络、树形结构、星形结构、广域网都是典型的点到点网络。
(2) 广播式网络
所有主机共享同一条信道是广播式网络的主要特征。当一台主机发出数据时，其余主机都能收到。由于在广播式信道中会引起信道访问冲突，因此信道的访问控制方法是解决问题的关键。广播式网络主要用于局域网，典型的代表是总线网、微波、卫星通信网等。局域网由于线路短，传输延迟小，因此信道访问控制方法相对容易实现，通过以额外的控制开销换取信道利用率，以便降低整个网络的成本。
4. 按网络拓扑结构分类
拓扑结构一般是指由点、线组成的几何图形。计算机网络的拓扑结构则是将网络的通信链路抽象为线，把计算机节点抽象为点，由点与线相互连接构成的几何图形。按网络拓扑结构分类的网络具体参见1.8 节内容。