计算机网络-中国铁道出版社

计计计计计算算算算算机机机机机网网网网网络络络络络

赵丽花樊俊青主编

刘新强王邠周平主审

中国铁道出版社

年北京

2009·

内容简介

本书结合作者多年从事计算机网络教学和网络管理与维护的经验按照知识

,“、

能力素质协调发展的目标系统全面地介绍了计算机网络的基础理论和应用技术

、”,。

全书共分为章主要介绍计算机网络的基本概念数据通信的基础知识计算机网

8,、、

络体系结构局域网技术广域网相关技术网络互联技术应用技术及网络

、、、、Internet

维护与网络安全相关技术等内容在内容组织上将计算机网络基础知识与实际应

。,

用相结合使读者能够对网络原理和网络协议有比较直观的认识具有较强的实用

,,

性全书图文并茂并结合教材内容为每个章节编写了配套的习题方便学生课后

。,,,

总结和复习

。

本书强调基础理论知识与实验实训相结合使学生在了解计算机网络基本理论

,、

基本知识的同时掌握网络的组建网络设备的管理与配置互联网服务的使用和配

,、、

置网络基本维护等网络操作技能

、。

本书不仅适合作为高职高专院校相关专业的教材而且可以供广大的网络爱好

,

者参考

。

图书在版编目(CIP)数据

计算机网络赵丽花樊俊青主编北京中国铁道

/,—:

出版社.

,2009.8

ISBN978-7-113-09999-2

计赵樊计算机网络高等

………

学校Ⅰ.技术学校Ⅱ.①教材②Ⅲ.-

:-Ⅳ.TP393

中国版本图书馆数据核字第号

CIP(2009)119523

书名:计算机网络

作者:赵丽花樊俊青主编

责任编辑:朱雪玲电话:电子信箱:

封面设计:崔丽ianwu@

责任印制:郭向伟

出版发行:中国铁道出版社北京市宣武区右安门西街号

(,)

网址:1000548

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印刷:htt北京市兴顺印刷厂p

版次:年月第版年月第次印刷

开本:2009812009印张81字数千

/::

书号:787mm×1092mm11619.25490

/·

定价:ISBN978-7-113-09999-2元TP3268

45.00

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,、、,。

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:(010)63549504(021)73187

前言

计算机网络技术作为当前最为活跃的技术领域之一已被广泛应用于各个学

,

科政府企事业学校等各个部门和单位的计算机网络化已经成为计算机发展的

。、

必然趋势特别是技术的发展使其应用领域更为广泛因此计算机网络

,IPv6,。,

课程不但是计算机网络及其相关专业学生应当重点学习和掌握的专业课程也

,,

是目前许多非计算机专业学生的必修课程之一熟悉和掌握计算机网络技术已

。

经成为大中专学生所必需的素质

。

本书根据高职高专学生的特点在内容组织上将计算机网络基础知识和实际

,

应用相结合突出应用性实践性和可操作性理论知识以必需够用为原则力求

,、,、,

使教材全面实用易于被学生接受和理解能够学以致用在讲解基本知识的同

、,,。

时介绍相应知识在网络组网网络操作系统中的具体应用使学生能够对网络的

,、,

基本原理网络协议有一个直观认识并能应用到实际中去同时本书设计了与

、,。

教材配套的习题和实践操作内容以便于自学和增强实际操作能力

,。

本书共分为章根据学生的基础和接受能力教师可以适当调整教学学时

8,,。

全书由南京铁道职业技术学院赵丽花中国地质大学樊俊青主编其中第

、。1、2、4

章由赵丽花编写第章由樊俊青编写第章由邓建芳编写第章由赵丽花冯

,3,5,6、

国良编写第章由樊俊青施艳荣编写第章由康瑞锋编写全书由西安铁路

,7、,8。

职业技术学院刘新强南京铁道职业技术学院王邠周平审定

、、。

西安铁路职业技术学院武汉铁路职业技术学院对本书的编写和出版提出了

、

许多宝贵意见并给予了大力支持和帮助在此向他们表示衷心的感谢

,,。

由于网络技术发展迅速加之作者水平有限时间仓促书中难免存在一些不

,,,

足与疏漏之处恳请广大读者批评指正提出宝贵意见和建议

。,。

作者

年月

20098

目录

第1章计算机网络概论…………

1

计算机网络的基本概念…………………

1.11

计算机网络的分类………………………

1.25

计算机网络的组成………………………

1.39

习题……………

12

第2章数据通信的基础知识…………………

13

基本概念…………………

2.113

数据传输方式……………

2.214

数据交换技术……………

2.319

差错控制技术……………

2.422

通信接口…………………

2.526

习题……………

29

第3章计算机网络体系结构…………………

31

计算机网络体系结构的基本概念………

3.131

参考模型……………

3.2OSI34

体系结构………………………

3.3TCP/IP37

习题……………

40

第4章局域网技术……………

42

局域网概述………………

4.142

局域网的传输介质………………………

4.244

局域网的模型标准……………………

4.3、52

局域网的介质访问控制…………………

4.454

局域网的组网设备………………………

4.557

以太网系列………………

4.664

令牌环网与………………………

4.7FDDI75

交换式以太网……………

4.877

虚拟局域网……………………

4.9(VLAN)92

无线局域网……………

4.10106

习题……………

110

第5章广域网技术……………

112

广域网概述……………

5.1112

2计算机网络

··

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常用广域网封装协议…………………

5.2114

数字数据网……………………

5.3(DDN)118

综合业务数字网………………

5.4(ISDN)119

异步传输模式…………………

5.5(ATM)121

帧中继…………………

5.6122

习题……………

123

第6章网络互联技术…………

125

网络层的功能…………

6.1125

协议…………………

6.2IP127

因特网控制消息协议………

6.3(ICMP)148

地址解析协议与反向地址解析协议………………

6.4(ARP)(RARP)157

路由与路由协议………………………

6.5160

路由器及其在网络互联中的作用……………………

6.6190

下一代互联网的网际协议………

6.7IPv6201

传输层概述……………

6.8212

传输控制协议…………………

6.9(TCP)215

用户数据报协议……………

6.10(UDP)220

习题……………

223

第7章Internet的应用………………………

226

概述…………

7.1Internet226

域名系统………………………

7.2(DNS)229

动态主机配置协议…………

7.3(DHCP)242

服务……………

7.4WWW249

服务………………

7.5FTP256

服务……………

7.6Telnet262

服务……………

7.7E-mail264

接入互联网……………

7.8270

……………………

7.9VPN277

习题……………

280

第8章网络维护与网络安全…………………

282

网络故障的一般分类…………………

8.1282

网络故障检测…………

8.2283

网络故障排除…………

8.3287

常见网络故障与排除实例……………

8.4291

网络安全基本知识……………………

8.5295

防火墙基础与配置……………………

8.6296

习题……………

300

参考文献…………………………

301

第1章计算机网络概论

作为本教程的开始,首先介绍“计算机网络”的基本概念,也就是要让大家明白,什么是“计

算机网络”。然后在此基础上,宏观介绍计算机网络的分类、组成,使大家对计算机网络有个基

本认识。

学完本章应掌握:

计算机网络的基本概念;

计算机网络的分类;

常见计算机网络的拓扑结构;

计算机网络的组成。

1.1计算机网络的基本概念

随着计算机应用的深入特别是家用计算机越来越普及一方面希望众多用户能共享信息

,,

资源另一方面也希望各计算机之间能互相通信个人计算机的硬件和软件配置一般都比较

,。

低其功能也有限因此要求大型或巨型计算机的硬件和软件资源以及它们所管理的信息资

,,,,

源能够为众多的微型计算机所共享以便充分利用这些资源基于这些原因促使计算机向网

,。,

络化发展将分散的计算机连接成网组成计算机网络计算机网络是现代通信技术与计算机

,,。

技术相结合的产物

。

1.1.1什么是计算机网络

计算机网络并没有一个严格的和权威的定义并且随着计算机网络的发展关于计算机

,。

网络的定义也在不断发展和完善目前比较认同的计算机网络的定义为计算机网络是将分

。,:

布在不同地理位置上的具有独立和自主功能的计算机终端及其附属设备利用通信设备和通

、,

信线路连接起来并配置网络软件如网络协议网络操作系统网络应用软件等以实现信息

,(、、),

交换和资源共享的一个复合系统图为计算机网络简单的示意图

。1-1。

从以上的定义可以看出计算机网络是建立在通信网络的基础之上是以资源共享和在线

,,

通信为基本目的利用计算机网络我们就不必花费大量的资金为每一位职员配置打印机因

。,,

为网络使共享打印机成为可能利用计算机网络不但可以利用多台计算机处理数据文档图

;,、、

像等各种信息而且可以和其他人分享这些信息如今从政府机关企事业单位到一个家

,。,、,

庭随处都可以看到网络的存在随处都可以享受到网络给生活带来的便利

,,。

1.1.2计算机网络的发展历史

计算机网络是计算机技术和通信技术相结合而形成的它们之间相互渗透相互促进通

,,。

2计算机网络

··

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图计算机网络示意图

1-1

信网络为计算机网络提供了信息传输的信道而计算机和计算机网络促进了通信技术的发展

,。

近几年来计算机网络发展非常迅速年前很少有人接触过网络但现在计算机网络已

,。20,,,

经成为社会结构的一个重要组成部分纵观整个计算机网络的发展到目前为止可以分为四

。,

个时期目前的计算机网络通常被称为第四代计算机网络不过第五代也就是通常所说的

。,,

下一代网络标准正在制定和部分实施中其中重要的一

“(NextGenerationNetwork,NGN)”,

点就是新一代的通信协议

IP———IPv6。

第一代计算机网络

1.

早期的计算机系统都是高度集中的即使是多终端系统都主要是用于科学计算的由于

,,,

没有与通信技术结合用户必须在计算中心或终端室使用很不方便

,,。

世纪年代美国半自动地面防空系统

2050,(Semi-AutomaticGroundEnvironment,

开始实现了计算机技术与通信技术的结合将远距离雷达和其他测控设备与计算机系

SAGE),

统连接起来将数据信息传至计算机系统由计算机进行处理和控制之后许多系统都将不

,,。,

同地理位置的多个终端通过通信线路连接到一台中心计算机以实现远程集中处理和控制

,。

这就产生了早期的计算机网络即具有通信功能的单计算机系统有时也称它为第一代计算机

,,

网络图为具有多重线路控制器的远程终端联机系统示意图

。1-2。

ModemModem

ModemModem

ModemModem

图具有多重线路控制器的计算机网络

1-2

随着远程终端的增多为了减轻主机的负担在其前端采用了前端处理机分工完

,,(FEP),

成通信控制任务而主机主要完成数据处理工作在前端处理机与终端之间采用高速线路集

,。、

线器和低速线路进行连接如图所示

,1-3。

第二代计算机网络

2.

第章计算机网络概论3

1··

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ModemModem

ModemModem

ModemModem

图采用和集线器的远程终端联机系统

1-3FEP

远程联机系统发展到一定阶段时计算机用户就会希望使用其他计算机系统上的资源同时

,,

拥有多台计算机的组织机构和大企业也希望各计算机之间可以进行信息的传输与交换于是在

。

世纪年代中后期出现了以资源共享为目的的多台主机互联的形态开始了计算机与计算

2060“”,

机之间的通信这是真正意义上的计算机网络通过在计算机和线路之间设置通信控制处理机

,。

的方式来提高系统的可靠性如图所示

(CommunicationControlProcessor,CCP),1-4。

H

T

H

CCP

TH

CCP

CCPT

T

CCP

CCP

H

H

图具有通信子网的计算机网络

1-4

主机终端通信控制处理机

H—Host();T—Terminal();CCP—。

这一阶段结构上的主要特点是以通信子网为中心多主机多终端年美国建成的

:,。1969

是这一阶段的典型代表在这种

ARPANET(AdvancedResearchProjectsAgencyNetwork)。

网络中主机之间不是直接用线路相连而是由接口报文处理器转接后互联和它

,,(IMP),IMP

们之间互联的线路一起负责主机间的通信任务构成通信子网互联通信子网的主机负责运行

,;

程序提供资源共享组成资源子网开始只有台主机相连世纪年代中

,,。ARPANET4,2070

后期已扩展到多台主机从欧洲到夏威夷跨越几乎半个地球随着越来越多的计算机与

100,,。

计算机网络加入到形成了当前全球最大的网络的雏形

ARPANET,Internet。

第三代计算机网络

3.

的成功运用极大地刺激了各大计算机公司对网络的热衷程度自世纪

ARPANET。2070

年代中期开始各大公司在宣布各自网络产品的同时也认识到了制定计算机网络体系结构和

,,

协议标准的重要性并纷纷推出了各自专用的网络体系结构标准提出了成套设计网络产品的

,,

概念例如公司于年率先提出了系统网络体系结构公司于

。,IBM1974“(SNA)”,DEC1975

年公布了分布式网络体系结构这个时期不断出现的各种网络产品极大地推动了

“(DNA)”。,

计算机网络的应用但是这些基于不同厂商专用网络体系结构的网络产品给不同网络间的

。,

互联带来了很大的不便并严重制约了计算机网络的进一步发展与应用解决这个问题的唯

,。

一出路就是走标准化的道路

。

4计算机网络

··

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网络体系结构和网络协议的标准化至少有两方面的好处一是有利于实现不同网络产品

:

之间的兼容性二是标准化所带来的开放性有利于加快计算机网络的开发与

(compatibility);

应用

。

鉴于这种情况国际标准化组织于年成立了专门的机构从事开放系统互联

,(ISO)1977“”

问题的研究目的是设计一个标准的网络体系模型年颁布了开放系统互联基本

,。1984,ISO“

参考模型这个模型通常被称作参考模型参考模型的提出对推动网络体系结构

”,OSI。OSI

理论的发展起了很大的作用并引导着计算机网络走向开放的标准化的道路同时也标志着

,、,

计算机网络的发展步入了成熟阶段

。

在参考模型的制定过程中伴随着的兴起越来越多的研究人员加入到与

OSI,Internet,

相关的协议的研究与开发中协议日趋成熟及成功推广促进了

InternetTCP/IP。TCP/IP,

的惊人发展而的发展又反过来扩大协议的应用范围在此大背景

Internet,InternetTCP/IP。

下等业界大公司纷