计算机网络原理与应用（第二版）

随着Internet的全球化普及和增值应用的爆炸式增长，计算机网络已应用于各行各业，当前以网络为核心的信息化时代已经到来。人们在网络中交流，在网络中学习，在网络中工作，在网络中交易，世界上最遥远的距离就是没有网络。“计算机网络”课程已不仅是计算机、通信工程、电子信息工程等专业本科生的必修课程，也正逐渐成为理工科各专业本科生的公共课程。

为了使学生全面掌握计算机网络的基本原理及应用技术，编者在长期讲授“计算机网络”课程及第一版教材的基础上，根据最新的“计算机网络”课程教学大纲编写了第二版教材，本书以计算机网络中最基础和最关键的问题为核心知识点，以Internet和成熟流行的网络技术为实例，讲解和分析计算机网络的基本原理、方法和技术精髓，尽可能为学生提供“保质期”较长的知识，从而使其具备深度学习和研究相关技术的能力。

此次再版保持了第一版的主要结构，同时根据近年来计算机网络技术的发展和作者的教学体会，对各章都更新了一些内容，删去部分陈旧内容，调整部分结构，修改部分文字，使其更能体现计算机网络的新发展，更能满足理工科各专业本科生的学习需要，同时也更便于老师组织教学。

全书共10章，第1章至第3章主要介绍计算机网络的基本概念、数据通信原理、计算机网络体系结构及协议等，该部分是后面各章的基础；第4章至第7章主要介绍局域网原理、局域网组网技术、网络操作系统、网络互联技术；第8章至第10章主要介绍广域网基础、Internet原理及应用、网络管理与网络安全。本书图文并茂，语言简明流畅、通俗易懂，理论与实践相得益彰，而且各章后面都附有小结和习题，适合教学使用。

本书主要由何小东编写，参与大纲讨论及部分章节编写的还有廖桂平、陈伟宏、严杰、梁小丽、曾志强、许苗华、孙俊、陈文义、牛铭诚，最后由何小东统稿。

编者在准备和写作本书过程中认真阅读了大量优秀的中外教材和文献，从中获得了很多启示，在此向所引用教材和文献的作者表示感谢。

由于时间仓促及编者水平有限，书中疏漏和不妥之处在所难免，敬请各位老师和广大读者不吝指正，编者E-mail：hxd2062@163.com。

编 者

2017年8月于长沙

中南林业科技大学

第二版前言
第一版前言

第1章 计算机网络概论 1
1.1 计算机网络的起源和演变 1
1.1.1 计算机网络的起源 1
1.1.2 计算机网络的演变 2
1.2 计算机网络的基本概念 3
1.2.1 计算机网络的概念 3
1.2.2 计算机网络的特点 4
1.3 计算机网络的分类 4
1.3.1 局域网和广域网 4
1.3.2 公用网和专用网 5
1.3.3 有线网和无线网 6
1.4 计算机网络的组成 6
1.4.1 网络的硬件组成 6
1.4.2 网络的软件组成 7
1.5 计算机网络的功能与服务 7
1.5.1 计算机网络的功能 7
1.5.2 计算机网络提供的服务 8
1.6 计算机网络拓扑结构 8
1.6.1 网络拓扑结构的定义 8
1.6.2 基本的网络拓扑结构 8
1.7 计算机网络的传输介质 11
1.7.1 有线传输介质 12
1.7.2 无线传输介质 18
1.8 计算机网络的发展 21
1.8.1 计算机网络在我国的发展 21
1.8.2 计算机网络的未来 21
本章小结 22
习题1 22
第2章 数据通信基础 23
2.1 通信的相关概念 23
2.1.1 通信系统模型 23
2.1.2 数据通信过程 24
2.1.3 通信系统技术指标 25
2.2 通信的基本方式 28
2.2.1 并行通信与串行通信 28
2.2.2 单工通信、半双工通信和
全双工通信 30
2.2.3 广播式通信与点到点式通信 31
2.2.4 基带通信与宽带通信 31
2.3 通信中的编码技术 32
2.3.1 编码的概念与类型 32
2.3.2 模拟数据的编码 34
2.3.3 数字数据的编码 36
2.4 同步技术与多路复用技术 39
2.4.1 同步技术 39
2.4.2 多路复用技术 41
2.5 数据交换技术 43
2.5.1 电路交换 44
2.5.2 存储－转发交换 45
2.5.3 快速分组交换 47
2.6 差错控制技术 48
2.6.1 差错产生的原因与类型 48
2.6.2 差错控制的方法 48
2.6.3 差错控制编码—检错码与纠错码 49
本章小结 52
习题2 52
第3章 计算机网络体系结构 54
3.1 网络体系结构及协议 54
3.1.1 问题的提出 54
3.1.2 体系结构及网络协议的概念 55
3.1.3 接口、实体与服务 57
3.2 开放系统互连参考模型 57
3.2.1 OSI/RM的结构 58
3.2.2 OSI/RM各层的基本功能 59
3.2.3 HDLC协议 64
3.3 基于OSI/RM体系结构的实例 66
3.3.1 Internet体系结构—
TCP/IP参考模型 66
3.3.2 局域网体系结构—
LAN参考模型 67
本章小结 69
习题3 69
第4章 局域网原理 70
4.1 局域网的分类与结构 70
4.1.1 局域网的特点与分类 70
4.1.2 局域网的体系结构 71
4.1.3 局域网的拓扑结构 72
4.2 局域网的工作原理 74
4.2.1 共享式局域网原理 74
4.2.2 以太网 75
4.2.3 交换式局域网原理 77
4.3 高速局域网 79
4.3.1 提高局域网速率的方法 79
4.3.2 高速以太网 80
4.3.3 其他类型高速局域网 82
4.4 虚拟局域网 84
4.4.1 虚拟局域网简介 84
4.4.2 虚拟局域网的实现 84
4.5 无线局域网 86
4.5.1 无线局域网简介 86
4.5.2 IEEE802.11标准 89
4.5.3 无线局域网的网络模型 91
4.5.4 无线局域网的应用前景 91
本章小结 92
习题4 92
第5章 局域网组网技术 93
5.1 局域网组网设备 93
5.1.1 网卡 93
5.1.2 集线器 96
5.1.3 交换机 97
5.1.4 调制解调器、打印机与电源 105
5.2 常用局域网组网方法 106
5.2.1 双绞线组网 106
5.2.2 光纤组网 107
5.3 结构化布线技术 109
5.3.1 结构化布线系统的构成 109
5.3.2 标准组网器件 111
5.3.3 TIA/EIA-568A/B标准 113
5.3.4 智能大楼简介 113
本章小结 115
习题5 115
第6章 网络操作系统 117
6.1 网络操作系统概述 117
6.1.1 网络操作系统的定义与分类 117
6.1.2 网络操作系统的功能 119
6.2 Novell NetWare系统 119
6.2.1 NetWare的特点与组成 119
6.2.2 NetWare的管理与服务 121
6.3 Windows 2000 Server系统 124
6.3.1 Windows 2000 Server的
特点与管理 124
6.3.2 DHCP和IIS服务的配置 126
6.4 UNIX操作系统 136
6.4.1 UNIX概述 136
6.4.2 UNIX的特点 137
6.5 Linux操作系统 138
6.5.1 Linux概述 138
6.5.2 Linux系统组成 139
6.5.3 Linux的不足与发展 140
6.5.4 Linux与UNIX的区别 140
本章小结 141
习题6 141
第7章 网络互联技术 142
7.1 网络互联概述 142
7.1.1 网络互联的动力与问题 142
7.1.2 网络互联的类型与层次 143
7.2 网络互联设备 146
7.2.1 中继器与网桥 146
7.2.2 路由器 149
7.2.3 网关 157
7.2.4 互联设备的选择 158
7.3 第三层交换技术 160
7.3.1 第三层交换技术概述 160
7.3.2 第三层交换技术及应用 161
本章小结 163
习题7 164
第8章 广域网概论 165
8.1 广域网概述 165
8.1.1 广域网的定义与拓扑结构 165
8.1.2 广域网提供的服务 166
8.2 广域网的组网 167
8.2.1 点对点式的连接 168
8.2.2 分组交换式的连接 168
8.3 典型广域网 168
8.3.1 公共交换电话网 169
8.3.2 X.25公用分组交换数据网 169
8.3.3 数字数据网（DDN） 171
8.4 虚拟专用网（VPN） 171
8.4.1 VPN概述 171
8.4.2 VPN的安全性 173
8.4.3 VPN解决方案 174
本章小结 175
习题8 175
第9章 Internet原理及应用 176
9.1 Internet的通行证—TCP/IP协议 176
9.1.1 TCP/IP基本概念及协议集 176
9.1.2 TCP/IP各层功能与协议 176
9.1.3 通信协议与服务端口 179
9.2 IP地址与域名系统 181
9.2.1 IP地址与子网掩码 181
9.2.2 域名系统（DNS） 184
9.2.3 网络地址转换（NAT） 187
9.2.4 IPv4协议 189
9.2.5 新一代IP协议—IPv6 190
9.2.6 ICMP协议 192
9.3 Internet概述 193
9.3.1 什么是Internet 193
9.3.2 Internet的组织与管理 193
9.3.3 我国的Internet 194
9.4 Internet接入技术 195
9.4.1 ISP及其作用 195
9.4.2 拨号接入 195
9.4.3 局域网接入 196
9.4.4 专线接入 197
9.4.5 光纤接入网技术 199
9.5 Internet提供的服务 202
9.5.1 WWW服务 202
9.5.2 HTTP的工作机制 204
9.5.3 FTP文件传输服务 204
9.6 InternetⅡ简介 205
9.6.1 NGI计划 205
9.6.2 InternetⅡ计划 206
本章小结 206
习题9 206
第10章 网络管理与网络安全 207
10.1 计算机网络管理 207
10.1.1 网络管理概述 207
10.1.2 网络管理模型 207
10.1.3 网络管理系统 210
10.1.4 网络管理的协议 212
10.1.5 常用网络管理系统 213
10.2 计算机网络安全 215
10.2.1 网络安全概述 215
10.2.2 数据加密机制 216
10.2.3 网络防火墙 218
10.2.4 网络病毒的防治 222
10.2.5 网络监听与扫描 224
10.2.6 入侵检测技术 225
本章小结 227
习题10 228
参考文献 229

1. 零基础玩转国产大模型DeepSeek [徐永冰 张帅 编著]
2. 网络工程师5天修炼（适配第6版考纲） [主编　朱小平 施游]
3. 信息系统项目管理师考试32小时通关（适用第4版考纲） [薛大龙]
4. 信息系统管理工程师考试32小时通关（适配第2版考纲） [薛大龙　刘伟]
5. 土木工程材料检测实训 [洪晓江 达则晓丽 钱波]
6. 科技信息检索与论文写作实用教程 [李振华]
7. 传统山水画论解读与实践 [陈钠 著]
8. Python数据库编程 [主编 殷树友 邢 翀]
9. 计算机基础实训指导 [主编 袁春萍 朱妮]
10. 嵌入式人工智能技术应用（数字教材） [主编 胡娜 杨国勇 晏廷荣]
11. Vienna整流器技术 [桂存兵 著]
12. 变频器与伺服应用 [陈刚 叶云飞]
13. 物联网工程设计与实践 [汤琳 李敏]
14. 炉边夜话——深入浅出话AI [汪建　著]
15. 电商运营与管理 [钟肖英 陈潇]
16. Java面向对象程序设计 [主编 姜春磊 陈虹洁]
17. 信息技术基础（Windows 10+WPS Office）（微课版） [主编　石利平　田辉平　谢盛嘉]
18. 人工智能应用 [主编　陈　萍　刘培培　陈孟军]
19. 大学生职业发展与就业指导 [主编　刘志坚]
20. 高级办公应用项目教程 [主编 屈晶 赵成丽]
21. 微信小程序开发项目实战（微课版） [主编 黄龙泉 郭峰 朱倩]
22. 企业档案工作实战宝典百问百答 [华俊 卢秀英 邵甜甜 著]
23. 计算机网络原理及应用 [主编 唐继勇 叶坤 孙梦娜]
24. 大学生创业基础 [主编 王丽莉 王 杨]
25. 船舶辅机 [主编 王连海 于洋 姜淑翠]
26. 大学生就业指导 [主编 王丽莉 董宴廷]
27. 系统架构设计师章节习题与考点特训 [主编 薛大龙 邹月平]
28. 高校学生工作探索与实践 [郭亮 著]
29. 大学生情商管理 [方雄 著]
30. 2023年长沙市会展业发展报告 [主编 周栋良]