計算機網(wǎng)絡(luò)-中國鐵道出版社

計計計計計算算算算算機機機機機網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)絡(luò)絡(luò)絡(luò)

趙麗花樊俊青主編

劉新強王邠周平主審

中國鐵道出版社

年北京

2009·

內(nèi)容簡介

本書結(jié)合作者多年從事計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)管理與維護的經(jīng)驗按照知識

,“、

能力素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的目標系統(tǒng)全面地介紹了計算機網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)

、”,。

全書共分為章主要介紹計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識計算機網(wǎng)

8,、、

絡(luò)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)技術(shù)廣域網(wǎng)相關(guān)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)應(yīng)用技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)

、、、、Internet

維護與網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)技術(shù)等內(nèi)容在內(nèi)容組織上將計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識與實際應(yīng)

。,

用相結(jié)合使讀者能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)原理和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有比較直觀的認識具有較強的實用

,,

性全書圖文并茂并結(jié)合教材內(nèi)容為每個章節(jié)編寫了配套的習(xí)題方便學(xué)生課后

。,,,

總結(jié)和復(fù)習(xí)

。

本書強調(diào)基礎(chǔ)理論知識與實驗實訓(xùn)相結(jié)合使學(xué)生在了解計算機網(wǎng)絡(luò)基本理論

,、

基本知識的同時掌握網(wǎng)絡(luò)的組建網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理與配置互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的使用和配

,、、

置網(wǎng)絡(luò)基本維護等網(wǎng)絡(luò)操作技能

、。

本書不僅適合作為高職高專院校相關(guān)專業(yè)的教材而且可以供廣大的網(wǎng)絡(luò)愛好

,

者參考

。

圖書在版編目(CIP)數(shù)據(jù)

計算機網(wǎng)絡(luò)趙麗花樊俊青主編北京中國鐵道

/,—:

出版社.

,2009.8

ISBN978-7-113-09999-2

計趙樊計算機網(wǎng)絡(luò)高等

………

學(xué)校Ⅰ.技術(shù)學(xué)校Ⅱ.①教材②Ⅲ.-

:-Ⅳ.TP393

中國版本圖書館數(shù)據(jù)核字第號

CIP(2009)119523

書名:計算機網(wǎng)絡(luò)

作者:趙麗花樊俊青主編

責任編輯:朱雪玲電話:電子信箱:

封面設(shè)計:崔麗ianwu@

責任印制:郭向偉

出版發(fā)行:中國鐵道出版社北京市宣武區(qū)右安門西街號

(,)

網(wǎng)址:1000548

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印刷:htt北京市興順印刷廠p

版次:年月第版年月第次印刷

開本:2009812009印張81字數(shù)千

/::

書號:787mm×1092mm11619.25490

/·

定價:ISBN978-7-113-09999-2元TP3268

45.00

版權(quán)所有侵權(quán)必究

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,、、,。

電話市電路電發(fā)行部

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:(010)63549504(021)73187

前言

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為當前最為活躍的技術(shù)領(lǐng)域之一已被廣泛應(yīng)用于各個學(xué)

,

科政府企事業(yè)學(xué)校等各個部門和單位的計算機網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成為計算機發(fā)展的

。、

必然趨勢特別是技術(shù)的發(fā)展使其應(yīng)用領(lǐng)域更為廣泛因此計算機網(wǎng)絡(luò)

,IPv6,。,

課程不但是計算機網(wǎng)絡(luò)及其相關(guān)專業(yè)學(xué)生應(yīng)當重點學(xué)習(xí)和掌握的專業(yè)課程也

,,

是目前許多非計算機專業(yè)學(xué)生的必修課程之一熟悉和掌握計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已

。

經(jīng)成為大中專學(xué)生所必需的素質(zhì)

。

本書根據(jù)高職高專學(xué)生的特點在內(nèi)容組織上將計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識和實際

,

應(yīng)用相結(jié)合突出應(yīng)用性實踐性和可操作性理論知識以必需夠用為原則力求

,、,、,

使教材全面實用易于被學(xué)生接受和理解能夠?qū)W以致用在講解基本知識的同

、,,。

時介紹相應(yīng)知識在網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)中的具體應(yīng)用使學(xué)生能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)的

,、,

基本原理網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有一個直觀認識并能應(yīng)用到實際中去同時本書設(shè)計了與

、,。

教材配套的習(xí)題和實踐操作內(nèi)容以便于自學(xué)和增強實際操作能力

,。

本書共分為章根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)和接受能力教師可以適當調(diào)整教學(xué)學(xué)時

8,,。

全書由南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院趙麗花中國地質(zhì)大學(xué)樊俊青主編其中第

、。1、2、4

章由趙麗花編寫第章由樊俊青編寫第章由鄧建芳編寫第章由趙麗花馮

,3,5,6、

國良編寫第章由樊俊青施艷榮編寫第章由康瑞鋒編寫全書由西安鐵路

,7、,8。

職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉新強南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院王邠周平審定

、、。

西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院對本書的編寫和出版提出了

、

許多寶貴意見并給予了大力支持和幫助在此向他們表示衷心的感謝

,,。

由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅速加之作者水平有限時間倉促書中難免存在一些不

,,,

足與疏漏之處懇請廣大讀者批評指正提出寶貴意見和建議

。,。

作者

年月

20098

目錄

第1章計算機網(wǎng)絡(luò)概論…………

1

計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念…………………

1.11

計算機網(wǎng)絡(luò)的分類………………………

1.25

計算機網(wǎng)絡(luò)的組成………………………

1.39

習(xí)題……………

12

第2章數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識…………………

13

基本概念…………………

2.113

數(shù)據(jù)傳輸方式……………

2.214

數(shù)據(jù)交換技術(shù)……………

2.319

差錯控制技術(shù)……………

2.422

通信接口…………………

2.526

習(xí)題……………

29

第3章計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)…………………

31

計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念………

3.131

參考模型……………

3.2OSI34

體系結(jié)構(gòu)………………………

3.3TCP/IP37

習(xí)題……………

40

第4章局域網(wǎng)技術(shù)……………

42

局域網(wǎng)概述………………

4.142

局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)………………………

4.244

局域網(wǎng)的模型標準……………………

4.3、52

局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制…………………

4.454

局域網(wǎng)的組網(wǎng)設(shè)備………………………

4.557

以太網(wǎng)系列………………

4.664

令牌環(huán)網(wǎng)與………………………

4.7FDDI75

交換式以太網(wǎng)……………

4.877

虛擬局域網(wǎng)……………………

4.9(VLAN)92

無線局域網(wǎng)……………

4.10106

習(xí)題……………

110

第5章廣域網(wǎng)技術(shù)……………

112

廣域網(wǎng)概述……………

5.1112

2計算機網(wǎng)絡(luò)

··

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常用廣域網(wǎng)封裝協(xié)議…………………

5.2114

數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)……………………

5.3(DDN)118

綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)………………

5.4(ISDN)119

異步傳輸模式…………………

5.5(ATM)121

幀中繼…………………

5.6122

習(xí)題……………

123

第6章網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)…………

125

網(wǎng)絡(luò)層的功能…………

6.1125

協(xié)議…………………

6.2IP127

因特網(wǎng)控制消息協(xié)議………

6.3(ICMP)148

地址解析協(xié)議與反向地址解析協(xié)議………………

6.4(ARP)(RARP)157

路由與路由協(xié)議………………………

6.5160

路由器及其在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中的作用……………………

6.6190

下一代互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)際協(xié)議………

6.7IPv6201

傳輸層概述……………

6.8212

傳輸控制協(xié)議…………………

6.9(TCP)215

用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議……………

6.10(UDP)220

習(xí)題……………

223

第7章Internet的應(yīng)用………………………

226

概述…………

7.1Internet226

域名系統(tǒng)………………………

7.2(DNS)229

動態(tài)主機配置協(xié)議…………

7.3(DHCP)242

服務(wù)……………

7.4WWW249

服務(wù)………………

7.5FTP256

服務(wù)……………

7.6Telnet262

服務(wù)……………

7.7E-mail264

接入互聯(lián)網(wǎng)……………

7.8270

……………………

7.9VPN277

習(xí)題……………

280

第8章網(wǎng)絡(luò)維護與網(wǎng)絡(luò)安全…………………

282

網(wǎng)絡(luò)故障的一般分類…………………

8.1282

網(wǎng)絡(luò)故障檢測…………

8.2283

網(wǎng)絡(luò)故障排除…………

8.3287

常見網(wǎng)絡(luò)故障與排除實例……………

8.4291

網(wǎng)絡(luò)安全基本知識……………………

8.5295

防火墻基礎(chǔ)與配置……………………

8.6296

習(xí)題……………

300

參考文獻…………………………

301

第1章計算機網(wǎng)絡(luò)概論

作為本教程的開始,首先介紹“計算機網(wǎng)絡(luò)”的基本概念,也就是要讓大家明白,什么是“計

算機網(wǎng)絡(luò)”。然后在此基礎(chǔ)上,宏觀介紹計算機網(wǎng)絡(luò)的分類、組成,使大家對計算機網(wǎng)絡(luò)有個基

本認識。

學(xué)完本章應(yīng)掌握:

計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念;

計算機網(wǎng)絡(luò)的分類;

常見計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu);

計算機網(wǎng)絡(luò)的組成。

1.1計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念

隨著計算機應(yīng)用的深入特別是家用計算機越來越普及一方面希望眾多用戶能共享信息

,,

資源另一方面也希望各計算機之間能互相通信個人計算機的硬件和軟件配置一般都比較

,。

低其功能也有限因此要求大型或巨型計算機的硬件和軟件資源以及它們所管理的信息資

,,,,

源能夠為眾多的微型計算機所共享以便充分利用這些資源基于這些原因促使計算機向網(wǎng)

,。,

絡(luò)化發(fā)展將分散的計算機連接成網(wǎng)組成計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代通信技術(shù)與計算機

,,。

技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物

。

1.1.1什么是計算機網(wǎng)絡(luò)

計算機網(wǎng)絡(luò)并沒有一個嚴格的和權(quán)威的定義并且隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展關(guān)于計算機

,。

網(wǎng)絡(luò)的定義也在不斷發(fā)展和完善目前比較認同的計算機網(wǎng)絡(luò)的定義為計算機網(wǎng)絡(luò)是將分

。,:

布在不同地理位置上的具有獨立和自主功能的計算機終端及其附屬設(shè)備利用通信設(shè)備和通

、,

信線路連接起來并配置網(wǎng)絡(luò)軟件如網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件等以實現(xiàn)信息

,(、、),

交換和資源共享的一個復(fù)合系統(tǒng)圖為計算機網(wǎng)絡(luò)簡單的示意圖

。1-1。

從以上的定義可以看出計算機網(wǎng)絡(luò)是建立在通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)之上是以資源共享和在線

,,

通信為基本目的利用計算機網(wǎng)絡(luò)我們就不必花費大量的資金為每一位職員配置打印機因

。,,

為網(wǎng)絡(luò)使共享打印機成為可能利用計算機網(wǎng)絡(luò)不但可以利用多臺計算機處理數(shù)據(jù)文檔圖

;,、、

像等各種信息而且可以和其他人分享這些信息如今從政府機關(guān)企事業(yè)單位到一個家

,。,、,

庭隨處都可以看到網(wǎng)絡(luò)的存在隨處都可以享受到網(wǎng)絡(luò)給生活帶來的便利

,,。

1.1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史

計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合而形成的它們之間相互滲透相互促進通

,,。

2計算機網(wǎng)絡(luò)

··

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圖計算機網(wǎng)絡(luò)示意圖

1-1

信網(wǎng)絡(luò)為計算機網(wǎng)絡(luò)提供了信息傳輸?shù)男诺蓝嬎銠C和計算機網(wǎng)絡(luò)促進了通信技術(shù)的發(fā)展

,。

近幾年來計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展非常迅速年前很少有人接觸過網(wǎng)絡(luò)但現(xiàn)在計算機網(wǎng)絡(luò)已

,。20,,,

經(jīng)成為社會結(jié)構(gòu)的一個重要組成部分縱觀整個計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展到目前為止可以分為四

。,

個時期目前的計算機網(wǎng)絡(luò)通常被稱為第四代計算機網(wǎng)絡(luò)不過第五代也就是通常所說的

。,,

下一代網(wǎng)絡(luò)標準正在制定和部分實施中其中重要的一

“(NextGenerationNetwork,NGN)”,

點就是新一代的通信協(xié)議

IP———IPv6。

第一代計算機網(wǎng)絡(luò)

1.

早期的計算機系統(tǒng)都是高度集中的即使是多終端系統(tǒng)都主要是用于科學(xué)計算的由于

,,,

沒有與通信技術(shù)結(jié)合用戶必須在計算中心或終端室使用很不方便

,,。

世紀年代美國半自動地面防空系統(tǒng)

2050,(Semi-AutomaticGroundEnvironment,

開始實現(xiàn)了計算機技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合將遠距離雷達和其他測控設(shè)備與計算機系

SAGE),

統(tǒng)連接起來將數(shù)據(jù)信息傳至計算機系統(tǒng)由計算機進行處理和控制之后許多系統(tǒng)都將不

,,。,

同地理位置的多個終端通過通信線路連接到一臺中心計算機以實現(xiàn)遠程集中處理和控制

,。

這就產(chǎn)生了早期的計算機網(wǎng)絡(luò)即具有通信功能的單計算機系統(tǒng)有時也稱它為第一代計算機

,,

網(wǎng)絡(luò)圖為具有多重線路控制器的遠程終端聯(lián)機系統(tǒng)示意圖

。1-2。

ModemModem

ModemModem

ModemModem

圖具有多重線路控制器的計算機網(wǎng)絡(luò)

1-2

隨著遠程終端的增多為了減輕主機的負擔在其前端采用了前端處理機分工完

,,(FEP),

成通信控制任務(wù)而主機主要完成數(shù)據(jù)處理工作在前端處理機與終端之間采用高速線路集

,。、

線器和低速線路進行連接如圖所示

,1-3。

第二代計算機網(wǎng)絡(luò)

2.

第章計算機網(wǎng)絡(luò)概論3

1··

???????????????????????????????????????????

ModemModem

ModemModem

ModemModem

圖采用和集線器的遠程終端聯(lián)機系統(tǒng)

1-3FEP

遠程聯(lián)機系統(tǒng)發(fā)展到一定階段時計算機用戶就會希望使用其他計算機系統(tǒng)上的資源同時

,,

擁有多臺計算機的組織機構(gòu)和大企業(yè)也希望各計算機之間可以進行信息的傳輸與交換于是在

。

世紀年代中后期出現(xiàn)了以資源共享為目的的多臺主機互聯(lián)的形態(tài)開始了計算機與計算

2060“”,

機之間的通信這是真正意義上的計算機網(wǎng)絡(luò)通過在計算機和線路之間設(shè)置通信控制處理機

,。

的方式來提高系統(tǒng)的可靠性如圖所示

(CommunicationControlProcessor,CCP),1-4。

H

T

H

CCP

TH

CCP

CCPT

T

CCP

CCP

H

H

圖具有通信子網(wǎng)的計算機網(wǎng)絡(luò)

1-4

主機終端通信控制處理機

H—Host();T—Terminal();CCP—。

這一階段結(jié)構(gòu)上的主要特點是以通信子網(wǎng)為中心多主機多終端年美國建成的

:,。1969

是這一階段的典型代表在這種

ARPANET(AdvancedResearchProjectsAgencyNetwork)。

網(wǎng)絡(luò)中主機之間不是直接用線路相連而是由接口報文處理器轉(zhuǎn)接后互聯(lián)和它

,,(IMP),IMP

們之間互聯(lián)的線路一起負責主機間的通信任務(wù)構(gòu)成通信子網(wǎng)互聯(lián)通信子網(wǎng)的主機負責運行

,;

程序提供資源共享組成資源子網(wǎng)開始只有臺主機相連世紀年代中

,,。ARPANET4,2070

后期已擴展到多臺主機從歐洲到夏威夷跨越幾乎半個地球隨著越來越多的計算機與

100,,。

計算機網(wǎng)絡(luò)加入到形成了當前全球最大的網(wǎng)絡(luò)的雛形

ARPANET,Internet。

第三代計算機網(wǎng)絡(luò)

3.

的成功運用極大地刺激了各大計算機公司對網(wǎng)絡(luò)的熱衷程度自世紀

ARPANET。2070

年代中期開始各大公司在宣布各自網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的同時也認識到了制定計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和

,,

協(xié)議標準的重要性并紛紛推出了各自專用的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標準提出了成套設(shè)計網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的

,,

概念例如公司于年率先提出了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)公司于

。,IBM1974“(SNA)”,DEC1975

年公布了分布式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)這個時期不斷出現(xiàn)的各種網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品極大地推動了

“(DNA)”。,

計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用但是這些基于不同廠商專用網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品給不同網(wǎng)絡(luò)間的

。,

互聯(lián)帶來了很大的不便并嚴重制約了計算機網(wǎng)絡(luò)的進一步發(fā)展與應(yīng)用解決這個問題的唯

,。

一出路就是走標準化的道路

。

4計算機網(wǎng)絡(luò)

··

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網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的標準化至少有兩方面的好處一是有利于實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品

:

之間的兼容性二是標準化所帶來的開放性有利于加快計算機網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)與

(compatibility);

應(yīng)用

。

鑒于這種情況國際標準化組織于年成立了專門的機構(gòu)從事開放系統(tǒng)互聯(lián)

,(ISO)1977“”

問題的研究目的是設(shè)計一個標準的網(wǎng)絡(luò)體系模型年頒布了開放系統(tǒng)互聯(lián)基本

,。1984,ISO“

參考模型這個模型通常被稱作參考模型參考模型的提出對推動網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

”,OSI。OSI

理論的發(fā)展起了很大的作用并引導(dǎo)著計算機網(wǎng)絡(luò)走向開放的標準化的道路同時也標志著

,、,

計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展步入了成熟階段

。

在參考模型的制定過程中伴隨著的興起越來越多的研究人員加入到與

OSI,Internet,

相關(guān)的協(xié)議的研究與開發(fā)中協(xié)議日趨成熟及成功推廣促進了

InternetTCP/IP。TCP/IP,

的驚人發(fā)展而的發(fā)展又反過來擴大協(xié)議的應(yīng)用范圍在此大背景

Internet,InternetTCP/IP。

下等業(yè)界大公司紛