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高等院校計(jì)算機(jī)教育“十三五”應(yīng)用型規(guī)劃教材：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第二版） 
定 價(jià)：36 元 叢書名：高等院校計(jì)算機(jī)教育“十三五”應(yīng)用型規(guī)劃教材
9 7 2 8 4 7 1 1 9 1 5 3 7 
本書以典型的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為基礎(chǔ)，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本原理和關(guān)鍵實(shí)踐技術(shù)進(jìn)行了講解，略去了數(shù)據(jù)通信相關(guān)的內(nèi)容，學(xué)習(xí)重點(diǎn)突出，目的明確。具體內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述、網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、典型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、IP 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、交換技術(shù)、路由技術(shù)、典型的應(yīng)用層協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)安全等。
1 面向應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)要求編寫2 案例豐富，以典型的企業(yè)網(wǎng)架構(gòu)為基礎(chǔ)3 基本原理與協(xié)議實(shí)例相結(jié)合
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展至今，知識(shí)結(jié)構(gòu)和知識(shí)體系已經(jīng)很完整，國(guó)內(nèi)外也出版了眾多經(jīng)典的優(yōu)秀教材。在當(dāng)前國(guó)內(nèi)大力提倡培養(yǎng)雙創(chuàng)型人才的大環(huán)境下，對(duì)于應(yīng)用型本科高校，如何深入開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，進(jìn)一步提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量，值得深思。課程是人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)中基礎(chǔ)而重要的一環(huán)，就計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程而言，如何挖掘和凝練適用于應(yīng)用型本科高校的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教材的特色，值得探索與實(shí)踐。本書在調(diào)研當(dāng)前已有的經(jīng)典計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教材的基礎(chǔ)上，借鑒了華為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)認(rèn)證和思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)認(rèn)證相關(guān)教材的設(shè)計(jì)思路編寫而成。本書首先對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行了系統(tǒng)討論與分析；接著以典型的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為基礎(chǔ)，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的兩大關(guān)鍵技術(shù)交換技術(shù)和路由技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)而詳盡的介紹；后，分析了典型的應(yīng)用層協(xié)議，對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)兩種網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)進(jìn)行了概要性的介紹，為讀者學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)進(jìn)行了指引。與第一版教材相比，本版對(duì)于重點(diǎn)內(nèi)容適當(dāng)?shù)卦黾恿藢?shí)例分析，所有各章應(yīng)參考的RFC文檔和參考文獻(xiàn)也都盡可能地進(jìn)行了更新補(bǔ)充，更好地幫助讀者理解相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理；另外在第1 章增加了SDN、NFV 及未來網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容，幫助讀者對(duì)未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行探索與思考；在第4 章增加了ICMP 協(xié)議的介紹，補(bǔ)充了分布式進(jìn)程通信的概念；在第5 章增加了交換機(jī)的端口類型和鏈路類型的介紹；在第6 章增加了目前已經(jīng)比較成熟的MPLS 和組播技術(shù)；在第8 章增加了窄帶物聯(lián)網(wǎng)主流技術(shù)內(nèi)容，擴(kuò)展了物聯(lián)網(wǎng)的知識(shí)，使讀者了解物聯(lián)網(wǎng)目前的一個(gè)熱點(diǎn)，為讀者學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)指明一個(gè)方向。本書教學(xué)安排建議如下。章 節(jié) 內(nèi) 容 學(xué) 時(shí) 數(shù)第1 章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述 2第2 章 網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 4第3 章 典型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 4第4 章 IP 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 12第5 章 交換技術(shù) 8第6 章 路由技術(shù) 8第7 章 典型的應(yīng)用層協(xié)議 4第8 章 網(wǎng)絡(luò)新技術(shù) 4第9 章 網(wǎng)絡(luò)安全 2建議理論教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)：48 學(xué)時(shí)。建議實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)：12～18 學(xué)時(shí)。PREFACE 前言2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第二版）授課教師可根據(jù)教學(xué)需要適當(dāng)刪減內(nèi)容，也可根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，靈活增減各章的學(xué)時(shí)數(shù)。本書適合應(yīng)用型高校的網(wǎng)絡(luò)工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教材使用，也可以作為工程技術(shù)人員系統(tǒng)地學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的參考書。本書每章的開始都有教學(xué)提示和學(xué)習(xí)要求，后都配有習(xí)題，用來檢查和鞏固學(xué)習(xí)效果。此外，本書配備了多媒體課件，并按照省級(jí)精品資源共享課建設(shè)的要求，在參考了當(dāng)前幾大流行精品資源共享課的基礎(chǔ)上（中國(guó)大學(xué)MOOC、云路課堂在線學(xué)習(xí)平臺(tái)、愛課程在線學(xué)習(xí)平臺(tái)等），建設(shè)了在線課程學(xué)習(xí)平臺(tái)（ 網(wǎng)址： http://202.192.88.112:8081/G2S/Template/View.aspx?action=view&courseType=0&courseId=126），方便讀者學(xué)習(xí)。本書由鄒瑩、朱玲利、程小紅任主編，劉磊安、李天峰、倪宇、趙愛芹、張建明任副主編。全書由鄒瑩統(tǒng)稿。感謝石玉強(qiáng)教授、閆大順副教授、吳家培副教授、楊靈副教授給予的指導(dǎo)和各種不同形式的幫助。在本書的編寫過程中，參考了大量相關(guān)領(lǐng)域的經(jīng)典的優(yōu)秀教材，在此對(duì)相關(guān)作者表示誠(chéng)摯的感謝。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅速，知識(shí)更新很快，限于水平和時(shí)間，書中難免存在疏漏和不足之處，敬請(qǐng)讀者與同行批評(píng)指正。編者郵箱：blueleaf@126.com。編 者2018 年1 月
鄒瑩：就職于仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方向骨干教師，講師，長(zhǎng)期從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信、網(wǎng)絡(luò)安全等領(lǐng)域的教學(xué)和科研工作，研究方向是網(wǎng)絡(luò)空間安全、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。主講課程：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、路由與交換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、算法分析與設(shè)計(jì)等。朱玲利：碩士，講師，現(xiàn)在洛陽(yáng)師范學(xué)院信息技術(shù)學(xué)院任教，主要擔(dān)任Ｃ語(yǔ)言，Ｃ＃語(yǔ)言和SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)等課程的教學(xué)工作。研究方向，圖像處理，數(shù)據(jù)挖掘，曾在計(jì)算機(jī)科學(xué)，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造等國(guó)內(nèi)多個(gè)核心期刊上發(fā)表論文，參與編寫《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程》、《數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用》等多部教材。程小紅: 講師，研究生，計(jì)算機(jī)專職教師，咸陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院任教，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)方向，主授課程是《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》和《SQL數(shù)據(jù)庫(kù)》，副主編及參編教材6部，曾獲院級(jí)科研項(xiàng)目、說課大賽和職業(yè)技能競(jìng)賽優(yōu)秀指導(dǎo)教師等多項(xiàng)榮譽(yù)稱號(hào)，公開發(fā)表論文9篇，主持和參與院級(jí)5門精品課程建設(shè)工作。
第1 章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述............................ 1
1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展..............1 1.1.1 面向終端的計(jì)算機(jī) 網(wǎng)絡(luò)第一代計(jì)算機(jī) 網(wǎng)絡(luò).....................................1 1.1.2 分組交換網(wǎng)第二代 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò).........................2 1.1.3 標(biāo)準(zhǔn)化的計(jì)算機(jī) 網(wǎng)絡(luò)第三代 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò).........................4 1.1.4 Internet第四代 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò).........................4 1.1.5 SDN、NFV 及未來 網(wǎng)絡(luò).....................................5 1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能.........................6 1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義、組成與 分類................................................7 1.3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義..............7 1.3.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成..............7 1.3.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類..............8 1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)...................10 1.4.1 總線網(wǎng)絡(luò)...........................11 1.4.2 星狀網(wǎng)絡(luò)...........................11 1.4.3 環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)...........................12 1.4.4 樹狀網(wǎng)絡(luò)...........................12 1.4.5 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)...........................13 1.5 網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)...............................13 1.5.1 電路交換技術(shù)...................13 1.5.2 報(bào)文交換技術(shù)...................14 1.5.3 分組交換技術(shù)...................14 1.6 Internet 接入方式..........................15 1.6.1 電信網(wǎng)絡(luò)接入...................15 1.6.2 局域網(wǎng)接入.......................17 1.6.3 有線電視網(wǎng)接入...............17 小結(jié).......................................................18 習(xí)題.......................................................18 第2 章 網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議............19 2.1 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議.......................................19 2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的 基本概念.......................................20 2.2.1 郵政通信系統(tǒng)...................20 2.2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)........21 2.3 參考模型.......................................22 2.3.1 OSI 參考模型....................23 2.3.2 TCP/IP 參考模型...............25 2.3.3 OSI 參考模型和TCP/IP 參考模型的比較...............26 2.3.4 常用模型...........................27 2.3.5 面向連接服務(wù)與 無連接服務(wù).......................29 2.4 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化...................................29 2.4.1 電信領(lǐng)域有影響力的 組織...................................30 2.4.2 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域 有影響力的組織...............30 2.4.3 Internet 標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域 有影響力的組織...............30 小結(jié).......................................................31 習(xí)題.......................................................31 第3 章 典型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu).......................34 3.1 常見企業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu).......................34 3.2 傳輸媒介.......................................35 3.2.1 導(dǎo)引型傳輸媒介...............35 3.2.2 非導(dǎo)引型傳輸媒介............37 3.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備.......................................40 3.3.1 集線器...............................40 3.3.2 交換機(jī)...............................41 目錄 CONTENTS 2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第二版） 3.3.3 路由器...............................42 3.3.4 防火墻...............................43 3.3.5 無線接入點(diǎn).......................43 小結(jié).......................................................44 習(xí)題.......................................................44 第4 章 IP 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)................................. 45 4.1 數(shù)據(jù)傳輸過程...............................45 4.2 以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)...............................46 4.2.1 識(shí)別以太網(wǎng)幀...................48 4.2.2 以太網(wǎng)幀校驗(yàn)...................49 4.3 HDLC 協(xié)議....................................51 4.3.1 HDLC 協(xié)議相關(guān)概念.........51 4.3.2 HDLC 協(xié)議幀結(jié)構(gòu)............53 4.3.3 HDLC 協(xié)議的幀類型.........54 4.3.4 HDLC 協(xié)議工作實(shí)例.........55 4.3.5 HDLC 協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)............56 4.4 PPP 協(xié)議.......................................56 4.4.1 PPP 協(xié)議的組成................57 4.4.2 PPP 協(xié)議的幀結(jié)構(gòu)............57 4.4.3 PPP 協(xié)議的協(xié)商過程........58 4.4.4 PPP 協(xié)議身份 驗(yàn)證方式...........................59 4.5 IP 編址..........................................60 4.5.1 IP 地址的分類...................60 4.5.2 子網(wǎng)地址與子網(wǎng)掩碼........62 4.5.3 無類域間路由CIDR..........65 4.5.4 IP 報(bào)文結(jié)構(gòu)與 首部格式...........................67 4.6 NAT 技術(shù)......................................70 4.6.1 NAT 術(shù)語(yǔ)...........................70 4.6.2 NAT 實(shí)現(xiàn)方式...................71 4.6.3 NAT 實(shí)例分析...................71 4.7 ICMP 協(xié)議.....................................73 4.7.1 ICMP 報(bào)文格式.................73 4.7.2 ICMP 報(bào)文類型.................74 4.7.3 ICMP 的應(yīng)用.....................76 4.8 ARP 協(xié)議......................................78 4.8.1 ARP 數(shù)據(jù)包格式...............79 4.8.2 ARP 工作過程...................79 4.8.3 ARP 代理...........................81 4.8.4 免費(fèi)ARP...........................81 4.9 進(jìn)程通信與端口號(hào).......................82 4.9.1 進(jìn)程通信...........................82 4.9.2 端口號(hào)的分配方法............83 4.10 TCP 協(xié)議.....................................85 4.10.1 TCP 的數(shù)據(jù)報(bào)格式..........85 4.10.2 TCP 的連接管理..............88 4.10.3 TCP 的流量控制..............90 4.10.4 TCP 的計(jì)時(shí)器..................91 4.11 UDP 協(xié)議....................................92 4.12 下一代網(wǎng)際協(xié)議IPv6 .................93 4.12.1 IPv6 的首部.....................94 4.12.2 IPv6 尋址.........................95 4.12.3 IPv4 到IPv6 的 過渡技術(shù).........................96 小結(jié).......................................................97 習(xí)題.......................................................97 第5 章 交換技術(shù)......................................99 5.1 經(jīng)典局域網(wǎng)的交換技術(shù)................99 5.1.1 CSMA/CD 協(xié)議..................99 5.1.2 二進(jìn)制指數(shù)退避技術(shù)......101 5.2 擴(kuò)展局域網(wǎng).................................102 5.2.1 在物理層擴(kuò)展 以太網(wǎng).............................102 5.2.2 在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展 以太網(wǎng).............................103 5.3 生成樹協(xié)議.................................105 5.3.1 環(huán)路引起的問題.............105 5.3.2 生成樹協(xié)議的 工作原理.........................107 5.4 交換式以太網(wǎng).............................110 5.4.1 快速以太網(wǎng).....................110 5.4.2 千兆以太網(wǎng).....................111 5.4.3 萬兆以太網(wǎng).....................113 5.4.4 使用以太網(wǎng)寬帶接入......113 5.5 虛擬局域網(wǎng).................................114 3 目 錄 5.5.1 傳統(tǒng)局域網(wǎng)與虛擬 局域網(wǎng).............................114 5.5.2 VLAN 幀結(jié)構(gòu)..................115 5.5.3 VLAN 鏈路類型和 端口類型.........................116 5.5.4 VLAN 劃分方式..............119 小結(jié).....................................................120 習(xí)題.....................................................120 第6 章 路由技術(shù)................................... 122 6.1 路由選擇及分組轉(zhuǎn)發(fā).................122 6.1.1 路由選擇的標(biāo)準(zhǔn).............123 6.1.2 路由算法的分類.............124 6.2 路由算法.....................................124 6.2.1 優(yōu)化原則.....................124 6.2.2 短路徑算法.................125 6.2.3 距離矢量路由算法..........126 6.2.4 鏈路狀態(tài)路由算法..........130 6.3 內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議和外部 網(wǎng)關(guān)協(xié)議.....................................134 6.4 多協(xié)議標(biāo)簽交換.........................136 6.5 Internet 組播...............................138 小結(jié).....................................................140 習(xí)題.....................................................140 第7 章 典型的應(yīng)用層協(xié)議.................... 141 7.1 域名系統(tǒng).....................................141 7.1.1 域名系統(tǒng)概述.................141 7.1.2 因特網(wǎng)的域名空間..........142 7.1.3 域名服務(wù)器.....................144 7.1.4 域名解析的過程.............146 7.2 遠(yuǎn)程終端協(xié)議.............................148 7.2.1 Telnet 協(xié)議概述..............148 7.2.2 Telnet 協(xié)議基本 工作原理.........................149 7.2.3 Telnet 協(xié)議工作 過程.................................151 7.3 動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議.....................153 7.3.1 DHCP 報(bào)文類型..............153 7.3.2 DHCP 的工作流程...........154 7.3.3 DHCP 的報(bào)文格式...........155 7.4 文件傳輸協(xié)議.............................156 7.4.1 FTP 基本工作原理..........156 7.4.2 文件交換協(xié)議.................158 7.4.3 簡(jiǎn)單文件傳輸協(xié)議..........158 小結(jié).....................................................160 習(xí)題.....................................................160 第8 章 網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)................................161 8.1 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù).........................161 8.1.1 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的定義..........161 8.1.2 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的體系 結(jié)構(gòu)與參考模型.............162 8.1.3 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵 技術(shù).................................162 8.1.4 移動(dòng)IP 技術(shù)....................164 8.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù).................................165 8.2.1 物聯(lián)網(wǎng)的起源與 發(fā)展.................................165 8.2.2 物聯(lián)網(wǎng)的定義.................167 8.2.3 物聯(lián)網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)..........167 8.2.4 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)..........169 8.2.5 窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù).............174 小結(jié).....................................................176 習(xí)題.....................................................176 第9 章 網(wǎng)絡(luò)安全....................................177 9.1 網(wǎng)絡(luò)安全概述.............................177 9.2 加密技術(shù).....................................178 9.2.1 密碼學(xué)概述.....................179 9.2.2 對(duì)稱密鑰算法.................180 9.2.3 公鑰密碼算法.................181 9.2.4 密碼協(xié)議.........................181 9.3 VPN 技術(shù)....................................182 9.3.1 VPN 概述.........................183 9.3.2 VPN 的組網(wǎng)方式.............184 9.3.3 VPN 的體系結(jié)構(gòu).............185 9.3.4 VPN 的關(guān)鍵技術(shù).............186 4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第二版） 9.3.5 IPSec VPN .......................189 9.4 防火墻技術(shù).................................192 9.4.1 防火墻的設(shè)計(jì)策略..........193 9.4.2 包過濾技術(shù).....................194 9.4.3 代理服務(wù)技術(shù).................195 9.4.4 狀態(tài)監(jiān)視技術(shù).................196 9.5 入侵檢測(cè)技術(shù).............................197 9.5.1 入侵檢測(cè)的概念.............197 9.5.2 入侵檢測(cè)的分類.............199 小結(jié).....................................................201 習(xí)題.....................................................201 參考文獻(xiàn)...................................................202
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