本书采用项目驱动模式,从“项目导读”入手,使读者首先清楚本项目的知识背景及概况,然后展开相关知识的学习。主要的项目内容如下:计算机网络概述、计算机网络的协议与体系结构、网络传输控制、局域网技术、网络服务器的配置和管理、广域网技术、X.25 分组交换网技术、DDN 网络技术、帧中继网络技术、ATM 网络技术、计算机网络接入、无线网络技术、网络管理、网络安全、云计算运维管理。
本书内容由浅入深,可作为高校计算机相关专业,特别是网络工程、网络运维专业有关课程的教学用书,也可作为从事网络相关工作的专业技术人员作为参考资料。
本书从高职高专学生所必须具备的综合职业能力出发,结合实际工作的综合案例,从教学理论和教学方法着手,以真实的工作任务为载体,促使学生在做中学,教师在做中教,提供学生计算机操作能力、信息素养。充分培养学生先知其然,然后知其所以然,提高学生分析问题,解决问题,计算思维能力。达到“教、学、做”合一和以“工作任务”为导向目标学习。
本书以信息化、智慧城市建设发展为背景,重点介绍计算机网络的基本原理和技术,以简明、全面为特色安排全书内容,帮助读者轻松学习计算机网络的基本概念、计算机网络的体系结构、局域网技术、广域网技术、网络互联、网络管理、无线网络技术和网络安全、云计算等相关知识。以目前云计算自动化运维为技术背景,借鉴国内阿里云、腾讯云等众多数据中心相关运维中心,开发出了理实一体化的计算机网络基础运维实用教材。
计算机网络已成为计算机专业的一门核心课程,其任务是介绍计算机网络的原理与技术。本书以现代计算机网络为基础,以TCP/IP模型为线索,以Internet/Intranet为对象,全面系统地讲述计算机网络的基本原理、基本技术和系统组成;在内容选取上注重基础性、系统性、方向性、先进性和实用性,理论联系实际,努力反映现代计算机网络技术的最新发展。在文字表述上,力求条理清楚、概念准确、深入浅出、通俗易懂,尽量利用直观图形描述所讨论的问题。
本书的特点如下:
(1) 本书采用任务驱动、案例引导的写作方式,从工作过程出发,从项目出发,以现代办公应用为主线,通过“提出问题”“分析问题”“解决问题”“总结提高”四部分内容展开。突破传统以知识点的层次递进为理论体系的传统模式,将职业工作过程系统化,以工作过程为基础,按照工作过程来组织和讲解知识,培养学生的职业技能和职业素养。
(2) 本书根据读者的学习特点,通过案例适当拆分、知识点分类进行介绍。考虑到因学生基础参差不齐而给教师授课带来的困扰,本书在写作的过程中划分为多个任务,每一个任务又划分了多个小任务。以“做”为中心,“教”和“学”都围绕着“做”展开,在学中做,做中学,以便完成知识学习、技能训练,从而提高学生的自我学习、自我管理学习知识体系的能力。
(3) 本书体例采用项目、任务形式。每一个项目分解成若干个任务。教学内容从易到难、由简单到复杂,内容循序渐进。学生能够通过项目学习,完成相关知识的学习和技能的训练。本书每一个项目都基于企业工作过程,具有典型性和实用性。
(4) 本书采用项目任务式,增加了学习的趣味性、实用性,使学生能学以致用;可操作性强,保证每个项目/任务能顺利完成。本书的讲解贴近口语,让学生感到易学、乐学,在宽松的环境中理解知识、掌握技能。(5) 紧跟行业技能发展。计算机技术发展很快,本书着重于当前主流技术和新技术的讲解,与行业联系密切,使所有内容紧跟行业技术的发展。
本书符合高校学生认知规律,有助于实现有效教学、提高教学的效率、效益、效果。本书打破传统的学科体系结构,将各知识点与操作技能恰当地融入各个项目中,突出了现代职业教育产教融合的特征。
本书由具有多年企业网络管理经验的工程师及担任计算机网络基础的任课老师共同编写,由贾如春、张莉主编,并负责整本书规划及统稿,由朱伟华、陈富汉、何新洲、钮靖、陈军民、刘铭、何春元一起参与编写而成。
本书可作为本科及职业院校计算机相关专业,特别是网络工程、网络运维专业有关课程的教学用书,也可作为从事或即将从事网络运维工作的专业技术人员的技术培训或工作参考用书。
由于编写时间仓促,又因为计算机软硬件技术发展迅猛,所以书中有不足和疏漏之处在所难免,敬请广大读者批评指正,以便再版时修订,在此表示衷心的感谢。
编者
2017年4月
收起全部↑
项目1计算机网络概述1
1.1计算机网络简介2
1.1.1计算机网络的发展2
1.1.2计算机网络的功能和“互联网+”的特征3
1.1.3计算机网络的组成 5
1.1.4中国计算机网络的发展历程 5
1.1.5Internet 与Intranet6
1.2计算机网络的分类7
1.2.1按网络覆盖的地理范围分类7
1.2.2按网络的拓扑结构分类7
1.2.3按物理结构和传输技术分类10
1.2.4按传输介质分类 10
1.3数据通信13
1.3.1数据通信的基本概念14
1.3.2信号与信道 15
1.3.3数据传输17
1.3.4同步技术17
1.3.5编码与差错控制18
1.3.6多路复用21
1.4数据传输方式23
1.4.1单工、半双工和全双工23
1.4.2异步传输和同步传输23
1.4.3宽带传输、频带传输和基带传输 25
项目2计算机网络的协议与体系结构26
2.1网络体系结构概述26
2.1.1基本概念26
2.1.2协议分层28
2.1.3实体、协议、服务和服务访问点30
2.2ISO/OSI参考模型31
2.2.1OSI参考模型的概念312.2.2OSI参考模型的各个层33
2.3TCP/IP参考模型35
2.3.1TCP/IP参考模型及协议集35
2.3.2两种分层结构的比较37
2.4网络协议38
2.4.1NetBEUI协议38
2.4.2IPX/SPX协议39
2.4.3TCP/IP协议簇39
项目3网络传输控制45
3.1TCP协议45
3.1.1TCP协议的特点45
3.1.2TCP报文结构46
3.1.3TCP的流量控制49
3.1.4TCP的建链过程50
3.1.5TCP连接管理51
3.1.6有限状态机52
3.1.7TCP的可靠性控制55
3.1.8TCP的流量控制与拥塞控制56
3.1.9糊涂窗口综合征57
3.2IP协议58
3.2.1IP协议简介58
3.2.2IP地址59
3.2.3IP地址及子网61
3.2.4IP数据包报文结构61
3.2.5IP数据包选路64
3.2.6IP分片及重组66
3.2.7IP层协议67
3.2.8ping命令69
3.3UDP协议70
3.3.1UDP协议概述70
3.3.2UDP报文的结构 70
3.3.3UDP的特点71
3.3.4UDP的分段72
3.2.5UDP和TCP的对比72
项目4局域网技术74
4.1局域网概述74
4.1.1局域网的特点及功能74
4.1.2局域网的传输介质与传输形式76
4.2局域网体系结构78
4.2.1局域网参考模型78
4.2.2介质访问控制方式79
4.3局域网组网81
4.3.1以太网组网81
4.3.2高速局域网83
4.3.3虚拟局域网84
项目5网络服务器的配置和管理88
5.1安装与配置AD域89
5.1.1Windows的网络类型89
5.1.2活动目录90
5.1.3域控制器90
5.1.4域树90
5.1.5在新林中安装test.com域控制器91
5.1.6域组织单位与用户管理98
5.2DHCP服务104
5.2.1DHCP的基本概念104
5.2.2DHCP工作原理104
5.2.3DHCP服务器的安装106
5.2.4配置DHCP服务器108
5.3DNS服务111
5.3.1域名系统111
5.3.2因特网的域名结构112
5.3.3域名服务器113
5.3.4域名的解析过程113
5.3.5 DNS服务器的安装114
5.3.6DNS服务器的配置116
5.4Web服务120
5.4.1Web服务器的基本概念120
5.4.2安装Web服务器角色120
5.4.3配置Web服务器120
5.5FTP服务124
5.5.1FTP的基本概念124
5.5.2FTP工作模式与原理125
5.5.3FTP服务器的安装125
5.5.4FTP服务器的配置126
项目6广域网技术130
6.1广域网概述131
6.1.1广域网的基本概念131
6.1.2广域网链路连接方式133
6.2广域网协议140
6.2.1HDLC协议140
6.2.2PPP协议143
6.2.3X.25协议146
6.2.4帧中继148
6.3广域网接入技术152
6.3.1公共电话交换网152
6.3.2综合业务数字网153
6.3.3数字数据网154
6.3.4数字用户线155
6.3.5HFC157
6.3.6FTTX技术158
6.3.7SDH技术160
项目1计算机网络概述
项目导读
计算机网络是计算机技术和通信技术紧密结合的产物,它涉及计算机、通信等多个领域。计算机网络的诞生使计算机体系结构发生了巨大的变化,它在当今社会生活中起着非常重要的作用,并对人类社会的进步做出了巨大的贡献。从某种意义上讲,计算机网络的发展水平不仅反映一个国家的计算机科学和通信技术水平,而且还是衡量其国力及现代化程度的重要标志。
项目目标
知识目标:
了解计算机网络的发展历史。
了解计算机网络的功能和组成。
了解中国计算机网络的发展历程。
掌握计算机网络的拓扑结构及网络的分类。
理解数据通信的基本概念。
了解数据传输方式。
了解数据编码技术。
了解信道及其复用技术。
了解差错控制技术。
能力目标:
熟练掌握网络传输介质制作及选取方法等。
熟练掌握计算机网络的典型应用。
会分辨数据通信的概念和技术。
素质目标:
具有勤奋学习的态度,严谨求实、创新的工作作风。
具有良好的心理素质和职业道德素质。
具有高度责任心和良好的团队合作精神。
具有一定的科学思维方式和判断分析问题的能力。
具有较强的解决网络问题的能力。1.1计算机网络简介〖*2〗1.1.1计算机网络的发展当今社会已经进入网络时代,各行各业都和网络结下了不解之缘,学生可以通过网络进行网络考试,职员可以通过网络进行网络办公,居民可以通过网络进行网络购物,政府可以通过网络进行网络政务等,所有的这一切都离不开计算机网络的支持。
由于计算机和相关网络技术的不断发展,使得计算机网络从出现到现在已经经历了许多次重大的变化和发展。根据不同时期计算机网络的变化特点,可将其分为以下4个阶段。
1. 面向终端的第一代计算机网络
1946年世界上第一台计算机ENIAC问世。在最初的几年中,计算机因受价格和数量等多方面因素的制约,计算机之间并没有建立相互的联系。
直到1954年,随着收发器(transceiver)终端的研制成功,人们实现了将穿孔卡片上的数据通过电话线路发送到远程计算机。
之后,电传打字机也作为远程终端和计算机实现了相连,面向终端的第一代计算机网络就这样诞生了。它的主要形式是用一台主机通过电话线连接若干个远程的终端,但用户并不具备存储和处理能力。
2. 以ARPANET与分组交换技术为重要标志的第二代计算机网络
第二代计算机网络诞生于1969年。因为早先的第一代计算机网络是面向终端的,是一种以单个主机为中心的星形网络,所以各个终端都是通过通信线路来共享主机的硬件和软件资源。
第二代计算机网络则采用了更适合于数据通信的分组交换方式,以“通信子网”为中心,使多个主机与终端设备在通信子网的外围构成一个“用户资源子网”,如图11所示。