《計算機網路實驗指導書》針對計算機網路基本原理中的重要的知識點，編者精心設計了六部分實驗項目：區域網路組建、區域網路作業系統、網路互聯、網路協定、網路安全與管理和綜合實驗。基本上覆蓋了計算機網路基本原理的主要內容和知識點，通過實際操作網路設備和模擬真實網路環境，提高學生的動手實踐能力。針對計算機網路基本原理中的重要的知識點，編者精心設計了六部分實驗項目：區域網路組建、區域網路作業系統、網路互聯、網路協定、網路安全與管理和綜合實驗。
基本信息
《計算機網路實驗指導書》【出版社】經濟科學出版社
【書號】9787505864962
【出版日期】2007年8月
【開本】16開
【版次】1-1
【所屬分類】計算機>計算機網路>計算機網路>綜合
前言
筆者作為一名長期從事計算機網路及相關課程教學並負責學校網路建設、管理的高校教師，在開始構思本書的內容時就一直在考慮這樣一個問題：如何用有限的課堂教學時間為學生系統地講授計算機網路的基本概念、基礎理論和基本套用？教材是教學過程中使用的主要資料，是教與學的主要內容依據，所以一本好的教材，應科學、合理地覆蓋本學科的知識，具有嚴謹的總體結構和章節安排，內容應詳略得當且能夠突出重點。同時，編寫教材的人員也應該注意本門課程與其他課程之間的聯繫，解決好課程之間的銜接。為此，筆者認為一本好的計算機網路教材對作者應有如下的要求：第一，應具備豐富的實踐經驗，對自己的專業有深刻的理解；第二，應具備豐富的教學經驗，能夠把握學生的學習規律，並力求能夠將深奧的理論敘述和講解簡單化；第三，應具備對知識的歸納和總結能力，並具有良好寫作功底，能夠將知識闡述得準確、清晰。一本好的教材必須是經過精心規劃和設計的，本書在出版前曾作為筆者所在學校計算機專業“計算機網路”課程的教材使用，在多年的教學過程中，筆者對書中的內容進行了多次調整和增減，去掉了一些過時的內容，增加了大量的新技術和新套用。
本書在內容和寫作上注意了以下幾點：第一，內容安排上參照了《中國計算機科學與技術學科教程2002》一書中擬定的“網路及其計算（NC）”的知識要點；第二，考慮到內容的系統性和完整性，仍然以OSI參考模型作為全書的結構框架，並充分考慮到TCP/IP體系結構的特點、技術和套用；第三，力求基本原理和與實際套用相結合。理論與實踐之間的相互脫節是目前許多計算機書籍普遍存在的缺點，也是急需解決的一個問題。針對這種現狀，本書力求通過對基本概念、基本原理的講解，指導讀者進行實際套用，通過精講一些實例使讀者加深對相關理論的理解；第四，使用大量的圖例來形象地表現一些較為深奧的理論知識。對於計算機網路教材來說，圖例是最直觀、最容易讓讀者理解的知識表現形式。
本書內容分為9章。第1章為計算機網路基礎知識，主要介紹計算機網路的產生、發展過程及目前的主要套用領域；第2章為數據通信技術，它是計算機網路及相關專業課程學習的理論基礎，也是指導實踐的依據和標準；第3章為OSI參考模型，它是網路軟、硬體系統設計和管理的理論基礎；第4章為網路傳輸介質，主要介紹目前廣泛套用的光纖和雙絞線等有線介質的性能，同時對無線通信介質也作了系統講解；第5章為網路互聯設備，分別對比分析了中繼器與集線器、網橋與交換機、路由器與網關的功能特點；第6章為區域網路，以IEEE802標準為主，系統介紹了區域網路的相關技術和套用特點；第7章為廣域網，介紹了廣域網的特點和主要套用；第8章為Internet與TCP/IP體系。在介紹了Internet和TCP/IP體系結構後，主要介紹IP位址的管理方法；第9章為網路管理和安全，介紹目前區域網路和廣域網的管理模型及相關的安全技術。
在本書編寫過程中，得到了筆者家人及很多同事的支持和幫助，藉此機會向他們表示衷心的感謝！由於筆者水平所限，書中難免還會存在一些缺點和錯誤，殷切希望廣大讀者批評指正，筆者的E-mail為[email protected]。另外，與該書配套的《計算機網路實驗指導書》也同時在清華大學出版社出版。
章節
第1章計算機網路概述11.1計算機網路的產生和發展1
1.1.1面向終端的第一代計算機網路1
1.1.2以分組交換為核心的第二代計算機網路3
1.1.3以OSI為核心的第三代計算機網路4
1.1.4以高速和多媒體套用為核心的第四代計算機網路4
1.2計算機網路的概念5
1.2.1什麼是計算機網路5
1.2.2計算機網路與在線上多用戶系統6
1.2.3計算機網路與分散式計算機系統7
1.3計算機網路的分類7
1.3.1按連線範圍分類7
1.3.2按使用範圍分類9
1.4計算機網路的拓撲結構9
1.4.1區域網路的拓撲結構9
1.4.2廣域網的拓撲結構12
1.5網路的標準化及其組織13
1.5.1電信領域最具影響的組織——國際電信聯盟（ITU）14
1.5.2國際標準領域最具影響的組織——國際標準化組織（ISO）15
1.5.3網際網路標準領域最具影響的組織——網際網路工程任務組（IETF）16
1.6我國計算機網路的發展17
1.6.1我國計算機網路的建設過程17
1.6.2金字工程18
1.6.3我國的四大網際網路19
習題21
第2章數據通信技術22
2.1數據及其表現形式22
2.1.1信息、數據、信號和信道22
2.1.2數位訊號和模擬信號23
2.2數據通信模型24
2.2.1數據通信的過程25
2.2.2數據通信的特點26
2.2.3數據通信系統的基本模型26
2.2.4數據電路連線方式27
2.3傅立葉級數與信道特性28
2.3.1傅立葉級數28
2.3.2頻寬30
2.3.3誤碼率32
2.3.4信道延遲32
2.4信號傳輸方式32
2.4.1基帶傳輸33
2.4.2頻帶傳輸33
2.4.3寬頻傳輸33
2.5數據編碼技術34
2.5.1數位訊號的基本表示方式34
2.5.2數據信號的特點35
2.5.3數位訊號的編碼36
2.5.4數位訊號的調製39
2.5.5模擬信號的解調41
2.6數據傳輸方式43
2.6.1並行傳輸和串列傳輸43
2.6.2同步傳輸與異步傳輸43
2.6.3單工、半雙工和全雙工通信45
2.7信道復用技術46
2.7.1頻分復用47
2.7.2時分復用48
2.7.3波分復用49
2.7.4碼分復用50
2.8數據交換技術52
2.8.1電路交換52
2.8.2報文交換53
2.8.3分組交換54
2.8.4電路交換、報文交換及分組交換的比較55
2.9介質訪問控制（MAC）技術57
2.9.1隨機訪問（ALOHA）57
2.9.2載波監聽多路訪問（CSMA）61
2.9.3載波監聽多路訪問/衝突檢測（CSMA/CD）62
2.9.4令牌傳遞（TokenPassing）64
2.10差錯控制方法66
2.10.1熱噪聲與差錯的產生66
2.10.2差錯控制方法67
2.10.3奇偶校驗碼68
2.10.4海明碼70
2.10.5循環冗餘校驗71
習題74
第3章OSI參考模型75
3.1OSI參考模型的分層特徵75
3.1.1 OSI參考模型的分層特點75
3.1.2OSI參考模型的上下層劃分76
3.1.3數據的封裝與解封77
3.2物理層81
3.2.1物理層的概念81
3.2.2物理層的功能81
3.2.3物理層的特徵和標準83
3.2.4常用的幾種物理層標準介紹85
3.3數據鏈路層90
3.3.1數據鏈路層的概念91
3.3.2數據鏈路層的功能92
3.3.3數據單元93
3.3.4通信控制規程（面向字元型和面向比特型）95
3.3.5停止等待協定96
3.3.6連續ARQ協定和滑動視窗98
3.3.7選擇重傳ARQ協定102
3.3.8面向比特型的通信控制規程HDLC103
3.3.9點對點協定PPP107
3.4網路層109
3.4.1網路層的概念110
3.4.2網路層提供的服務——數據報與虛電路服務110
3.4.3路由選擇114
3.4.4流量控制119
3.4.5網路層協定121
3.5傳輸層122
3.5.1傳輸層的概念122
3.5.2傳輸層提供的服務123
3.5.3服務質量125
3.5.4傳輸層協定等級125
3.5.5傳輸服務原語126
3.6會話層126
3.6.1會話層的概念126
3.6.2會話層管理127
3.6.3OSI會話服務128
3.7表示層128
3.7.1表示層的概念129
3.7.2表示層的功能129
3.7.3抽象語法標記1（ASN.1）130
3.8套用層130
3.8.1套用層的概念130
3.8.2套用層功能和模型131
3.8.3套用層服務舉例132
習題134
第4章網路傳輸介質136
4.1雙絞線136
4.1.1雙絞線的組成和結構136
4.1.2禁止雙絞線和非禁止雙絞線的區別138
4.1.3雙絞線的類別和套用138
4.2同軸電纜140
4.2.1同軸電纜的結構140
4.2.2基帶同軸電纜141
4.2.3寬頻同軸電纜142
4.3光纖144
4.3.1光纖的通信原理144
4.3.2光纖的分類和特點145
4.3.3光纖通信的特點146
4.4無線傳輸介質147
4.4.1電磁波的頻譜及其在通信中的套用147
4.4.2無線電傳輸148
4.4.3微波傳輸149
習題150
第5章網路互聯設備152
5.1網卡152
5.1.1網卡的組成及作用152
5.1.2網卡的分類、物理參數及其特點153
5.1.3網卡技術參數155
5.2中繼器與集線器156
5.2.1中繼器的功能和特點156
5.2.2集線器的功能和特點156
5.2.3集線器在網路中的互聯方式158
5.3網橋與交換機159
5.3.1網橋的功能和特點159
5.3.2網橋的工作過程160
5.3.3交換機的工作原理163
5.3.4交換機的學習過程165
5.3.5交換機的數據轉發和過濾過程168
5.3.6多層交換技術169
5.4路由器和網關171
5.4.1路由器的基本功能171
5.4.2路由協定173
5.4.3路由器的分類及其特點174
5.4.4路由器的套用特點175
5.4.5網關176
5.5數據機177
5.5.1數據機的工作原理177
5.5.256kbit/s數據機技術179
5.5.3撥號接入方式180
習題182
第6章區域網路183
6.1區域網路概述183
6.1.1區域網路的拓撲結構和傳輸介質183
6.1.2區域網路的工作模式184
6.2區域網路體系結構185
6.2.1IEEE802參考模型185
6.2.2IEEE802標準的內容187
6.2.3邏輯鏈路控制子層188
6.2.4介質訪問控制子層191
6.3IEEE802.3標準系列和乙太網192
6.3.1IEEE802.3標準與10Mbit/s乙太網192
6.3.2IEEE802.3u和IEEE802.12標準與100Mbit/s乙太網196
6.3.3IEEE802.3z和IEEE802.3ab標準與1000Mbit/s乙太網198
6.3.4IEEE802.3ae標準與10Gbit/s乙太網199
6.4令牌網200
6.4.1IEEE802.4標準令牌匯流排網200
6.4.2IEEE802.5標準令牌環網202
6.4.3乙太網、令牌匯流排網與令牌環網的比較205
6.5光纖分散式數據接口（FDDI）206
6.5.1FDDI環網的工作特點206
6.5.2FDDI的幀結構207
6.5.3FDDI的物理層規範208
6.6IEEE802.11無線區域網路209
6.6.1無線區域網路概述209
6.6.2無線區域網路的拓撲結構211
6.6.3無線區域網路關鍵技術213
6.6.4IEEE802.11標準及特點215
6.7虛擬區域網路（VLAN）219
6.7.1VLAN的概念219
6.7.2VLAN的套用特點220
6.7.3VLAN的實現方式222
6.7.4VLAN的鏈路類型223
6.8區域網路作業系統226
6.8.1網路作業系統概述226
6.8.2網路作業系統的特點227
6.8.3網路作業系統的工作模式227
6.8.4主流區域網路作業系統功能簡介229
6.8.5多重網路環境233
習題234
第7章廣域網236
7.1廣域網概述236
7.1.1廣域網與區域網路的區別236
7.1.2廣域網的組成及工作特點237
7.1.3廣域網中網路層所提供的服務類型238
7.2廣域網中的路由選擇239
7.2.1廣域網交換機中的路由表239
7.2.2廣域網路由的表示方法241
7.2.3廣域網中的默認路由242
7.3廣域網中的路由選擇機制243
7.3.1路由選擇的實現與要求243
7.3.2廣域網中的路由選擇與流量控制244
7.4公共交換電話網（PSTN）245
7.4.1公共交換電話網的基本組成245
7.4.2本地迴路247
7.4.3信令系統248
7.5X.25公用數據網251
7.5.1X.25概述252
7.5.2X.25的接口規範252
7.5.3X.25網路提供的虛電路服務254
7.5.4X.25網路提供的字元方式終端連線255
7.6幀中繼（FR）256
7.6.1幀中繼與X.25的異同256
7.6.2幀中繼的體系結構和虛電路服務258
7.6.3幀中繼的幀格式260
7.6.4幀中繼的套用262
7.7綜合業務數字網（ISDN）和異步傳輸模式（ATM）263
7.7.1ISDN的定義及特性263
7.7.2窄帶ISDN的接口及配置264
7.7.3寬頻ISDN及其信息傳送方式267
7.7.4ATM的基本概念268
7.7.5ATM的協定模型270
7.7.6ATM的物理層271
7.7.7ATM層272
7.7.8ATM適配層275
7.7.9ATM的高層276
習題277
第8章Internet和TCP/IP體系279
8.1Internet的基本概念279
8.1.1什麼是Internet279
8.1.2Internet的產生和發展280
8.1.3Internet的組織與管理281
8.2 Internet的體系結構與組成282
8.2.1Internet的結構282
8.2.2Internet的組成283
8.2.3Internet的通信協定284
8.3TCP/IP體系與OSI參考模型285
8.3.1TCP/IP體系286
8.3.2TCP/IP與OSI之間的關係286
8.4TCP/IP體系的網際層及其協定287
8.4.1網際協定（IP）288
8.4.2Internet控制報文協定291
8.4.3地址解析協定296
8.4.4反向地址解析協定（RARP）298
8.4.5動態主機配置協定298
8.5TCP/IP體系的傳輸層及其協定300
8.5.1連線埠的概念和作用301
8.5.2套接字的概念和作用303
8.5.3用戶數據報協定（UDP）304
8.5.4傳輸控制協定（TCP）305
8.6 TCP/IP體系的套用層及其協定310
8.6.1全球資訊網（WWW）310
8.6.2檔案傳輸協定（FTP）312
8.6.3簡單檔案傳輸協定（TFTP）313
8.6.4簡單網路管理協定（SNMP）313
8.6.5域名系統（DNS）314
8.6.6遠程登錄（Telnet）319
8.7IP位址的分配和管理321
8.7.1網路地址與主機地址322
8.7.2IP位址的分類323
8.7.3掩碼的概念和作用326
8.7.4子網掩碼的概念、作用和確定方法326
8.7.5IP位址的幾種特殊情況328
8.7.6子網劃分實例介紹329
8.7.7可變長度子網掩碼VLSM331
8.8下一代網際協定IPv6332
8.8.1IPv6的特點332
8.8.2IPv6數據報的格式333
8.8.3IPv6的編址方式334
8.8.4從IPv4到IPv6時兼容問題336
習題337
第9章網路管理與安全338
9.1網路管理概述338
9.1.1網路管理的基本內容338
9.1.2網路管理服務的層次劃分339
9.1.3網路管理系統的模型339
9.2網路管理的功能341
9.2.1故障管理342
9.2.2配置管理342
9.2.3性能管理343
9.2.4計費管理344
9.2.5安全管理344
9.3網路管理的體系結構345
9.3.1公共管理信息協定（CMIP）345
9.3.2簡單網路管理協定（SNMP）346
9.3.3基於Web的網路管理（HTTP）348
9.3.4桌面管理任務組（DMTF）349
9.4計算機網路安全概述350
9.4.1網路安全的概念350
9.4.2網路安全威脅的類型350
9.4.3網路安全控制措施352
9.5防火牆技術及套用354
9.5.1防火牆的功能354
9.5.2防火牆的基本類型355
9.5.3防火牆在網路中的套用357
9.6數據加密技術358
9.6.1數據加密的概念358
9.6.2對稱加密359
9.6.3非對稱加密361
9.6.4數字簽名362
9.6.5報文鑑別363
9.6.6密鑰的管理365
9.7其他網路安全技術介紹366
9.7.1公開密鑰基礎設備（PKI）體系結構366
9.7.2安全電子交易（SET）協定367
9.7.3安全套接層（SSL）協定367
9.7.4網路層安全協定棧IPsec368
9.7.5虛擬專用網VPN368
習題370
參考文獻371
