內容簡介
本書根據教育部考試中心新頒布的考試大綱編寫,是教育部考試中心組織編寫的全國計算機等級考試係列教程之一。 本書內容精練、實用性強、敘述通俗、簡易可讀,每章之後都附有一定數量的習題,是參加四級網絡工程師考試者必備的教材。本書也可以作為大專院校非計算機專業的計算機入門參考書。
目錄
第1章 網絡技術基礎
1.1 計算機網絡的形成與發展
1.1.1 計算機網絡的發展階段
1.1.2 計算機網絡形成與ARPANET
1.1.3 Internet發展與信息高速公路建設
1.1.4 寬帶城域網與三網融閤技術發展
1.1.5 物聯網技術的形成與發展
1.1.6 網絡操作係統的發展
1.2 計算機網絡的基本概念
1.2.1 計算機網絡的定義
1.2.2 計算機網絡的分類
1.2.3 計算機網絡的拓撲結構
1.2.4 描述計算機網絡傳輸特性的參數
1.3 數據交換技術
1.3.1 綫路交換的概念
1.3.2 存儲轉發交換的概念
1.3.3 數據報交換與虛電路交換
1.4 網絡體係結構與網絡協議
1.4.1 網絡體係結構的概念
1.4.2 ISO/OSI參考模型
1.4.3 TCP/IP參考模型與協議
1.4.4 OSI參考模型與TCP/IP參考模型的比較
1.5 小結
第2章 局域網基礎
2.1 局域網的基本概念
2.1.1 局域網技術的發展
2.1.2 介質訪問控製方法的比較
2.1.3 以太網技術的發展
2.1.4 局域網參考模型與協議標準
2.2 共享介質局域網技術
2.2.1 Ethernet工作原理
2.2.2 Ethernet幀結構
2.2.3 Ethernet網卡與物理地址
2.2.4 Ethernet組網方法
2.3 交換式局域網與虛擬局域網
2.3.1 交換式局域網技術
2.3.2 虛擬局域網技術
2.4 高速局域網技術發展
2.4.1 Fast Ethernet
2.4.2 Gigabit Ethernet
2.4.3 10 Gigabit Ethernet
2.4.4 40 Gigabit Ethernet與100 Gigabit Ethernet
2.4.5 光以太網與城域以太網
2.5 無綫局域網技術
2.5.1 無綫局域網的發展
2.5.2 擴頻無綫局域網
2.5.3 無綫局域網協議標準
2.5.4 無綫局域網拓撲結構
2.5.5 無綫局域網工作原理
2.5.6 IEEE802.1 1幀結構
2.6 小結
第3章 Internet基礎
3.1 Intetrnet的構成
3.1.1 Internet的主要組成部分
3.1.2 Internet的接入方式
3.2 IP協議與IP層服務
3.2.1 IP互聯網的工作機理
3.2.2 IP服務
3.2.3 IP互聯網的特點
3.3 IP地址
3.3.1 IP地址的作用
3.3.2 IP地址的層次結構
3.3.3 IP地址的分類
3.3.4 IP地址的直觀錶示法
3.3.5 特殊的IP地址形式
3.3.6 子網編址
3.3.7 地址解析協議ARP
3.4 IP數據報
3.4.1 IP數據報的格式
3.4.2 IP封裝、分片與重組
3.4.3 IP數據報選項
3.5 差錯與控製報文
3.5.1 ICMP差錯控製
3.5.2 ICMP控製報文
3.5.3 ICMP請求/應答報文對
3.6 路由器與路由選擇
3.6.1 錶驅動IP選路
3.6.2 路由錶的建立與刷新
3.6.3 RIP協議與嚮量一距離算法
3.6.4 OSPF協議與鏈路一狀態算法
3.6.5 部署和選擇路由協議
3.7 組播技術
3.7.1 IP組播的概念和特點
3.7.2 組播技術基礎
3.8 IPv6協議
3.8.1 IPv4協議的局限性
3.8.2 IPv6地址
3.8.3 IPv6數據報
3.8.4 IPv6地址自動配置
3.9 TCP與UDP
3.9.1 端對端通信
3.9.2 傳輸控製協議TCP
3.9.3 用戶數據報協議UDP
3.1 0NAT的基本工作原理
3.1 0.1 為何使用網絡地址轉換?
3.1 0.2 NAT的主要技術類型
3.1 1小結
第4章 Internet基本服務
4.1 應用進程通信模型
4.1.1 客戶機/服務器模型
4.1.2 對等計算模型
4.2 域名係統
4.2.1 互聯網的命名機製
4.2.2 域名解析
4.2.3 對象類型與資源記錄
4.3 遠程登錄服務
4.3.1 遠程登錄協議
4.3.2 遠程登錄的工作原理
4.3.3 使用遠程登錄
4.4 FTP服務
4.4.1 FTP客戶機/服務器模型
4.4.2 FTP命令與響應
4.4.3 文件格式
4.4.4 用戶接口
4.4.5 FTP訪問控製
4.5 電子郵件係統
4.5.1 電子郵件係統的基本知識
4.5.2 電子郵件傳遞協議
4.5.3 電子郵件的報文格式
4.6 Web服務
4.6.1 Web的基本概念
4.6.2 Web係統的傳輸協議
4.6.3 Web係統的頁麵錶示方式
4.6.4 Web的安全性
4.7 小結
第5章 新型網絡應用
5.1 即時通信係統
5.1.1 即時通信係統模型
5.1.2 即時通信係統的主要通信模式
5.1.3 即時通信係統的通信協議
5.1.4 即時通信實例
5.2 P2P文件共享
5.2.1 P2P文件共享曆史
5.2.2 P2P文件共享的理論基礎
5.2.3 P2P文件共享實例
5.3 IPTV
5.3.1 IPTV係統
5.3.2 IPTV關鍵技術
5.3.3 IPTV係統實例
5.4 VoIP
5.4.1 VoIP應用方式
5.4.2 VoIP係統組成
5.4.3 實時媒體流傳輸協議RTP
5.4.4 VolP係統實例
5.5 網絡搜索技術
5.5.1 網絡搜索引擎
5.5.2 搜索引擎的主要組成
5.5.3 網絡搜索係統實例
5.6 小結
第6章 網絡管理與網絡安全
6.1 網絡管理技術
6.1.1 網絡管理的概念
6.1.2 網絡管理功能域
6.1.3 網絡管理係統
6.1.4 網絡管理協議
6.2 網絡安全的概念
6.2.1 網絡安全的重要性
6.2.2 網絡安全服務與法律法規
6.2.3 網絡安全研究的主要問題
6.2.4 網絡攻擊的主要類型
6.3 加密與認證技術
6.3.1 密碼體製的概念
6.3.2 對稱密碼體係
6.3.3 非對稱密碼體係
6.3.4 公鑰基礎設施PKI
6.3.5 數字簽名技術
6.3.6 身份認證技術發展
6.4 網絡安全協議
6.4.1 網絡安全協議的概念
6.4.2 網絡層安全與IPSec
6.4.3 傳輸層安全與SSL、TLS
6.4.4 應用層安全與PGP、SET
6.5 防火牆技術
6.5.1 防火牆的概念
6.5.2 包過濾路由器
6.5.3 應用級網關
6.5.4 防火牆係統結構
6.6 入侵檢測技術
6.6.1 入侵檢測的概念
6.6.2 入侵檢測方法
6.6.3 蜜罐係統的概念
6.7 惡意代碼與網絡防病毒技術
6.7.1 惡意代碼的演變
6.7.2 計算機病毒的概念
6.7.3 網絡蠕蟲的概念
6.7.4 特洛伊木馬的概念
6.7.5 垃圾郵件的概念
6.7.6 流氓軟件的概念
6.7.7 網絡防病毒技術
6.8 小結
附錄1 全國計算機等級考試四級計算機網絡考試大綱(2018年版)
附錄2 全國計算機等級考試四級計算機網絡樣捲及參考答案
精彩書摘
Internet主要由4部分組成:通信綫路、路由器、主機和信息資源。其中,通信綫路分為有綫綫路和無綫綫路兩大類,通常使用“數據傳輸速率”和“帶寬”來描述通信綫路傳輸能力。這些有綫的和無綫的通信綫路將Internet中的路由器、計算機等設備連接起來;路由器是網絡與網絡之間連接的橋梁,它的主要任務是進行路由選擇;主機是信息資源和服務的載體。在客戶機/服務器進程交互模型中,主機可以分為服務器和客戶機。在對等計算模型中,各個主機扮演的角色是相同的,地位是平等的;信息資源是用戶最為關注的問題之一。Internet上的信息資源種類極為豐富,如何較好地組織信息資源,使用戶方便、快捷地獲取信息資源一直是Internet的發展方嚮。
接入Internet的方式有多種,但用戶需要考慮接入性能、接入效率、接入費用等諸多問題。通過電話網接入可以充分利用已經普及的電話網絡,但需要將數據信號通過調製解調器轉換成語音模擬信號,傳輸速度較低;ADSL技術使用比較復雜的調製解調技術,可以在普通的電話綫路上進行高速的數據傳輸。ADSL將傳輸通路分為上行和下行兩個通道,上行和下行的數據傳輸速率可以不同。HFC接入技術可以充分利用有綫電視網絡,用戶通過CableModern將網絡或主機以高傳輸速率連入Internet;數據通信網的種類很多,追求高傳輸質量、高傳輸性能的用戶可以考慮這種方式。
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深入理解網絡基石,構築數字世界橋梁 ——《網絡通信原理與技術實戰》 在信息爆炸的時代,網絡已成為連接世界的神經係統,支撐著我們生活、工作和娛樂的方方麵麵。從簡單的信息傳遞到復雜的分布式係統,網絡通信的原理與技術是理解現代數字社會運行機製的核心。本書《網絡通信原理與技術實戰》,旨在為讀者提供一個全麵、深入且實用的網絡通信知識體係。我們不僅會探討網絡的理論基石,更會著重於實際應用中的關鍵技術與解決方案,幫助您構建堅實的網絡技術功底,迎接未來數字技術發展的浪潮。 第一部分:網絡世界的基石——原理與架構 本書的第一部分將從最基礎的網絡概念入手,逐步深入到構成現代網絡的關鍵原理與體係架構。 第一章:網絡通信的演進與分類 我們將迴顧網絡通信從早期簡單連接到如今復雜互聯的演進曆程,瞭解不同曆史時期關鍵技術突破的意義。在此基礎上,我們將對網絡進行多維度分類,例如按照覆蓋範圍(局域網LAN、城域網MAN、廣域網WAN)、傳輸介質(有綫、無綫)、拓撲結構(總綫型、星型、環型、網狀型)以及應用模式(客戶端/服務器、對等網絡P2P)等,幫助讀者建立對網絡多樣性的初步認識。這一章將為後續深入學習奠定宏觀視角。 第二章:OSI參考模型與TCP/IP協議棧——通信的通用語言 OSI(Open Systems Interconnection)七層參考模型是理解網絡分層思想的經典框架,我們將詳細剖析每一層的功能,包括物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、錶示層和應用層,並解釋它們之間的交互關係。在此基礎上,我們將重點介紹更貼近實際應用的TCP/IP協議棧,對比OSI模型,詳細講解IP(Internet Protocol)、TCP(Transmission Control Protocol)、UDP(User Datagram Protocol)、ARP(Address Resolution Protocol)等核心協議的功能、工作原理以及數據封裝與解封裝過程。理解這兩大模型是掌握網絡通信原理的基石。 第三章:數據鏈路層詳解——可靠傳輸的守護者 數據鏈路層負責在相鄰節點之間進行可靠的數據傳輸。本章將深入探討數據鏈路層的作用,包括幀的封裝與傳輸、物理地址(MAC地址)的尋址機製、差錯檢測與糾錯(如CRC校驗)、流量控製(如停止等待協議、滑動窗口協議)以及介質訪問控製(MAC)方法(如CSMA/CD、CSMA/CA)。我們將講解以太網(Ethernet)等常見數據鏈路層技術的工作細節,以及VLAN(Virtual Local Area Network)如何在物理網絡基礎上構建邏輯隔離的局域網。 第四章:網絡層探索——數據包的路由與尋址 網絡層是實現跨網絡通信的關鍵。本章將聚焦於網絡層的核心功能:邏輯尋址(IP地址)與路由選擇。我們將詳細講解IPv4和IPv6的地址結構、子網劃分(Subnetting)和無類域間路由選擇(CIDR)技術,以及IP數據包的格式與傳輸過程。重點將放在路由協議的原理,包括靜態路由與動態路由的區彆,以及RIP、OSPF、BGP等常用動態路由協議的工作機製,幫助讀者理解數據包如何在復雜的互聯網中找到最優路徑。 第五章:傳輸層保障——端到端通信的可靠性與效率 傳輸層是連接應用層與網絡層的橋梁,它負責在源主機和目標主機之間提供端到端的通信服務。本章將深入研究TCP和UDP兩種核心傳輸層協議。我們將詳細闡述TCP的可靠性機製,包括三次握手與四次揮手建立與斷開連接的過程、序號與確認機製、流量控製(滑動窗口)和擁塞控製(慢啓動、擁塞避免、快重傳、快恢復)等,以及TCP的端口號概念。同時,我們也會講解UDP的無連接、盡力而為的特性,適閤哪些應用場景,並對比TCP和UDP的優劣。 第六章:應用層協議——豐富多彩的網絡服務 應用層是用戶直接感知和交互的層麵,支撐著各種網絡應用。本章將介紹若乾最常用和最重要的應用層協議,包括HTTP(Hypertext Transfer Protocol)和HTTPS(HTTP Secure)在Web瀏覽中的作用,DNS(Domain Name System)如何將域名解析為IP地址,FTP(File Transfer Protocol)和SFTP(SSH File Transfer Protocol)用於文件傳輸,SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)、POP3(Post Office Protocol version 3)和IMAP(Internet Message Access Protocol)在電子郵件係統中的應用,以及DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)如何自動分配IP地址。理解這些協議是構建和使用網絡應用的基礎。 第二部分:網絡技術的實踐與安全——應用與挑戰 在掌握瞭網絡通信的基本原理後,本書的第二部分將轉嚮實際應用中的關鍵技術、網絡設備的配置與管理,以及網絡安全的重要性與防護策略。 第七章:網絡設備與連接——構建物理網絡 本章將介紹實現網絡連接所需的各種物理設備,包括集綫器(Hub)、交換機(Switch)、路由器(Router)、網卡(Network Interface Card)以及不同類型的網絡綫纜(如雙絞綫、光縴)。我們將詳細講解交換機的工作原理(MAC地址錶、轉發、過濾)、路由器的功能(包轉發、路由錶查找)以及它們在構建局域網和連接不同網絡中的作用。還會涉及無綫局域網(WLAN)的構成,如無綫接入點(AP)、無綫網卡和Wi-Fi標準。 第八章:網絡互聯與路由實現——連接世界 本章將深入探討不同網絡如何相互連接,以及路由器在其中扮演的關鍵角色。我們將講解網絡地址轉換(NAT - Network Address Translation)技術,它如何解決IPv4地址枯竭問題,以及NAT的各種類型(靜態NAT、動態NAT、PAT)。同時,我們將進一步探討路由錶的構建與更新,以及如何在實際網絡環境中配置靜態路由和常用的動態路由協議,例如在路由器上配置RIP、OSPF等,以實現復雜網絡環境下的數據包轉發。 第九章:網絡性能優化與故障排除 一個穩定高效的網絡是業務運行的保障。本章將探討網絡性能優化的常見方法,例如通過調整TCP參數、優化路由策略、使用負載均衡器來提升吞吐量和降低延遲。同時,我們將介紹常用的網絡故障診斷工具,如Ping、Traceroute、Netstat、Wireshark等,並演示如何利用這些工具來定位和解決常見的網絡問題,例如丟包、延遲高、連接中斷等,培養讀者的排查分析能力。 第十章:網絡安全基礎——防範數字威脅 網絡安全是現代網絡通信不可或缺的一環。本章將從基礎概念入手,介紹常見的網絡安全威脅,如病毒、蠕蟲、木馬、拒絕服務攻擊(DoS/DDoS)、SQL注入、跨站腳本攻擊(XSS)等。我們將講解防火牆(Firewall)的基本原理和工作模式,以及網絡訪問控製列錶(ACL)的應用。同時,我們會介紹加密技術在網絡通信中的作用,如SSL/TLS協議如何保障HTTPS通信的安全。 第十一章:高級網絡安全技術與實踐 在此基礎上,本章將進一步探討更高級的網絡安全技術。我們將介紹VPN(Virtual Private Network)技術,它如何實現安全遠程訪問和構建虛擬專用網絡。IDS(Intrusion Detection System)和IPS(Intrusion Prevention System)的工作原理和部署方式也將被闡述。最後,我們將討論網絡安全審計、安全策略製定以及應對新興網絡安全挑戰的策略,幫助讀者建立全麵的網絡安全意識和防護體係。 第十二章:未來網絡技術展望 技術日新月異,本章將對未來網絡技術的發展進行展望。我們將探討軟件定義網絡(SDN)、網絡功能虛擬化(NFV)等新興技術如何重塑網絡架構,以及雲計算、物聯網(IoT)、5G網絡等對網絡通信帶來的新機遇和新挑戰。最後,我們將簡要提及網絡智能化、邊緣計算等前沿方嚮,激發讀者對未來網絡世界的探索熱情。 本書特色: 理論與實踐深度融閤: 不僅講解網絡原理,更通過大量實例和應用場景,展示如何在實際工作中應用這些知識。 結構清晰,循序漸進: 從基礎概念到高級技術,邏輯嚴謹,便於讀者逐步掌握。 語言通俗易懂,避免晦澀: 盡量用清晰、準確的語言解釋復雜的概念,降低學習門檻。 關注前沿技術: 涵蓋瞭當前和未來網絡發展的重要方嚮,幫助讀者保持技術的前瞻性。 《網絡通信原理與技術實戰》將是您深入理解數字世界脈絡、掌握網絡核心技術的理想學習夥伴。無論您是計算機專業的學生,還是希望提升網絡技能的IT從業者,本書都將為您提供一條通往專業網絡工程師之路的清晰路徑。