計算機網絡基礎（微課版）

唐繼勇，男，碩士研究生，高級工程師，計算機網絡與信息安全研究方向，重慶電子工程職業學院網絡教研室主任、CCNA和TCSP認證講師、高級網絡工程師、中國計算機學會高級會員，國家重點建設專業信息安全技術及專業群申報的主研人員，國家級教學團隊網絡與信息安全教學團隊的核心成員，國家級精品課程網絡安全運行與維護精品課程建設主講人員，全國高職技能大賽信息安全技術應用、信息安全評估與管理（一等獎）及計算機網絡組建與安全維護（二等獎）賽項指導教師，公開出版教材《無線網絡技術》、《局域網組建技術》、《計算機網絡基礎》（獲教育部高職高專計算機教指委優秀教材獎）等6套。多年從事計算機網絡管理工作；參與多個重慶市科技攻關項目的研究，有較強的實際項目工作經驗。

目錄

模塊1　走進網絡精彩世界——計算機網絡概述　1

學習情景　1

學習提示　1

主題1　認識計算機網絡　2

學習目標　2

課前評估　2

1.1　信息交互方式概述　2

1.2　信息網絡交互的特點　3

1.3　計算機網絡的概念　3

動手實踐　研究網絡協作工具　5

課後檢測　5

主題2　計算機網絡的表示　6

學習目標　6

課前評估　7

1.4　計算機網絡拓撲結構的概念　7

1.5　計算機網絡拓撲結構的表示　7

1.6　計算機網絡拓撲結構的分類　9

動手實踐　繪制計算機網絡拓撲圖　10

課後檢測　12

主題3　計算機網絡的組成和分類　13

學習目標　13

課前評估　13

1.7　計算機網絡的物理構成　14

1.8　計算機網絡的邏輯組成　15

1.9　計算機網絡的分類　16

動手實踐　分析網絡結構　20

課後檢測　21

主題4　計算機網絡的發展和趨勢　22

學習目標　22

課前評估　22

1.10　計算機網絡的發展過程　23

1.11　計算機網絡的發展趨勢　24

動手實踐　獲得IT和網絡領域就業機會　25

課後檢測　26

拓展提高　互聯網發展留給人們的啟示　27

模塊2　規劃網絡宏偉藍圖——網絡體系結構　28

學習情景　28

學習提示　28

主題1　計算機網絡協議分層結構　29

學習目標　29

課前評估　29

2.1　層次結構　30

2.2　網絡協議及協議棧　30

2.3　計算機網絡體系結構　32

動手實踐　安裝並使用Wireshark　33

課後檢測　34

主題2　計算機網絡模型　35

學習目標　35

課前評估　36

2.4　OSI參考模型　36

2.5　TCP/IP模型　38

動手實踐　捆綁網絡協議　40

課後檢測　43

主題3　計算機網絡IP地址　44

學習目標　44

課前評估　44

2.6　IP地址編址方式　45

2.7　IP地址的分類　46

2.8　掩碼的作用　47

2.9　默認網關　48

2.10　IP地址的配置管理　48

動手實踐　計算網絡地址　49

課後檢測　50

拓展提高　借鑒互聯網發展成功的經驗　51

模塊3　構築網絡高速公路——數據通信基礎　52

學習情景　52

學習提示　52

主題1　數據通信方式　52

學習目標　52

課前評估　53

3.1　並行通信與串行通信　54

3.2　通信雙方的交互方向　55

3.3　異步傳輸與同步傳輸　56

動手實踐　網絡模擬器的基礎使用　58

課後檢測　60

主題2　常見傳輸介質　61

學習目標　61

課前評估　62

3.4　傳輸介質的特性　62

3.5　雙絞線　63

3.6　光纖　65

動手實踐　制作標準網線　67

課後檢測　68

主題3　數據編碼技術　69

學習目標　69

課前評估　70

3.7　基帶編碼　71

3.8　頻帶調制　72

動手實踐　研究傳輸速率指標　73

課後檢測　74

主題4　信道復用技術　75

學習目標　75

課前評估　75

3.9　頻分多路復用　76

3.10　時分多路復用　77

3.11　波分多路復用　78

動手實踐　網絡模擬器的高級使用　79

課後檢測　86

主題5　物理層接口標準　86

學習目標　86

課前評估　87

3.12　RS-232C接口標準簡介　87

動手實踐　實現電話撥號上網　89

課後檢測　90

主題6　寬帶接入技術　91

學習目標　91

課前評估　91

3.13　ADSL接入技術　92

動手實踐　使用ADSL接入Internet　94

課後檢測　97

拓展提高　數據通信系統中的“工程學”理念　97

模塊4　構建網絡共享平臺——局域網技術　99

學習情景　99

學習提示　99

主題1　局域網體系結構　101

學習目標　101

課前評估　101

4.1　局域網概述　102

4.2　以太網的發展　102

4.3　IEEE 802實現模型　103

動手實踐　研究局域網的發展　104

課後檢測　105

主題2　介質訪問技術　105

學習目標　105

課前評估　106

4.4　CSMA/CD協議　107

4.5　以太網網卡簡介　108

動手實踐　探索以太網沖突　109

課後檢測　110

主題3　幀格式與操作　110

學習目標　110

課前評估　111

4.6　MAC地址的基本概念　111

4.7　以太網幀結構　114

動手實踐　分析以太網幀　115

課後檢測　115

主題4　以太網技術　116

學習目標　116

課前評估　116

4.8　以太網的組網規範　117

4.9　快速以太網技術　118

4.10　1000Mbit/s以太網技術　119

4.11　10Gbit/s以太網技術　120

4.12　交換式以太網　120

動手實踐　探索交換式以太網的優勢　121

課後檢測　122

主題5　交換式局域網　122

學習目標　122

課前評估　123

4.13　交換機的工作原理　123

4.14　交換機數據轉發方式　124

4.15　交換機與集線器的區別　125

4.16　交換機的連接方式　125

動手實踐　演示交換機工作原理　126

課後檢測　127

主題6　虛擬局域網　128

學習目標　128

課前評估　128

4.17　沖突域與廣播域　129

4.18　虛擬局域網技術　131

動手實踐　使用VLAN隔離廣播域　132

課後檢測　133

主題7　無線局域網　134

學習目標　134

課前評估　134

4.19　無線局域網簡介　134

動手實踐　配置家庭無線局域網　137

課後檢測　139

拓展提高　獨步局域網領域的以太網　140

模塊5　擴展網絡立體空間——網絡互聯技術　141

學習情景　141

學習提示　141

主題1　網絡互聯　142

學習目標　142

課前評估　143

5.1　網絡互聯概述　143

5.2　IP簡介　144

5.3　ARP簡介　145

5.4　ICMP簡介　147

動手實踐　ping命令的使用　149

課後檢測　150

主題2　IP數據包格式　151

學習目標　151

課前評估　151

5.5　IP數據包　151

動手實踐　IP數據包的捕獲與分析　155

課後檢測　157

主題3　定長子網掩碼劃分方法　158

學習目標　158

課前評估　158

5.6　劃分子網　159

5.7　子網掩碼　160

5.8　定長子網掩碼劃分　161

動手實踐　設計子網劃分方案　163

課後檢測　163

主題4　可變長子網掩碼劃分方法　164

學習目標　164

課前評估　165

5.9　可變長子網掩碼的基本概念　165

5.10　網絡地址轉換技術　167

動手實踐　最大化利用IP地址資源　168

課後檢測　169

主題5　IPv6地址　170

學習目標　170

課前評估　170

5.11　IPv4的主要問題　171

5.12　IPv6的改進措施　171

5.13　IPv6的協議數據單元　172

5.14　IPv6地址表示　173

5.15　IPv6地址類型　174

動手實踐　配置IPv6地址　175

課後檢測　175

主題6　網絡互聯設備　176

學習目標　176

課前評估　177

5.16　路由器的基本概念　177

5.17　路由器的組成部件　178

5.18　路由器的工作原理　179

5.19　路由器的基本配置　181

動手實踐　路由器基礎配置　182

課後檢測　183

主題7　靜態路由配置　185

學習目標　185

課前評估　185

5.20　靜態路由　186

動手實踐　配置靜態路由　187

課後檢測　189

主題8　動態路由協議　190

學習目標　190

課前評估　190

5.21　動態路由協議概述　190

動手實踐　動態路由配置　195

課後檢測　195

拓展提高　互聯網尋址、路由體系面臨的挑戰　197

模塊6　續寫網絡美麗篇章——Internet的應用　198

學習情景　198

學習提示　198

主題1　傳輸層概述　199

學習目標　199

課前評估　199

6.1　傳輸層協議概述　199

動手實踐　netstat的使用　202

課後檢測　204

主題2　傳輸層協議　205

學習目標　205

課前評估　205

6.2　傳輸層的端口　206

6.3　傳輸控制協議　208

6.4　用戶數據報協議　210

動手實踐　分析TCP的3次握手過程　211

課後檢測　214

主題3　搭建網絡應用平臺　215

學習目標　215

課前評估　216

6.5　動態主機配置協議　216

6.6　Web服務　217

6.7　域名系統　219

動手實踐　構建網絡應用基礎平臺　221

課後檢測　223

主題4　網絡資源共享服務　225

學習目標　225

課前評估　225

6.8　電子郵件服務　225

6.9　文件傳送服務　226

6.10　遠程登錄服務　227

動手實踐　文件服務的配置與應用　228

課後檢測　230

拓展提高　計算機之間是如何通過互聯網傳輸信息的　231