課程結(jié)構(gòu)靈活

教學(xué)內(nèi)容實用

教學(xué)資源豐富

教學(xué)可操作性強

互聯(lián)網(wǎng)已走過半個多世紀(jì)的歷程，深刻改變了人們的政治、經(jīng)濟、文化、教育和生活的方方面面。目前，新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式層出不窮，云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等新技術(shù)與各行各業(yè)跨界融合，計算機網(wǎng)絡(luò)迎來了更加廣闊的發(fā)展空間。與此同時，社會對計算機網(wǎng)絡(luò)人才的需求越來越迫切，需要越來越多掌握計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識的人。“計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)”已成為當(dāng)代大學(xué)生的一門重要課程。建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強國已成為中國的重大戰(zhàn)略決策之一，而建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強國必須培養(yǎng)大批的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)精英，需要大力普及網(wǎng)絡(luò)知識和技能，“計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)”課程在這一方面應(yīng)該發(fā)揮重要的作用。

為了幫助讀者掌握計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識和技術(shù)，編者編寫了《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》（教育部高等學(xué)校高職高專計算機類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會優(yōu)秀教材）。然而，技術(shù)發(fā)展十分迅速，教材建設(shè)也需與時俱進，才能適應(yīng)形勢發(fā)展。在前書的基礎(chǔ)上，本教材的編寫特別注重以下幾個方面（也是本教材的主要特色）：

（1）模塊化設(shè)計，教學(xué)內(nèi)容選擇靈活。本書設(shè)計了六個模塊，每個模塊規(guī)劃多個教學(xué)主題，以每個主題為授課單元，意在建構(gòu)一種能夠自主選擇、靈活組織、具有開放性和獨立性的課程結(jié)構(gòu)模式。教師可根據(jù)教學(xué)時長、專業(yè)方向和學(xué)生的職業(yè)興趣進行選擇性教學(xué)，滿足不同專業(yè)學(xué)習(xí)“計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)”課程的不同需求。本書設(shè)置“懂網(wǎng)、建網(wǎng)、管網(wǎng)、用網(wǎng)”等不同的教學(xué)定位，促使計算機網(wǎng)絡(luò)人才的培養(yǎng)質(zhì)量符合“應(yīng)對變化，創(chuàng)造未來”的要求，幫助學(xué)生拓展就業(yè)空間，提高就業(yè)能力。

（2）融入課程思政，落實立德樹人。本書在編寫過程中力求簡明扼要、重點突出，歸納出每個模塊的知識目標(biāo)、技能目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)，其間融入了“立德樹人、執(zhí)著育才、錘煉精品、共享教育”的情懷，課程思政相關(guān)素材以二維碼形式提供，供教師教學(xué)參考使用。

（3）配套資源豐富，課前課中課后一體化。本書設(shè)計了“學(xué)習(xí)目標(biāo)”“課前評估”“動手實踐”“課后檢測”等教學(xué)指導(dǎo)環(huán)節(jié)。教學(xué)團隊傾力打造豐富的教學(xué)資源，建成線上與線下學(xué)習(xí)結(jié)合、理論學(xué)習(xí)與實踐學(xué)習(xí)一體、自學(xué)與自測兼?zhèn)涞亩嘣�化立體資源，力圖構(gòu)建“以學(xué)為中心”的課前課中課后一體化的教學(xué)模式。同時，與教材同步的課程標(biāo)準(zhǔn)、電子課件、電子教案、實踐安排及課后檢測等部分也進行了模塊化處理及優(yōu)化，使之能與教材相匹配，進一步體現(xiàn)教材在應(yīng)用上的整體模塊化價值。

本書由重慶電子工程職業(yè)學(xué)院唐繼勇、李旭任主編，劉思伶、孫夢娜、羅攀、連國強（重慶云影眾城信息科技有限公司）任副主編。其中，模塊1由李旭編寫，模塊2由劉思伶編寫，模塊3由孫夢娜編寫，模塊4由唐繼勇編寫，模塊5由連國強編寫，模塊6由羅攀編寫。本書在編寫過程中得到重慶電子工程職業(yè)學(xué)院人工智能與大數(shù)據(jù)學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、教研室各位老師的大力支持和幫助，同時參考了大量國內(nèi)外計算機網(wǎng)絡(luò)文獻資料，在此謹(jǐn)向這些著作作者和為本書付出辛勤勞動的同志致以衷心的感謝！

限于編者水平，書中難免存在疏漏和不妥之處，懇請廣大讀者不吝賜教、以利修正。

編 者

2021年6月

前言

模塊1 走進網(wǎng)絡(luò)精彩世界——計算機網(wǎng)絡(luò)概述 1
主題1 認識計算機網(wǎng)絡(luò) 1
1.1 信息交互方式概述 2
1.2 信息網(wǎng)絡(luò)交互的特點 3
1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)的概念 3
1.3.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的定義 3
1.3.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的功能 4
主題2 計算機網(wǎng)絡(luò)的表示 6
1.4 計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的概念 7
1.5 計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的表示 7
1.6 計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的分類 8
1.6.1 總線型拓撲結(jié)構(gòu) 8
1.6.2 星型拓撲結(jié)構(gòu) 9
1.6.3 環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu) 9
1.6.4 網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu) 10
主題3 計算機網(wǎng)絡(luò)的組成和分類 13
1.7 計算機網(wǎng)絡(luò)的物理構(gòu)成 14
1.7.1 終端設(shè)備 15
1.7.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 15
1.7.3 傳輸介質(zhì) 15
1.8 計算機網(wǎng)絡(luò)的邏輯組成 15
1.8.1 資源子網(wǎng) 15
1.8.2 通信子網(wǎng) 15
1.9 計算機網(wǎng)絡(luò)的分類 16
1.9.1 按數(shù)據(jù)傳輸方式 16
1.9.2 按覆蓋的地理范圍 17
1.9.3 按數(shù)據(jù)交換方式 19
主題4 計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和趨勢 22
1.10 計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程 23
1.10.1 數(shù)據(jù)通信型網(wǎng)絡(luò)階段 23
1.10.2 資源共享型網(wǎng)絡(luò)階段 23
1.10.3 標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)型網(wǎng)絡(luò)階段 24
1.10.4 高速綜合型網(wǎng)絡(luò)階段 24
1.11 計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢 24
1.11.1 自帶設(shè)備 24
1.11.2 在線協(xié)作 24
1.11.3 視頻通信 25
1.11.4 云計算 25
1.11.5 智能家庭技術(shù) 25
模塊2 規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)宏偉藍圖——網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 28
主題1 計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層結(jié)構(gòu) 28
2.1 層次結(jié)構(gòu) 30
2.2 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及協(xié)議棧 30
2.2.1 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念 30
2.2.2 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的要素 31
2.2.3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧 31
2.2.4 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的格式 31
2.3 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 32
主題2 計算機網(wǎng)絡(luò)模型 35
2.4 OSI參考模型 36
2.4.1 OSI參考模型的基本概念 36
2.4.2 OSI參考模型的層次結(jié)構(gòu) 36
2.4.3 OSI參考模型的各層功能 37
2.5 TCP/IP協(xié)議模型 37
2.5.1 TCP/IP協(xié)議模型概述 38
2.5.2 TCP/IP模型各層功能 38
2.5.3 一種通用的TCP/IP模型 39
2.5.4 TCP/IP各層協(xié)議數(shù)據(jù)單元 39
主題3 計算機網(wǎng)絡(luò)IP地址 43
2.6 IP編址方式 45
2.6.1 IP地址的表示 45
2.6.2 IP地址的結(jié)構(gòu) 45
2.7 IP地址的分類 46
2.8 掩碼的作用 46
2.8.1 掩碼的概念 46
2.8.2 默認掩碼 46
2.9 默認網(wǎng)關(guān) 47
2.10 IP地址的配置管理 47
模塊3 構(gòu)筑網(wǎng)絡(luò)高速公路——數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 50
主題1 數(shù)據(jù)通信方式 50
3.1 并行通信與串行通信 52
3.1.1 并行通信 52
3.1.2 串行通信 52
3.2 通信雙方的交互方向 53
3.2.1 單工通信 53
3.2.2 半雙工通信 53
3.2.3 全雙工通信 54
3.3 異步傳輸與同步傳輸 54
3.3.1 異步傳輸 54
3.3.2 同步傳輸 55
主題2 常見傳輸介質(zhì) 58
3.4 傳輸介質(zhì)的特性 59
3.5 雙絞線 60
3.5.1 雙絞線的分類 60
3.5.2 雙絞線的特性 61
3.5.3 網(wǎng)線連接組件 61
3.5.4 網(wǎng)線的制作標(biāo)準(zhǔn) 62
3.5.5 3種網(wǎng)線類型及其作用 62
3.6 光纖 63
3.6.1 光電轉(zhuǎn)換 63
3.6.2 光纖分類 63
3.6.3 光纖特性 64
3.6.4 光纖的連接組件 64
主題3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 67
3.7 基帶編碼 68
3.7.1 不歸零編碼 69
3.7.2 曼徹斯特編碼 69
3.7.3 差分曼徹斯特編碼 69
3.8 頻帶調(diào)制 69
3.8.1 幅移鍵控（ASK） 69
3.8.2 頻移鍵控（FSK） 70
3.8.3 相移鍵控（PSK） 70
主題4 信道復(fù)用技術(shù) 72
3.9 頻分多路復(fù)用 73
3.10 時分多路復(fù)用 74
3.10.1 同步時分多路復(fù)用 74
3.10.2 異步時分多路復(fù)用 75
3.11 波分多路復(fù)用 75
主題5 物理層接口標(biāo)準(zhǔn) 84
3.12 RS-232C接口標(biāo)準(zhǔn)簡介 85
3.12.1 RS-232C的機械特性 85
3.12.2 RS-232C的電氣特性 86
3.12.3 RS-232C的功能特性 86
3.12.4 RS-232C的規(guī)程特性 87
主題6 寬帶接入技術(shù) 88
3.13 ADSL接入技術(shù) 89
3.13.1 ADSL接入技術(shù)的特點 90
3.13.2 ADSL原理和技術(shù)性能 90
3.13.3 ADSL Modem功能 90
3.13.4 ADSL的接入模型 90
模塊4 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)共享平臺——局域網(wǎng)技術(shù) 96
主題1 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) 96
4.1 局域網(wǎng)概述 97
4.1.1 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu) 98
4.1.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù) 98
4.1.3 介質(zhì)訪問方法 98
4.2 以太網(wǎng)的發(fā)展 98
4.3 IEEE 802實現(xiàn)模型 98
4.3.1 物理層的主要功能 99
4.3.2 數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能 99
4.3.3 IEEE 802系列標(biāo)準(zhǔn) 99
主題2 介質(zhì)訪問技術(shù) 101
4.4 CSMA/CD協(xié)議 102
4.4.1 CSMA/CD的工作原理 102
4.4.2 CSMA/CD的工作特點 103
4.5 以太網(wǎng)網(wǎng)卡簡介 103
4.5.1 網(wǎng)卡與傳輸介質(zhì)的接口 103
4.5.2 網(wǎng)卡與主機的接口 104
4.5.3 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路控制器 104
主題3 幀格式與操作 105
4.6 MAC地址的基本概念 106
4.6.1 MAC地址的定義 106
4.6.2 MAC地址的組成 107
4.6.3 MAC地址的類型 107
4.6.4 MAC地址的管理 107
4.6.5 MAC地址的作用 108
4.7 以太幀結(jié)構(gòu) 108
主題4 以太網(wǎng)技術(shù) 110
4.8 以太網(wǎng)的組網(wǎng)規(guī)范 111
4.8.1 以太網(wǎng)的命名原則 111
4.8.2 物理層組網(wǎng)設(shè)備介紹 111
4.8.3 以太網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn) 112
4.9 快速以太網(wǎng)技術(shù) 113
4.9.1 100Mb/s以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 113
4.9.2 100Mb/s以太網(wǎng)應(yīng)用舉例 113
4.10 1000Mb/s以太網(wǎng)技術(shù) 113
4.10.1 1000Mb/s以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 114
4.10.2 1000Mb/s以太網(wǎng)應(yīng)用舉例 114
4.11 10G以太網(wǎng)技術(shù) 114
4.12 交換式以太網(wǎng) 115
4.12.1 交換式以太網(wǎng)的基本概念 115
4.12.2 交換式以太網(wǎng)的應(yīng)用實例 115
主題5 交換式局域網(wǎng) 117
4.13 交換機的工作原理 117
4.14 交換機數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方式 118
4.14.1 直通交換 119
4.14.2 存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換 119
4.14.3 免碎片交換 119
4.15 交換機與集線器的區(qū)別 119
4.15.1 工作層次不同 119
4.15.2 數(shù)據(jù)傳輸方式不同 119
4.15.3 帶寬占用方式不同 119
4.15.4 傳輸模式不同 119
4.16 交換機的連接方式 120
4.16.1 級聯(lián) 120
4.16.2 堆疊 120
4.16.3 級聯(lián)和堆疊的區(qū)別 120
主題6 虛擬局域網(wǎng) 122
4.17 沖突域與廣播域 123
4.17.1 沖突和沖突域 123
4.17.2 廣播和廣播域 123
4.17.3 沖突域與廣播域比較 124
4.18 虛擬局域網(wǎng)技術(shù) 124
4.18.1 VLAN的優(yōu)點 125
4.18.2 VLAN的分類 125
主題7 無線局域網(wǎng) 127
4.19 無線局域網(wǎng)簡介 128
4.19.1 WLAN的常見標(biāo)準(zhǔn) 128
4.19.2 WLAN常用組件 128
模塊5 擴展網(wǎng)絡(luò)立體空間——網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù) 133
主題1 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概述 133
5.1 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概述 134
5.2 IP簡介 135
5.3 ARP 136
5.3.1 ARP的作用 136
5.3.2 ARP的工作過程 136
5.4 ICMP 138
5.4.1 ICMP報文類型 138
5.4.2 ICMP報頭 138
5.4.3 ICMP的典型應(yīng)用 138
主題2 IP數(shù)據(jù)報格式 142
5.5 IP數(shù)據(jù)報 142
5.5.1 首部字段功能說明 143
5.5.2 分片與重組 144
5.5.3 IP數(shù)據(jù)報分片操作舉例 144
主題3 定長子網(wǎng)掩碼劃分方法 149
5.6 劃分子網(wǎng)的概念 150
5.6.1 劃分子網(wǎng)的原因 151
5.6.2 劃分子網(wǎng)的定義 151
5.7 子網(wǎng)掩碼的概念 151
5.7.1 子網(wǎng)掩碼的表示方法 151
5.7.2 子網(wǎng)掩碼的作用 151
5.8 定長子網(wǎng)掩碼劃分方法 152
主題4 變長子網(wǎng)掩碼劃分方法 155
5.9 變長子網(wǎng)掩碼的基本概念 156
5.9.1 定長子網(wǎng)掩碼劃分方法的不足 156
5.9.2 變長子網(wǎng)掩碼的定義 156
5.9.3 變長子網(wǎng)掩碼劃分 157
5.10 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù) 158
主題5 IPv6地址 161
5.11 IPv4協(xié)議的主要問題 161
5.12 IPv6協(xié)議的改進措施 162
5.13 IPv6協(xié)議數(shù)據(jù)單元 162
5.14 IPv6地址表示 164
5.15 IPv6地址類型 165
主題6 互聯(lián)設(shè)備 167
5.16 互聯(lián)設(shè)備比較 168
5.17 路由器的基本概念 168
5.18 路由器的組成部件 169
5.18.1 硬件組成 169
5.18.2 軟件組成 170
5.19 路由器的工作原理 170
5.19.1 路由表 170
5.19.2 路由器的工作過程 171
5.20 路由器的基本配置 171
5.20.1 路由器的配置方法 171
5.20.2 路由器的工作模式 172
主題7 靜態(tài)路由配置 175
5.21 靜態(tài)路由 176
5.21.1 靜態(tài)路由的概念 176
5.21.2 直連路由 176
5.21.3 靜態(tài)路由配置命令介紹 177
5.21.4 默認路由 177
主題8 動態(tài)路由協(xié)議 180
5.22 動態(tài)路由協(xié)議 180
5.22.1 動態(tài)路由協(xié)議的度量值 181
5.22.2 動態(tài)路由協(xié)議的工作過程 182
5.22.3 動態(tài)路由協(xié)議的分類 182
5.22.4 距離矢量路由協(xié)議（RIP） 183
5.22.5 鏈路狀態(tài)路由協(xié)議（OSPF） 183
5.22.6 管理距離 184
模塊6 續(xù)寫網(wǎng)絡(luò)美麗傳說——Internet的應(yīng)用 188
主題1 傳輸層概述 188
6.1 傳輸層協(xié)議概述 189
6.1.1 傳輸層的地位和上下層之間的關(guān)系 189
6.1.2 傳輸層的功能 190
6.1.3 傳輸層提供的服務(wù) 191
主題2 傳輸層協(xié)議 194
6.2 傳輸層的端口 195
6.3 傳輸控制協(xié)議（TCP） 197
6.3.1 TCP的主要功能 197
6.3.2 TCP報文段的結(jié)構(gòu) 197
6.3.3 TCP連接的建立 198
6.4 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP） 199
6.4.1 UDP概述 199
6.4.2 UDP報文格式 200
6.4.3 基于TCP、UDP的一些典型應(yīng)用 200
主題3 搭建網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺 205
6.5 動態(tài)主機配置協(xié)議（DHCP） 206
6.5.1 使用DHCP的主要目的 206
6.5.2 DHCP的工作原理 206
6.6 WWW服務(wù) 207
6.6.1 WWW服務(wù)器 207
6.6.2 WWW瀏覽器 207
6.6.3 頁面地址 208
6.6.4 超文本標(biāo)記語言 208
6.7 域名系統(tǒng)（DNS） 208
6.7.1 域名的層次命名機構(gòu) 209
6.7.2 域名的表示方法 209
6.7.3 域名服務(wù)器和域名解析過程 210
6.7.4 域名、端口號、IP地址、MAC地址
之間的關(guān)系 210
主題4 網(wǎng)絡(luò)資源共享服務(wù) 215
6.8 E-mail服務(wù) 215
6.8.1 電子郵件系統(tǒng) 216
6.8.2 電子郵件的傳送過程 216
6.8.3 電子郵件地址 216
6.9 文件傳輸服務(wù) 217
6.9.1 FTP協(xié)議 217
6.9.2 FTP的工作過程 217
6.10 遠程登錄（Telnet）服務(wù) 218
6.10.1 Telnet的工作原理 218
6.10.2 Telnet的使用 218

1. 人工智能應(yīng)用基礎(chǔ) [主編 楊纓 李佳]
2. 中華水文化（慕課版）（第二版） [畢雪燕 楊華軻 羅玲誼 等編著]
3. 電路與電子技術(shù)Ⅱ——電路分析基礎(chǔ) [主編 陳曉 金哲]
4. 人工智能概論（第二版） [主編　任云暉　丁紅　徐迎春 ]
5. 信息時代美育之道 [主編　劉宏宇　黎婭]
6. 數(shù)字媒體交互設(shè)計項目式教程（微課版） [主編　蘇陸]
7. Amazing！兒童英語自然拼讀分級教材（全8冊） [王玲　編著]
8. Spark大數(shù)據(jù)處理技術(shù) [主編　劉仁山　周洪翠　莊新妍]
9. 人工智能算法與實踐 [主編　梁琨　張翼英]
10. 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)項目化教程（微課版） [主編 王艷萍 安華萍]
11. 數(shù)據(jù)清洗 [黃源　劉智楊　孫大松]
12. 電路設(shè)計與PCB制作實操教程 [主編 周永宏]
13. 電路與電子技術(shù)Ⅰ—數(shù)字電子技術(shù) [主編 鄭玉珍 王淑琴]
14. Java編程基礎(chǔ)案例式教程 [主編 陳艷華 唐春蘭]
15. Excel在會計工作中的應(yīng)用（第三版） [主 編 趙艷莉 耿聰慧]
16. 應(yīng)用數(shù)學(xué) [主編 劉東海 劉麗瑤]
17. Web用戶界面設(shè)計與制作 [主編 趙娟]
18. 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成 [主編 唐繼勇 孫夢娜]
19. 計算機應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)案例教程 [主編 周麗娟 王璐]
20. Unity應(yīng)用開發(fā)與實戰(zhàn)（微課版） [主 編 程永恒]
21. PHP程序設(shè)計項目化教程 [主 編 杜海穎]
22. 文學(xué)基礎(chǔ)與影視欣賞 [楊華軻 朱偉利 畢雪燕 羅玲誼]
23. 路由交換技術(shù)項目化教程 [主編　范國娟]
24. 信息技術(shù)基礎(chǔ)立體化教程 [鄒承俊 周洪林 劉和文 葉煜 ]
25. 大學(xué)計算機基礎(chǔ)與計算思維 [主編 閔笛 汪瑩]
26. 無線局域網(wǎng)技術(shù)與實踐 [主編 唐繼勇 劉思伶]
27. 信息技術(shù)基礎(chǔ)項目化教程 [主編 王宏斌 王萬麗 王芳]
28. 體育與健康 [主編 馬馳 吳雅彬]
29. 大學(xué)計算機信息素養(yǎng)（第二版） [主編 盧山]
30. 全國計算機等級考試一級（MS Office）指導(dǎo)手冊 [主編 王宏斌 孫元 禹晨]