本书旨在对计算机网络的基本原理进行较为系统的介绍。全书共分8章，主要内容包括计算机网络概述、物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层、无线网络及计算机网络新技术。 本书的特点是以五层体系结构为主，采取自底向上的顺序进行描述，深入浅出、图文并茂；同时，在讲授理论知识的基础上设计了丰富的实验内容，更加符合教学规律，力求使读者进一步加深对计算机网络原理的理解。本书提供配套的PPT课件、实验素材、习题答案等资源，读者可登录华信教育资源网（www.hxedu.com.cn）下载使用。 本书适合普通高等院校学生使用，也适合从事计算机网络相关工作的工程技术人员参考。

张举，硕士研究生,计算机应用专业毕业，有多年从事《计算机网络》课程的教学经验，主要研究方向为绿色节能网络和路由算法等。

第1章　计算机网络概述 1
1.1　计算机网络概述 1
1.1.1　计算机网络的定义 1
1.1.2　计算机网络的组成 2
1.1.3　计算机网络的分类 4
1.1.4　计算机网络的性能 7
1.1.5　计算机网络的形成与发展 11
1.2　计算机网络的体系结构 14
1.2.1　网络协议 14
1.2.2　网络的分层结构 14
1.2.3　数据在各分层间的传递及相关概念 16
1.2.4　OSI参考模型 18
1.2.5　TCP/IP参考模型 20
1.2.6　五层的体系结构 22
1.3　计算机网络在我国的发展 23
1.4　本章小结 25
习题 25
第2章　物理层 26
2.1　数据通信的基础知识 26
2.1.1　数据通信系统模型 26
2.1.2　数据通信基本概念 27
2.1.3　模拟信号数字化 28
2.1.4　编码与调制技术 28
2.1.5　信道的极限容量 29
2.1.6　信道复用技术 31
2.1.7　数据通信方式 34
2.1.8　数据交换技术 35
2.2　传输媒体 37
2.2.1　双绞线电缆 37
2.2.2　同轴电缆 41
2.2.3　光缆 41
2.2.4　无线传输 45
2.3　同步光纤网与同步数字系列 46
2.4　实验 47
实验1：制作双绞线 47
实验2：交换机初始配置及其Console端口配置 49
2.5　本章小结 51
习题 52
第3章　数据链路层 54
3.1　数据链路层的基本功能 54
3.2　介质访问控制 56
3.2.1　静态划分信道 56
3.2.2　随机访问 56
3.2.3　轮询访问 57
3.3　传统以太网 57
3.3.1　CSMA/CD协议 57
3.3.2　采用集线器的传统以太网 57
3.3.3　以太网MAC地址 57
3.3.4　以太网MAC帧格式 58
3.4　对等协议（PPP） 59
3.4.1　PPP协议特点 59
3.4.2　PPP协议帧格式 59
3.4.3　PPP协议工作流程 60
3.5　网桥技术与以太网交换机 62
3.5.1　以太网交换机工作原理 62
3.5.2　交换机自学习算法 63
3.5.3　生成树协议 64
3.5.4　以太网交换机端口聚合 65
3.5.5　以太网交换机级联与堆叠 66
3.5.6　虚拟局域网（VLAN） 67
3.5.7　以太网三层交换机 71
3.5.8　以太网的发展 73
3.6　实验 75
实验1：用集线器组建局域网 75
实验2：以太网二层交换机原理实验 77
实验3：交换机中交换表的自学习功能 79
实验4：交换机VLAN实验 82
实验5：交换机VLAN中继实验 86
实验6：生成树配置 91
实验7：以太通道配置 93
3.7　本章小结 96
习题 96
第4章　网络层 98
4.1　网络层提供的两种服务 98
4.2　网络层的功能 100
4.2.1　异构网络互联 100
4.2.2　路由与转发 102
4.3　网络层协议 103
4.3.1　网络层协议简介 103
4.3.2　IP地址的含义及表示方法 103
4.3.3　地址解析协议（ARP） 105
4.3.4　分类IP地址 108
4.3.5　无类别域间路由（CIDR） 109
4.3.6　子网掩码 110
4.3.7　子网划分与路由聚合 111
4.3.8　IP数据报的格式 113
4.4　IP分组的转发 114
4.4.1　基于终点的转发 114
4.4.2　IP分组的匹配 116
4.4.3　查找转发表 117
4.5　网际控制报文协议（ICMP） 118
4.5.1　ICMP报文解析 118
4.5.2　ICMP应用举例 120
4.6　互联网的路由选择协议 122
4.6.1　概述 122
4.6.2　内部网关协议—RIP协议 122
4.6.3　内部网关协议—OSPF协议 123
4.6.4　外部网关协议—BGP协议 129
4.7　IPv6* 130
4.7.1　IPv6的特点 130
4.7.2　IPv6地址 132
4.7.3　IPv4向IPv6过渡 132
4.8　网络地址转换（NAT） 133
4.8.1　NAT的三种类型 133
4.8.2　NAT的特性 133
4.8.3　NAPT 134
4.8.4　NAT的应用 134
4.9　虚拟专用网（VPN） 134
4.9.1　VPN的工作原理 134
4.9.2　VPN的工作过程 135
4.9.3　VPN的分类 135
4.9.4　VPN的优缺点 136
4.10　IP多播* 137
4.10.1　IP多播技术的概念 137
4.10.2　IP多播技术的基础知识 137
4.10.3　IP多播路由及其协议 138
4.10.4　IP多播路由中的隧道传输机制 139
4.10.5　IP多播技术的应用 139
4.11　SDN* 139
4.11.1　传统网络架构 139
4.11.2　SDN的特点 140
4.11.3　SDN体系架构 140
4.11.4　SDN网络架构的三个接口 141
4.11.5　SDN的优势 142
4.12　实验 143
实验1：路由器IP地址配置及直连网络 143
实验2：静态路由与默认路由配置 145
实验3：RIP路由协议配置 147
本章小结 150
习题 150
第5章　运输层 154
5.1　运输层提供的服务 154
5.1.1　运输层的功能 154
5.1.2　运输层端口与套接字 154
5.1.3　无连接的服务与面向连接的服务 156
5.2　用户数据报协议（UDP） 156
5.2.1　UDP特点 156
5.2.2　UDP数据报结构 157
5.3　传输控制协议（TCP） 157
5.3.1　TCP特点 157
5.3.2　TCP可靠传输的工作原理 158
5.3.3　TCP数据报结构 159
5.3.4　TCP的流量控制与滑动窗口协议 161
5.3.5　TCP的拥塞控制 163
5.3.6　TCP的运输连接管理 165
5.3.7　TCP连接管理协议缺陷 167
5.4　实验 169
实验1：TCP协议报文分析实验（使用Wireshark工具捕获并分析Telnet报文） 169
实验2：基于端口的网络访问控制实验 174
5.5　本章小结 176
习题 177
第6章　应用层 179
6.1　网络终端应用模型 179
6.1.1　客户/服务器方式 179
6.1.2　P2P方式 180
6.2　域名系统 180
6.2.1　概述 180
6.2.2　域名的层次结构 180
6.2.3　域名服务器 181
6.2.4　 域名的解析 182
6.3　文件传输协议FTP 184
6.3.1　FTP概述 184
6.3.2　FTP工作原理 185
6.4　万维网WWW 186
6.4.1　万维网概述 186
6.4.2　统一资源定位符URL 187
6.4.3　HTTP与HTTPS协议 188
6.4.4　超文本标记语言HTML 189
6.5　远程终端协议Telnet与SSH协议 190
6.6　电子邮件 191
6.6.1　概述 191
6.6.2　电子邮件格式 192
6.6.3　电子邮件构成 192
6.6.4　SMTP与POP3 193
6.6.5　邮件扩充MIME 194
6.7　动态主机配置协议DHCP 196
6.8　实验 198
实验1：域名系统（DNS）实验 198
实验2：万维网（WWW）实验 202
实验3：远程终端协议（Telnet）实验 204
实验4：电子邮件实验 205
实验5：动态主机配置协议（DHCP）实验 209
本章小结 213
习题 213
第7章　无线网络* 215
7.1　无线网络概述 215
7.1.1　无线网络的发展 215
7.1.2　无线网络的分类 216
7.2　无线局域网WLAN 216
7.2.1　无线局域网的特点及组成 216
7.2.2　802.11局域网拓扑结构 217
7.2.3　802.11标准系列 218
7.2.4　802.11局域网的MAC层协议 218
7.3　其他无线网络及技术 221
7.4　实验 224
实验1：构建WLAN基础结构网络（BSS） 224
实验2：构建WLAN基础结构网络（ESS） 226
7.5　本章小结 228
习题 228
第8章　计算机网络的新技术* 229
8.1　物联网技术 229
8.1.1　物联网的基本概念 229
8.1.2　物联网的体系结构 231
8.1.3　物联网的关键技术 232
8.1.4　物联网的发展现状 234
8.1.5　物联网的应用 235
8.1.6　物联网的安全挑战 236
8.2　大数据技术 236
8.2.1　大数据技术的基本概念 236
8.2.2　大数据技术体系 237
8.2.3　大数据技术 239
8.2.4　大数据技术的发展和现状 241
8.2.5　大数据技术的应用 241
8.2.6　大数据技术的安全挑战 242
8.3　云计算 243
8.3.1　云计算的概念 243
8.3.2　云计算的基本框架 244
8.3.3　云计算的支撑技术 245
8.3.4　云计算发展的现状 247
8.3.5　云计算的应用 248
8.3.6　云计算安全挑战 249
8.4　区块链 249
8.4.1　区块链的概念 249
8.4.2　区块链的基本框架 250
8.4.3　区块链的支撑技术 251
8.4.4　区块链发展的现状 252
8.4.5　区块链的应用 253
8.4.6　区块链的安全挑战 254
8.5　5G技术 255
8.5.1　5G技术的概念 255
8.5.2　5G技术的基本框架 256
8.5.3　5G技术的支撑技术 257
8.5.4　5G技术发展的现状 259
8.5.5　5G的应用 260
8.5.6　5G技术安全挑战 261
本章小结 262
习题 263