本书主要内容包括理论部分和实验部分。理论部分主要讲解计算机网络的工作原理，内容涉及计算机网络概念、数据通信基础、直连网络、互联网络、端到端传输、网络应用协议等。实验部分主要采用采用Packettracer网络模拟系统设计了各层协议的验证实验。实验内容覆盖数据链路层、网络层、传输层和应用层等层的要协议。
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为加快建设现代职业教育体系、全面提高技能型人才培养质量，教育部和财政部在“职业院校教师素质提高计划”框架内专门设置了培养资源开发项目，系统开发用于职教师资本科培养专业的培养标准、培养方案、核心课程和特色教材等资源。本书是在该计划中网络工程专业开发项目（项目编号：VTNE035）的指导和资助下完成。
“计算机网络”是信息技术相关专业的重要基础课程之一。通过该课程的学习，学生不仅可以掌握计算机网络系统的基本知识、原理技术和主要协议标准，为后续的相关课程学习奠定基础；而且还可以窥探和理解计算机网络系统的设计方法和思想。这有助于提高分析与设计大规模分布式信息系统问题的能力。
长期以来，“计算机网络”一直是大家公认的困难课程之一。一方面，计算机网络本身就是一个复杂系统，计算机网络己发展成遍布全球各地的因特网，网络规模与主机数量都非常庞大。而且计算机网络的上层应用技术与底层组网技术各自蓬勃发展，这对系统的可扩展性和可靠性都提出了很高的要求。另一方面，计算机网络涉及的技术往往都封装在系统底层，无法直接观察与理解。针对上述问题，本书采用了自顶向下的问题分析方法来阐述计算机网络的工作原理与设计思想，即采用“提出总问题（设计目标）-子问题的分解与解决-具体实现”的三层架构来组织知识内容，这种分层分析方法有助于对复杂系统的理解。另外，本书还采用了实验引领的机制，通过模拟实验来引导学生实现“从特殊到一般，从具体到抽象”的学习过程。我们采用Packettracer网络模拟系统设计了各层协议的验证实验，通过直观观察协议的工作过程和数据封装方法，加深对网络系统的理解程度。实验内容覆盖数据链路层、网络层、传输层和应用层等层的主要协议。
参与本书编写的人员主要是福建师范大学数学与计算机科学学院从事计算机网络教学、科研和实验教学的相关老师，包括叶阿勇、张桢萍、赖会霞、许力、郑永星、陈秋玲。本书第1、3、4、8章由叶阿勇编写，第2、5、6、9、10章由张桢萍编写，第7章由赖会霞编写；全书最后由叶阿勇统稿，许力教授负责全书的审稿。本书在写作过程中，得到了郭功德教授的多方帮助和指导，并提出许多宝贵的修改意见。
目 录
前言
理 论 篇
第 1 章 计算机网络概述 3
1.1 计算机网络的基本概念 3
1.1.1 计算机网络的由来 3
1.1.2 计算机网络的定义 4
1.1.3 网络协议 5
1.1.4 计算机网络分类 5
1.2 因特网的组成 7
1.2.1 因特网的边缘部分 7
1.2.2 因特网的核心部分 9
1.3 计算机网络的性能指标 12
1.4 计算机网络的体系结构 15
1.4.1 分层的含义和必要性 15
1.4.2 OSI 模型 16
1.4.3 TCP/IP 模型 17
1.4.4 五层模型 18
1.4.5 TCP/IP 模型的数据封装过程 19
1.5 计算机网络的标准化 20
课后习题 21
第 2 章 数据通信基础 22
2.1 数据通信基础知识 22
2.1.1 通信系统的模型 22
2.1.2 信息、数据与信号 23
2.1.3 数据通信方式 24
2.1.4 数据传输速率与信道带宽 28
2.2 信号调制技术 31
2.2.1 基带调制（编码） 31
2.2.2 带通调制 34
2.3 传输介质 38
2.3.1 导向性传输介质 39
2.3.2 非导向性传输介质 45
2.4 信道复用技术 47
2.4.1 频分复用（FDM） 48
2.4.2 时分复用（TDM） 49
2.4.3 波分复用（WDM） 51
2.4.4 码分复用（CDM） 52
2.5 接入技术 55
2.5.1 电话拨号接入 55
2.5.2 x DSL 接入 56
2.5.3 光纤同轴混合网（HFC 网）接入 59
2.5.4 光纤接入 60
2.5.5 以太网接入 61
2.5.6 无线接入 62
课后习题 63
第 3 章 直连网络 64
3.1 链路层概述 64
3.1.1 组帧 65
3.1.2 无差错接收 67
3.1.3 信道访问控制 69
3.2 PPP 协议 70
3.2.1 PPP 协议简介 71
3.2.2 帧格式 71
3.2.3 PPP 的工作过程 72
3.2.4 PPP 协议的身份验证机制 73
3.3 基于广播信道的以太网 73
3.3.1 传统以太网简介 74
3.3.2 CSMA/CD 协议 74
3.3.3 以太网的量化参数 77
3.3.4 帧格式 77
3.3.5 基于集线器的星型以太网 78
3.3.6 快速以太网 80
3.4 交换式以太网 81
3.4.1 网桥 81
3.4.2 交换机 83
3.4.3 生成树协议 84
3.4.4 VLAN 技术 86
3.5 PPPo E 协议 92
3.6 无线局域网 94
3.6.1 无线局域网架构 94
3.6.2 无线局域网的物理层 95
3.6.3 无线局域网的 MAC 层协议 97
3.6.4 MAC 帧 101
3.6.5 用户的接入过程 102
课后习题 103
第 4 章 互联网络 105
4.1 本章概述 105
4.1.1 网络的互联问题 105
4.1.2 网络层的服务模型 106
4.2 网际协议 IP 109
4.2.1 IP 编址方案 109
4.2.2 IP 分组的封装格式 117
4.2.3 分组交付方法 119
4.3 ARP 协议 120
4.4 ICMP 协议 121
4.5 路由协议 123
4.5.1 路由协议概述 123
4.5.2 路由信息协议 124
4.5.3 OSPF 协议 128
4.5.4 边界网关协议 BGP 132
课后习题 134
第 5 章 端到端传输 135
5.1 概述 135
5.1.1 进程之间的通信 136
5.1.2 端口号及套接字 136
5.1.3 运输层的多路复用与多路分解 137
5.1.4 运输层的两大协议 138
5.2 UDP 协议 139
5.2.1 UDP 协议简介 139
5.2.2 UDP 报文段的首部格式 140
5.3 TCP 协议 141
5.3.1 TCP 协议简介 141
5.3.2 TCP 报文段的首部格式 142
5.3.3 TCP 的连接管理 144
5.4 可靠传输的原理及实现 147
5.4.1 可靠传输的原理 147
5.4.2 TCP 可靠传输的实现 151
5.5 流量控制 157
5.5.1 接收流量控制 158
5.5.2 网络流量控制（即拥塞控制） 160
课后习题 167
第 6 章 网络应用协议 169
6.1 应用层的 C/S 模式与 P2P 模式 169
6.2 DNS 协议 170
6.3 DHCP 协议 172
6.4 Web 与 HTTP 175
6.5 电子邮件 177
6.6 文件传输协议 179
课后习题 182
实 践 篇
第 7 章 数据链路层实验 185
7.1 实验 1：以太网帧的封装实验 185
7.1.1 实验目的 185
7.1.2 实验配置说明 185
7.1.3 实验步骤 185
7.2 实验 2：交换机工作原理 187
7.2.1 实验目的 187
7.2.2 实验配置说明 187
7.2.3 实验步骤 188
7.3 实验 3：生成树协议（STP）分析 189
7.3.1 实验目的 189
7.3.2 实验配置说明 190
7.3.3 实验步骤 190
7.4 实验 4：虚拟局域网工作原理 193
7.4.1 实验目的 193
7.4.2 实验配置说明 193
7.4.3 实验步骤 194
第 8 章 网络层实验 198
8.1 实验 1：IP 协议 198
8.1.1 实验目的 198
8.1.2 实验配置说明 198
8.1.3 实验步骤 199
8.2 实验 2：IP 地址分配实验 201
8.2.1 实验目的 201
8.2.2 实验配置说明 201
8.2.3 实验步骤 202
8.3 实验 3：ARP 协议 204
8.3.1 实验目的 204
8.3.2 实验配置说明 204
8.3.3 实验步骤 205
8.4 实验 4：路由协议分析 206
8.4.1 实验目的 206
8.4.2 实验配置说明 206
8.4.3 实验步骤 207
第 9 章 运输层实验 209
9.1 实验 1：运输层端口观察实验 209
9.1.1 实验目的 209
9.1.2 实验配置说明 209
9.1.3 实验步骤 209
9.2 实验 2：UDP 协议与 TCP 协议的对比分析 211
9.2.1 实验目的 211
9.2.2 实验配置说明 211
9.2.3 实验步骤 212
9.3 实验 3：TCP 的连接管理 213
9.3.1 实验目的 213
9.3.2 实验配置说明 213
9.3.3 实验步骤 213
第 10 章 应用层实验 215
10.1 实验 1：DNS 解析实验 215
10.1.1 实验目的 215
10.1.2 实验配置说明 215
10.1.3 实验步骤 217
10.2 实验 2：DHCP 协议分析 220
10.2.1 实验目的 220
10.2.2 实验配置说明 220
10.2.3 实验步骤 221
10.3 实验 3：HTTP 协议分析 224
10.3.1 实验目的 224
10.3.2 实验配置说明 224
10.3.3 实验步骤 225
10.4 实验 4：电子邮件协议分析 226
10.4.1 实验目的 226
10.4.2 实验配置说明 226
10.4.3 实验步骤 228
参考文献 230
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