第1章计算机网络体系结构

1.1 计算机系统互联参考模型

1.1.1 计算机通信过程的层次化

1.1.2 ISO体系结构及重要概念

1.1.3 如何理解参考模型

1.2 局域网层次结构

1.2.1 数据链路层的子层

1.2.2 局域网数据帧结构

1.3 局域网MAC协议

1.3.1 CSMA信道分配算法

1.3.2 影响CSMA/CD效率的因素

1.3.2 IEEE802.3MAC技术

思考题

第2章 计算机网络设备

2.1 传输介质

2.1.1 双绞线

双绞线是综合布线工程中最常用的一种传输介质。

双绞线是由一对相互绝缘的金属导线绞合而成。采用这种方式，不仅可以抵御一部分来自外界的电磁波干扰，而且可以降低自身信号的对外干扰。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。"双绞线"的名字也是由此而来。

双绞线一般由两根22-26号绝缘铜导线相互缠绕而成，实际使用时，双绞线是由多对双绞线一起包在一个绝缘电缆套管里的。典型的双绞线有四对的，也有更多对双绞线放在一个电缆套管里的。这些我们称之为双绞线电缆。在双绞线电缆(也称双扭线电缆)内，不同线对具有不同的扭绞长度，一般地说，扭绞长度在3.81cm至14cm内，按逆时针方向扭绞。相邻线对的扭绞长度在1.27cm以上，一般扭线的越密其抗干扰能力就越强，与其他传输介质相比，双绞线在传输距离，信道宽度和数据传输速率等方面均受到一定限制，但价格较为低廉。

2.1.2 同轴电缆

同轴电缆从用途上分可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆(即网络同轴电缆和视频同轴电缆)。同轴电缆分50Ω 基带电缆和75Ω宽带电缆两类。基带电缆又分细同轴电缆和粗同轴电缆。基带电缆仅仅用于数字传输，数据率可达10Mbps。

2.1.3 光缆

光缆(optical fiber cable)主要是由光导纤维(细如头发的玻璃丝)和塑料保护套管及塑料外皮构成，光缆内没有金、银、铜铝等金属，一般无回收价值。光缆是一定数量的光纤按照一定方式组成缆心，外包有护套，有的还包覆外护层，用以实现光信号传输的一种通信线路。 即:由光纤(光传输载体)经过一定的工艺而形成的线缆。光缆的基本结构一般是由缆芯、加强钢丝、填充物和护套等几部分组成，另外根据需要还有防水层、缓冲层、绝缘金属导线等构件。

2.2 局域网设备

2.2.1扣继器

2.2.2 集线器

集线器的英文称为"Hub"。"Hub"是"中心"的意思，集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层，即"物理层"。集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备，采用CSMA/CD(一种检测协议)介质访问控制机制。

集线器(HUB)属于数据通信系统中的基础设备，具有流量监控功能。它和双绞线等传输介质一样，是一种不需任何软件支持或只需很少管理软件管理的硬件设备。它被广泛应用到各种场合。集线器工作在局域网(LAN)环境，像网卡一样，应用于OSI参考模型第一层，因此又被称为物理层设备。集线器内部采用了电器互联，当维护LAN的环境是逻辑总线或环型结构时，完全可以用集线器建立一个物理上的星型或树型网络结构。在这方面，集线器所起的作用相当于多端口的中继器。其实，集线器实际上就是中继器的一种，其区别仅在于集线器能够提供更多的端口服务，所以集线器又叫多口中继器。

普通集线器外部板面结构非常简单。比如D--Link最简单的10BASE~T EthernetHub集线器是个长方体，背面有交流电源插座和开关、一个AUI接口和一个BNC接口，正面的大部分位置分布有一行17个RJ--45接口。在正面的右边还有与每个RJ--45接口对应的LED接口指示灯和LED状态指示灯。高档集线器从外表上看，与现代路由器或交换式路由器没有多大区别。尤其是现代双速自适应以太网集线器，由于普遍内置有可以实现内部10Mb/s和100Mb/s网段间相互通信的交换模块，使得这类集线器完全可以在以该集线器为节点的网段中，实现各节点之间的通信交换，有时大家也将此类交换式集线器简单地称之为交换机，这些都使得初次使用集线器的用户很难正确地辨别它们。但根据背板接口类型来判别集线器，是一种比较简单的方法。

2.2.3 网桥

网桥(Bridge)像一个聪明的中继器。中继器从一个网络电缆里接收信号， 放大它们，将其送入下一个电缆。相比较而言，网桥对从关卡上传下来的信息更敏锐一些。网桥是一种对帧进行转发的技术，根据MAC分区块，可隔离碰撞。网桥将网络的多个网段在数据链路层连接起来。

网桥将两个相似的网络连接起来，并对网络数据的流通进行管理。它工

作于数据链路层，不但能扩展网络的距离或范围，而且可提高网络的性能、可靠性和安全性。网络1 和网络2 通过网桥连接后，网桥接收网络1 发送的数据包，检查数据包中的地址，如果地址属于网络1 ，它就将其放弃，相反，如果是网络2 的地址，它就继续发送给网络2.这样可利用网桥隔离信息，将同一个网络号划分成多个网段(属于同一个网络号)，隔离出安全网段，防止其他网段内的用户非法访问。由于网络的分段，各网段相对独立(属于同一个网络号)，一个网段的故障不会影响到另一个网段的运行。

网桥可以是专门硬件设备，也可以由计算机加装的网桥软件来实现，这时计算机上会安装多个网络适配器(网卡)。

2.2.4 交换机

交换机(英文:Switch，意为"开关")是一种用于电信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。

交换(switching)是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术的统称。根据工作位置的不同，可以分为广域网交换机和局域网交换机。广域的交换机(switch)就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。

在计算机网络系统中，交换概念的提出改进了共享工作模式。而HUB集线器就是一种共享设备，HUB本身不能识别目的地址，当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时，数据包在以HUB为架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。也就是说，在这种工作方式下，同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通讯，如果发生碰撞还得重试。这种方式就是共享网络带宽。通俗的说，普通交换机是不带管理功能的，一根进线，其他接口接到电脑上就可以了。

2.2.5 路由器

路由器(Router)是连接因特网中各局域网、广域网的设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号的设备。 路由器是互联网络的枢纽、"交通警察"。目前路由器已经广泛应用于各行各业，各种不同档次的产品已成为实现各种骨干网内部连接、骨干网间互联和骨干网与互联网互联互通业务的主力军。路由和交换之间的主要区别就是交换发生在OSI参考模型第二层(数据链路层)，而路由发生在第三层，即网络层。这一区别决定了路由和交换在移动信息的过程中需使用不同的控制信息，所以两者实现各自功能的方式是不同的。

2.3 主机系统

2.3.1 网络服务器

2.3.2 网络工作站

2.3.3 网络适配器

2.3.4 调制解调器

2.4 网络存储设备

2.4.1NAS

2.4.2 DAS

2.4.3SAN

思考题

第3章 计算机网络结构与类型

3.1 局域网拓扑结构

3.1.1 总线型

3.1.2 环形

3.1.3 星形

3.1.4 树形

3.2 计算机网络类型

3.2.1 局域网

3.2.2 广域网

3.2.3 城域网

3.2.4 互联网

3.3 局域网类型

3.3.1 独立局域网

3.3.2 扩展式局域网

3.4 城域网

3.4.1 MAN拓扑结构

3.4.2 MAN参考模型

3.5 虚拟局域网

3.5.1VLAN的含义与功能

3.5.2 VLAN类型

3.5.3VLAN标准

3.5.4VLAN通信

3.5.5VLAN配置操作举例

思考题

第4章 典型局域网技术

4.1 以太网帧结构

4.1.1 10ME和FE帧结构

4.1.2 千兆以太网帧结构

4.1.3 万兆以太网帧结构

……

第5章 无线局域网WLAN

第6章 网络互联协议TCP/IP

第7章 广域网技术

第8章 网络安全技术

第9章 计算机网络操作系统

第10章 计算机网络管理

第11章 计算机网络工程设计

第12章 计算机网络平台选型

参考文献

本书介绍计算机网络的知识体系，包括12章。第1-3章介绍计算机网络的基本原理和概念，讲述了计算机网络的体系结构、组成设备、结构和类型。第4-10章介绍计算机网络工程的技术基础，讲述了以太网系列技术、无线局域网、TCP/IP/路由协议、接入网和交换网技术、网络安全技术、网络操作系统、网络管理的原理、协议和系统。第11、12章介绍计算机网络工程规划设计的内容和方法，讲述了体系结构设计、拓扑结构设计、VLAN设计、通信网设计、网络安全设计和网络平台选型等内容。

本书比较突出的内容包括:网络设备的结构和工作原理;10G以太网及以太网家族、VLAN、WLAN的技术及应用细节;TCP/IP路由协议的完善总结;接入网和交换网的分类介绍及其工程应用;

WindowsNT/2000/XP/2003、UNIX/Linux、NetWare系统的介绍;计算机网络管理的全新内容;工程设计的内容和方法、网络硬件系统、软件系统的选型。

本书内容新颖、体系完整、重点突出、理论联系实际，可作为高等院校计算机专业本科、工程硕士、在职研究生的教材，也可供高职高专和非计算机专业本科教学使用，对于网络工程设计人员和网络管理员也具有参考作用。

书 名: 计算机网络工程实训

出版时间: 2009

ISBN: 9787560621722

开本: 16

定价: 21.00 元

《计算机网络工程实训》旨在为读者提供渐进、高效的网络工程技能训练，帮助读者系统、全面地学习计算机网络工程技术及方法。全书严格按照实际网络工程的需要和技术规范，精选目前有代表性的、主流的网络工程实训项目，循序渐进地加以展开。

《计算机网络工程实训》内容丰富，实训指导详尽，实用性强。可作为高职高专院校计算机、网络、通信技术等专业学生学习网络相关课程的教材。《计算机网络工程实训》既可以与《计算机网络工程》(西安电子科技大学出版社出版，周跃东主编)教材配套使用，也可独立使用，并可作为网络工程师、网络管理员的专业培训教材和自学参考书。

笔者具有在企业和院校从事计算机网络系统集成工作和教学工作的经历，深深体会到计算机网络或相关专业毕业生到公司从事系统集成工作时，往往在所学的理论与工作岗位上的实际应用之间有一个"衔接"过程。这一过程的长短与学生在学校期间学习的动手能力训练有着非常重要的关系。为了帮助学生提高将理论知识应用于实际问题和项目中的能力，迅速适应真实的工作岗位，编写了这本《计算机网络工程与实训教程》教材。

本书的内容是组网实际内容的"浓缩"，引导学习者从最基本的网络硬件连接到IP地址的规划开始，然后进行局域网构建和广域网连接的组网训练，完成服务器的多种配置及交换机、路由器的配置任务。学习者只要完成本书的工作任务，就能够掌握内联网的硬件安装及软件设置的基本技术，从而具备独立设计并组织实施内联网工程的能力。

全书共分9个项目，30多个任务，每个任务中有很多具体的实施内容，从组网硬件连接、IP地址的规划、交换机和路由器的配置，到Vmware虚拟机组网、Windows服务器组网、Linux服务器组网等方面来介绍真实工作情境中的各种任务。掌握了本书的内容，对于从事常规的网络组建、网络设备的配置工作是完全能够胜任的。

具体内容如下。

项目1网络设备的选择与连接。该项目分为3个任务: 认识网络连接设备、网络连接线和信息模块的制作、使用制作好的双绞线连接网络设备，这是学习组网技术的基础。没有硬件的连接，将谈不上后面的配置，也就不能成为计算机的网络，实现不了资源的共享。

项目2IP地址的规划与管理。该项目介绍了IP地址规划的基本概念，重点介绍了IP子网的计算，使读者能够对一个计算机网络进行IP的规划。

项目3交换机的配置与管理。该项目中较详细地介绍了交换机的最基本的6个任务，包含交换机的基本配置、交换机的端口隔离、利用三层交换机实现VLAN间通信、交换机的生成树协议配置及交换机端口聚合配置和MSTP配置，掌握了这6个任务，可以完成大部分的交换机的组〖〗计算机网络工程与实训教程〖〗前言网工作。

项目4路由器的基本配置与IP路由配置。该项目中详细地介绍了6个任务，包含路由器的基本配置、静态路由和默认路由的配置、RIP协议的配置、OSPF协议配置、路由重分布、独臂路由配置。通过这6个任务的学习，可以构建大中型局域网的网络环境。

项目5NAT、PPP及ACL配置与管理。该项目中详细地介绍了3个任务，包含访问控制列表的配置(基本的访问列表、扩展的访问列表)、NAT NPAT的配置、PAP CHAP的认证配置，通过这3个任务的学习，可以构建大中型局域网、广域网的网络环境。

项目6帧中继网络及DHCP中继配置。该项目详细地介绍了帧中继网络和DHCP服务及中继配置。为后面的综合实训作准备。

项目7IPSec VPN和VRRP配置。该项目详细地介绍了IPSec VPN配置和VRRP配置，为后面的综合实训作准备。

项目8Internet信息服务的配置与管理。该项目介绍了 Web服务器的安装、配置与管理，并详细地介绍了Windows WWW服务器中默认网站、虚拟目录、新建网站等各种方法;介绍了Windows 2003的FTP服务器中不隔离用户和隔离用户的配置技巧;介绍了Windows 2003 Server的DHCP服务器配置技巧;介绍了Windows 2003 DNS服务器的配置技巧，同时结合WWW服务器介绍了多站点主机的配置技巧;介绍了Windows 2003邮件服务器的配置技巧;介绍了POP3和SMTP服务器的配置方法。

项目9组网工程综合实训。该项目包含8个任务,详细地介绍了前面所有项目内容的综合训练要求，包含服务器的配置和网络工程设备的配置。这个项目结合了全国网络设备调试大赛的要求来编写，提供的训练项目包含交换机和路由器的基本配置，路由器的PPP和帧中继配置，服务器的基本服务(DNS、DHCP、WWW、FTP、Email)配置，交换机的聚合、VRRP和MSTP技术，路由器的动态路由、路由重分布和VPN技术，VLAN划分技术，路由器和交换机的DHCP服务和DHCP中继配置，标准和扩展访问控制列表的定义和使用。该项目是全书的核心，读者一定要掌握，并能够熟练应用。

本书既有简单的原理介绍，也有详细的上机操作步骤，具有较强的实用性、可操作性，书中有很多独到、新颖的知识，可以帮助读者快速掌握网络构建的各种技术，对于从事相关技术工作的读者可以打下坚实的基础。

本书由重庆电子工程职业学院的陈学平老师和童均老师编写，本书的编写和出版过程中得到了作者家人的大力支持，本书项目3的部分内容得到了大连职业技术学院王明昊老师的支持，在此表示感谢。同时在出书过程中，得到了清华大学出版社编辑的大力帮助，在此深表感谢。

本书的教学资料包可以在清华大学出版社网站下载。

由于编者水平有限，书中难免存在欠妥之处，敬请读者批评指正。