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本书是南开大学精品课程建设成果。为满足读者学习计算机网络基础知识与网络应用的需要，本书系统介绍了计算机网络概论、数据通信与广域网技术、网络体系结构与网络协议、局域网技术、网络操作系统、网络互连技术、互联网应用技术、物联网应用技术，以及网络安全与网络管理技术。每章附有习题，为任课教师免费提供电子课件。本书教学体系参考了全国硕士研究生统一入学考试、计算机等级考试和全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试的基本要求和知识点，有助于学生通过认证考试。本书简明、系统、先进、实用，适合作为高等院校非计算机专业的公共课教材，以及电子商务、信息管理与信息系统、信息与计算科学、多媒体与网络技术、教育技术学、物联网工程等专业的相关课程的教材，也可作为各类计算机网络与通信技术培训班的教材，还可供从事计算机与信息技术应用的工程技术人员、管理干部学习参考。

目    录
第1章  计算机网络概论	1
1.1  计算机网络的形成和发展	1
1.2  计算机网络的概念	5
1.2.1  计算机网络的定义	5
1.2.2  计算机网络结构变化	6
1.2.3  计算机网络的分类	8
1.2.4  计算机网络的拓扑结构	12
1.3  典型计算机网络	14
1.3.1  ARPANET	14
1.3.2  NSFnet	15
1.3.3  Internet	15
1.3.4  Internet2	16
1.4  计算机网络应用及安全问题	17
1.4.1  计算机网络的应用	17
1.4.2  计算机网络带来的问题	18
小结	19
习题1	19
第2章  数据通信与广域网技术	21
2.1  数据通信的基本概念	21
2.1.1  信息、数据和信号	21
2.1.2  数据传输类型和通信方式	23
2.2  传输介质及其主要特性	26
2.2.1  传输介质的主要类型	26
2.2.2  双绞线	27
2.2.3  同轴电缆	28
2.2.4  光缆	29
2.3  无线与卫星通信技术	30
2.3.1  电磁波谱和移动通信	30
2.3.2  无线通信	31
2.3.3  微波通信	31
2.3.4  蜂窝无线通信	32
2.3.5  卫星通信	32
2.4  数据编码技术	34
2.4.1  数据编码的主要类型	34
2.4.2  模拟数据编码	34
2.4.3  数字数据编码	36
2.4.4  脉冲编码调制	38
2.5  数据传输中的重要概念	39
2.5.1  传输速率的定义	39
2.5.2  传输速率和信道带宽	39
2.6  多路复用技术	40
2.6.1  多路复用技术的分类	40
2.6.2  频分多路复用	40
2.6.3  波分多路复用	41
2.6.4  时分多路复用	42
2.7  广域网中的数据交换技术	43
2.7.1  广域网的主要特点	43
2.7.2  线路交换方式	44
2.7.3  存储转发交换方式	45
2.7.4  数据报方式	46
2.7.5  虚电路方式	47
2.8  差错控制方法	48
2.8.1  差错产生原因与差错类型	48
2.8.2  误码率的定义	49
2.8.3  检错码与纠错码	49
2.8.4  循环冗余编码	50
2.8.5  差错控制机制	52
小结	53
习题2	54
第3章  网络体系结构与网络协议	56
3.1  网络体系结构的概念	56
3.2  OSI参考模型	58
3.2.1  OSI参考模型的概念	58
3.2.2  OSI参考模型的结构	59
3.2.3  OSI参考模型各层功能	60
3.2.4  OSI环境中的数据传输过程	61
3.3  TCP/IP参考模型	62
3.3.1  TCP/IP参考模型的发展	62
3.3.2  TCP/IP参考模型各层功能	63
3.4  OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较	65
小结	67
习题3	67
第4章  局域网技术	69
4.1  局域网的基本概念	69
4.1.1  局域网技术的发展	69
4.1.2  介质访问控制方法的比较	70
4.1.3  以太网技术的发展	72
4.1.4  IEEE802参考模型与协议	74
4.2  共享介质局域网技术	75
4.2.1  以太网的工作原理	75
4.2.2  以太网帧的结构	78
4.2.3  以太网的组网方法	79
4.3  交换局域网和虚拟局域网	81
4.3.1  交换式局域网技术	81
4.3.2  虚拟局域网技术	84
4.4  高速局域网技术发展	86
4.4.1  快速以太网	86
4.4.2  千兆以太网	87
4.4.3  万兆以太网	89
4.4.4  40 Gigabit Ethernet和100 Gigabit Ethernet	90
4.5  无线局域网技术	90
4.5.1  无线局域网的发展	90
4.5.2  扩频无线局域网	91
4.5.3  IEEE802.11标准	93
4.5.4  无线局域网的结构	94
4.5.5  无线局域网的工作原理	97
4.5.6  IEEE802.11帧的结构	99
小结	102
习题4	102
第5章  网络操作系统	104
5.1  网络操作系统的概念	104
5.1.1  操作系统的概念	104
5.1.2  网络操作系统的定义和分类	106
5.1.3  网络操作系统的基本功能	107
5.2  Windows操作系统	108
5.2.1  Windows操作系统的发展	108
5.2.2  Windows NT操作系统的特点	110
5.2.3  Windows 2000操作系统的特点	111
5.3  NetWare操作系统	112
5.3.1  NetWare操作系统的发展	112
5.3.2  NetWare操作系统的特点	113
5.4  UNIX操作系统	115
5.4.1  UNIX操作系统的发展	115
5.4.2  UNIX操作系统的结构	115
5.4.3  UNIX操作系统的特点	116
5.5  Linux操作系统	117
5.5.1  Linux操作系统的发展	117
5.5.2  Linux操作系统的结构	117
5.5.3  Linux操作系统的特点	119
小结	119
习题5	120
第6章  网络互连技术	122
6.1  网络互连的概念	122
6.1.1  网络互连的功能	122
6.1.2  网络互连的分类	123
6.1.3  网络互连的层次	123
6.2  数据链路层互连设备	125
6.2.1  网桥的概念	125
6.2.2  网桥的分类	127
6.2.3  生成树的概念	127
6.2.4  网桥存在的问题	128
6.3  网络层互连设备	129
6.3.1  路由器的概念	129
6.3.2  路由器的分类	131
6.3.3  路由器技术发展	133
6.4  高层互连设备	135
6.4.1  网关的概念	135
6.4.2  网关的分类	136
小结	136
习题6	137
第7章  互联网应用技术	139
7.1  互联网的概念	139
7.1.1  互联网服务提供商	139
7.1.2  互联网的结构	140
7.1.3  互联网的发展状况	142
7.1.4  互联网的管理者	143
7.2  互联网接入方式	144
7.2.1  接入技术的概念	144
7.2.2  ADSL接入技术	145
7.2.3  HFC接入技术	145
7.2.4  光纤接入技术	146
7.2.5  无线接入方式	146
7.3  互联网通信协议	147
7.2.1  IP地址	147
7.3.2  域名机制	149
7.4  Internet服务功能	151
7.4.1  Web服务	151
7.4.2  电子邮件服务	156
7.4.3  文件传输服务	159
7.4.4  远程登录服务	161
7.3.5  新闻和公告类服务	162
7.4.6  即时通信服务	165
7.5  互联网应用发展分析	167
7.5.1  互联网应用发展阶段划分	167
7.5.2  P2P模式与C/S模式的比较	167
小结	170
习题7	171
第8章  物联网技术	173
8.1  物联网产生的背景	173
8.1.1  物联网概念的提出	173
8.1.2  物联网发展的背景	176
8.2  物联网的基本概念	178
8.2.1  物联网的定义	178
8.2.2  物联网的技术特征	179
8.3  物联网的体系结构	180
8.3.1  物联网层次结构	180
8.3.2  感知层的主要功能	181
8.3.3  网络层的主要功能	183
8.3.4  应用层的主要功能	191
8.4  物联网的技术发展	195
8.4.1  物联网关键技术	195
8.4.2  物联网产业的发展	197
8.4.3  物联网应用发展	198
小结	199
习题8	199
第9章  网络安全和网络管理	202
9.1  网络空间安全和网络安全	202
9.1.1  网络空间安全的概念	202
9.1.2  我国网络空间安全战略	203
9.1.3  网络空间安全理论体系	205
9.2  OSI安全体系结构	206
9.2.1  安全体系结构的概念	206
9.2.2  网络安全模型的提出	208
9.2.3  用户对网络安全的需求	209
9.2.4  网络安全的法律法规	209
9.3  加密和认证技术	210
9.3.1  密码学中的概念	210
9.3.2  对称密码体制	211
9.3.3  非对称密码体制	212
9.3.4  数字签名技术	214
9.4  网络安全协议	216
9.4.1  网络层安全和IPSec	216
9.4.2  传输层安全和SSL	218
9.4.3  应用层安全和PGP、SET	219
9.5  防火墙技术	221
9.5.1  防火墙的概念	221
9.5.2  防火墙的分类	221
9.5.3  防火墙系统结构	224
9.6  入侵检测技术	226
9.6.1  入侵检测的概念	226
9.6.2  入侵检测的分类	227
9.6.3  蜜罐的概念	228
9.7  恶意代码及防护技术	228
9.7.1  恶意代码的演变	228
9.7.2  计算机病毒的概念	229
9.7.3  网络蠕虫的概念	230
9.7.4  木马程序的概念	231
9.7.5  网络防病毒技术	232
9.8  网络管理技术	233
9.8.1  网络管理的概念	233
9.8.2  网络管理功能域	234
9.8.3  网络管理系统的概念	235
9.8.4  简单网络管理协议	236
小结	237
习题9	237
附录A  参考答案	240
参考文献	242

前  言
计算机网络是计算机科学与工程中迅速发展的新兴技术，也是计算机应用中的一个空前活跃的领域。计算机网络是计算机与通信技术相互渗透、密切结合而形成的交叉科学。目前，计算机网络已广泛应用于办公自动化、企业管理、信息服务、电子商务、科研教育、医疗卫生、军事等领域。互联网技术发展迅速，全球信息高速公路建设的浪潮兴起。人们已经意识到，计算机网络正在改变人们的工作与生活方式，已成为影响一个国家与地区的经济、科学与文化发展的重要因素之一。我国信息技术与信息产业的发展，需要大量掌握计算机网络与通信技术的人才。计算机网络技术已成为广大学生学习的一门重要课程，也是从事计算机与信息技术的研究、应用人员应该掌握的重要知识之一。
计算机网络技术经过5年的发展，已经形成了自身比较完善的体系。目前，计算机网络技术发展迅速，应用广泛，知识更新快。以互联网为代表的网络应用技术与以千兆以太网为代表的高速网络技术，使计算机网络技术发展到一个更高的阶段。为了满足“计算机网络”课程学习的要求，作者根据多年教学与科研实践经验编写了本书，希望给广大读者提供一本既能保持教学的系统性，又能反映当前计算机网络技术发展最新成果的教材。
本书在教学体系安排中也考虑了全国硕士研究生统一入学考试、全国计算机等级考试、全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试所要求的基本内容，因此通过本书的学习也有助于学生通过相关科目的考试。
本书是南开大学精品课程的建设成果。本书前几版受到很多读者和任课老师的欢迎，累计印数超过25万册。本次修订在第5版的基础上，增加了计算机网络技术最新发展的有关内容。全书共分9章。
第1章讨论计算机网络的基本概念，这是全书的基础。
第2章讨论数据通信与广域网技术，包括传输介质、数据编码、多路复用、差错控制等内容，以及广域网的数据交换技术。
第3章讨论网络体系结构与网络协议，并分析OSI参考模型与TCP/IP模型。
第4章讨论局域网技术，介绍了传统以太网、高速以太网、交换式局域网与无线局域网技术，以及局域网组网技术。
第5章讨论网络操作系统的基本概念，并介绍几种常用的网络操作系统。
第6章讨论网络互连技术，介绍网络互连的类型与层次，以及网桥、路由器与网关的工作原理。
第7章讨论互联网应用技术，介绍互联网的基本概念、接入方式与服务功能，以及各种新型的互联网应用。
第8章讨论物联网应用技术，介绍物联网的产生背景、基本概念、体系结构，以及物联网关键技术发展。
第9章讨论网络安全与网络管理技术，介绍网络空间安全的概念、OSI安全体系结构、加密与认证技术、网络安全协议、防火墙与入侵检测、恶意代码发展及防护技术，以及网络管理的概念与相关协议。
本书在编写过程中注意保持教学内容系统性的同时，以高速局域网与互联网应用技术作为主线，加入宽带城域网、物联网、网络安全与网络管理等新内容，力求反映计算机网络的最新发展。在本书编写过程中，作者主要参考了近年的最新文献资料。在写作中，力求做到层次清楚，语言简洁流畅，内容丰富，既便于读者循序渐进地系统学习，又能使读者了解计算机网络技术的新发展，希望本书对读者掌握计算机网络技术有一定的帮助。
本书第1～3章由吴功宜执笔完成，第4～9章由吴英执笔完成，全书由吴英统稿。
本书在编写过程中得到谭了浩强教授的关心与帮助，也得到了徐敬东教授、张建忠教授的多方帮助，在此谨表衷心的感谢。
限于作者的学术水平，错误与不妥之处在所难免，敬请广大读者批评指正。

本书每章后附有习题，并为任课教师提供电子课件和参考答案。相关教学资源（包含电子教案）可通过登录华信教育资源网站（http://www.hxedu.com.cn），注册之后进行免费下载。


作  者

计算机网络 高等教材

吴英，男，南开大学计算机与控制工程学院副教授。近年来，主持和参加国家部委、天津市课题及横向合作项目10项；在国内外学术会议和国内刊物发表论文20余篇，其中EI检索15篇；独立撰写和组织翻译教材9本，其中列入十二五规划教材4本；获天津市教学成果一等奖1项

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计算机网络教程（第6版）