中等职业技术学校
2020
计算机网络
基 础 教 程
中等职业技术学校
计算机应用专业教学用书
计 算 机 网 络
基 础 教 程
主 编 程 明
前 言
随着人类进入信息社会步伐的加快,计算机网络及其延伸技术深入到了
生产生活的方方面面,深刻地影响着人们的工作生活和思维方式。如作为计
算机网络典型应用的移动互联网,已经成为人们日常生活不可分割的一部分,
成为人们有效地获取信息和社交娱乐的主要方式之一。同时、计算机网络也
是我国“互联网+”战略和“中国制造 2025”强国战略的基础设施。作为职
业院校相关专业的学生,必须掌握计算机网络的基础知识和应用技能,能够
完成小型计算机网络的组建、管理和维护等工作。职业教育直接面向社会、
面向市场,以就业为导向,因此在计算机网络基础课程的教学中,不仅要让
学生理解技术原理,更重要的是使学生具备真正的技术应用能力,并为学生
今后从事相关工作打下基础。
本教材在编写时从满足经济和技术发展对高素质劳动者和技能型人才的
需要出发,紧紧围绕职业教育的培养目标,贯穿了“以职业活动为导向,以
职业技能为核心”的理念,结合工程实际,反映岗位需求。全书共包括 6 个
工作单元,分别为通信与计算机网络、计算机网络的体系结构、局域网组网
技术、计算机网络运行维护、网络空间安全、计算机网络的延伸和扩展。每
个单元由知识任务和实训任务组成。
读者只要具备计算机的基本知识就可以在使用本教材时同步进行实训,
从而掌握计算机网络设计、建设、管理与维护等方面的基础知识和技能。
本书在编写过程中力求突出以下特色
(1)以工作过程为导向,采用任务驱动模式
本书以组建小型局域网的基本工作过程为导向,采用任务驱动模式,力
求使读者在做中学、在学中做,真正能够利用所学知识解决实际问题,形成
职业能力。
(2)紧密结合教学实际
在计算机网络技术课程的学习中,实训环境按照通用的学生实验机房的
软硬件配置来预设,没有特殊要求。
(3)重视基本概念基本原理,计算机网络涉及的概念术语非常多,学生
容易混淆迷惑,我们特意在每个单元后都附有习题,有利于学生思考并检查
学习效果。
(4)紧跟行业技术发展
计算机网络技术发展很快,新技术新应用不断涌现,我们专门设立了一
个独立单元用于介绍诸如移动互联网、物联网、互联网+,云计算等新技术,
力求能紧跟技术发展。
编者
2020 年 8 月
目 录
前 言 ........................................................................... - 3 -
项目一 通信与计算机网络 ............................................................ 10
任务一 理解信息、信号与通信 ................................................... 10
1.1.1 信息与信号 ............................................................... 10
1.1.2 通信 ..................................................................... 11
1.1.3 现代通信方式 ............................................................. 11
任务二 理解数据通信 ........................................................... 12
1.2.1 数据通信概述 ............................................................. 13
1.2.2 数据通信的特点 ........................................................... 13
1.2.3 数据通信中的信息和数据 ................................................... 14
1.2.4 数据编码 ................................................................. 14
1.2.5 数据通信中的信号与信道 ................................................... 16
1.2.6 信号的表示和传输 ......................................................... 16
1.2.7 数据通信系统的主要质量指标 ............................................... 17
1.2.8 数据传输方式 ............................................................. 18
1.2.9 数据交换技术 ............................................................. 23
任务三 认识计算机网络 ......................................................... 25
1.3.1 计算机网络概述 ........................................................... 25
1.3.2 计算机网络的组成 ......................................................... 26
1.3.3 计算机网络的分类 ......................................................... 28
1.3.4 计算机网络的功能 ......................................................... 30
1.3.5 计算机网络的应用 ......................................................... 31
任务四 认识互联网 .............................................................. 32
1.4.1 互联网是关于网络的网络 ................................................... 33
1.4.2 互联网的组成 ............................................................. 34
实训操作 绘制网络图表 ......................................................... 37
思考与练习 ..................................................................... 39
项目二 计算机网络体系结构 .......................................................... 42
任务一 理解协议与划分层次 ..................................................... 42
2.1.1 计算机网络协议 ........................................................... 42
2.1.2 网络协议的层次划分 ....................................................... 43
2.1.3 常见的几种计算机网络体系结构模型 ......................................... 44
任务二 了解具有五层协议的体系结构 ............................................. 46
2.2.1 应用层(application layer) ................................................ 46
2.2.2 运输层(transport layer) .................................................. 46
2.2.3 网络层(network layer) .................................................... 47
2.2.4 数据链路层(data link layer) .............................................. 47
2.2.5 物理层(physical layer) ................................................... 48
任务三 了解 TCP/IP 的体系结构 .................................................. 50
2.3.1 TCP/IP 体系结构 ........................................................... 50
2.3.2 互联网中常用的客户/服务器工作方式 ........................................ 52
任务四 理解实体、协议、服务和服务访问点 ........................................ 53
2.4.1 实体、协议、服务和服务访问点的概念 ....................................... 53
2.4.2 网络的协议的局限性 ....................................................... 54
任务五 了解常见的应用层协议 ................................................... 56
2.5.1 远程登录协议 ............................................................. 56
2.5.2 文件传输协议 ............................................................. 57
2.5.3 简单邮件传输协议 ......................................................... 58
2.5.5 点对点应用 (Peer-to-Peer, P2P) ........................................... 62
实训操作 查看网络状态信息 ...................................................... 64
项目三 局域网组网技术 .............................................................. 72
任务一 认识局域网 ............................................................. 72
3.1.1 局域网概述 ............................................................... 72
3.1.2 局域网的组成与分类 ....................................................... 73
3.1.3 局域网的主要特点 ......................................................... 73
3.1.4 局域网的拓扑结构 ......................................................... 74
3.2.1 网络传输介质 ............................................................. 80
3.2.2 常见的网络连接设备 ....................................................... 83
任务三 了解网际协议 IP ......................................................... 85
3.3.1 网际协议 IP 概要 .......................................................... 85
3.3.2 虚拟互连网络 ............................................................. 86
3.3.3 分类的 IP 地址 ............................................................ 87
3.3.4 常用的三种类别的 IP 地址 .................................................. 88
3.3.5 IP 地址与硬件地址 ......................................................... 90
任务四 认识以太网 ............................................................. 91
3.4.1 以太网的特点 ............................................................. 91
3.4.2 经典以太网 ............................................................... 91
3.4.3 交换式以太网 ............................................................. 92
任务五 了解 IPV6 ............................................................... 92
3.5.1 IPv4 协议当前的问题 ...................................................... 92
3.5.2 IPv6 地址 ................................................................ 93
3.5.3 IPv6 的地址配置 .......................................................... 94
3.5.4 IPv6 对 IPv4 的改进 ...................................................... 94
3.5.5 从 IPv4 向 IPv6 的过渡 ................................................... 95
实训操作 配置简单的无线路由器 ................................................. 96
思考与练习 ..................................................................... 99
项目四 计算机网络运行维护 .......................................................... 103
任务一 掌握几种常用的网络诊断和配置命令 ....................................... 103
4.1.1 ping .................................................................... 103
4.1.2 ipconfig ................................................................ 104
4.1.3 arp ..................................................................... 105
4.1.4 netstat ................................................................. 106
4.1.5 tracert ................................................................. 107
4.1.6 pathping ................................................................ 107
4.1.7 route ................................................................... 108
4.1.8 net ..................................................................... 109
任务二 认识 DNS 服务器 ........................................................ 110
4.2.1 名字解析服务 ............................................................ 110
4.2.2 DNS 主机名解析 .......................................................... 111
4.2.3 域名系统 ................................................................ 111
4.2.4 域名服务器 .............................................................. 112
任务三 认识 FTP 服务器 ........................................................ 113
4.3.1 FTP 与 FTP 服务概述 ....................................................... 113
4.3.2 FTP 服务器类型 ........................................................... 114
4.3.3 FTP 传输模式 ............................................................. 114
4.3.4 FTP 服务器软件 ........................................................... 115
任务四 认识 Web 服务器 ........................................................ 115
4.4.1 WEB 服务器概述 ........................................................... 115
4.4.2 WEB 服务器的基本工作流程 ................................................. 116
4.4.3 常见的 Web 服务器软件 .................................................... 117
任务五 认识数据库服务器 ...................................................... 117
4.5.1 数据库与数据库服务器概述 ................................................ 117
4.5.2 数据库服务器的主要功能 .................................................. 118
实训操作 在 Windows server 上配置匿名 FTP 服务器 ................................ 119
实训操作 在 Windows server 配置 IIS WEB 服务 .................................... 121
实训操作 在局域网中部署 sql server 2008 R2 数据库服务器 ....................... 123
思考与练习 .................................................................... 125
项目五 网络安全 ................................................................... 128
任务一 了解网络安全 .......................................................... 128
5.1.1 网络安全的概念 .......................................................... 128
5.1.2 网络安全威胁的类型 ...................................................... 129
5.1.3 网络安全漏洞 ............................................................ 130
5.1.4 网络攻击 ................................................................ 130
5.1.5 安全措施 ................................................................ 131
5.1.6 基本安全技术 ............................................................ 131
任务二 了解信息加密技术 ...................................................... 132
5.2.1 数据加密原理 ............................................................ 132
5.2.2 经典加密技术 ............................................................ 133
5.2.3 现代加密技术 ............................................................ 134
任务三 了解认证技术 .......................................................... 136
5.3.1 数字签名 ................................................................ 136
5.3.2 报文摘要 ................................................................ 137
5.3.3 数字证书 ................................................................ 138
任务四 了解防火墙技术 ........................................................ 138
5.4.1 防火墙概述 .............................................................. 138
5.4.2 防火墙的功能 ............................................................ 139
任务五 计算机病毒及防护 ...................................................... 142
5.5.1 计算机病毒概述 .......................................................... 142
5.5.2 病毒的分类和命名规则 .................................................... 143
5.5.3 计算机病毒防护 .......................................................... 145
任务六 了解人侵检测与防御系统 ................................................. 146
5.6.1 人侵检测系统概述 ........................................................ 146
5.6.2 入侵检测系统的数据源 .................................................... 147
5.6.3 入侵检测系统的分类 ...................................................... 148
5.6.4 人侵防御系统的概念 ...................................................... 150
5.6.5 人侵防御系统与人侵检测系统的区别 ........................................ 150
实训操作 配置 Windows 防火墙 ................................................... 151
思考与练习 .................................................................... 154
项目六 计算机网络的延伸和扩展 ..................................................... 158