網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

中國特色高水平高職學(xué)校項目建設(shè)成果

人才培養(yǎng)高地建設(shè)子項目改革系列教材

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

周德云◎主?編

李洪丹?李?丹◎副主編

徐翠娟◎主?審

內(nèi)容簡介

本書是依據(jù)高職計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和定位要求，以網(wǎng)絡(luò)工程項目的工作過程為

導(dǎo)向構(gòu)建項目任務(wù)式課程，主要內(nèi)容采用項目任務(wù)式，包括走進網(wǎng)絡(luò)的世界、辦公室網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、考試

中心網(wǎng)絡(luò)工程項目、考試中心網(wǎng)絡(luò)工程項目拓展。全書由淺入深，以實際網(wǎng)絡(luò)認知規(guī)律和網(wǎng)絡(luò)工作流

程來組織內(nèi)容、選取任務(wù)，讓學(xué)生不僅了解網(wǎng)絡(luò)術(shù)語、標(biāo)準(zhǔn)、模型等理論知識，更能夠進行實踐網(wǎng)絡(luò)

操作，從網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的制作到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置與調(diào)試，從網(wǎng)絡(luò)知識的入門到掌握網(wǎng)絡(luò)工程項目的工

作流程，以及每個環(huán)節(jié)應(yīng)掌握的技能，在解決實際應(yīng)用的過程中加強理論學(xué)習(xí)，用理論指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

和實施，提高網(wǎng)絡(luò)排錯的能力。

本書可作為高職計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等專業(yè)的學(xué)習(xí)用書，配合大量網(wǎng)絡(luò)微課資源，是國家職業(yè)教育

倡導(dǎo)使用的新形態(tài)教材。本書也可作為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理及維護職業(yè)技能、網(wǎng)絡(luò)組建與維護等1+X證書

培訓(xùn)教材，以及從事網(wǎng)絡(luò)工程實施、網(wǎng)絡(luò)管理與維護的企業(yè)技術(shù)人員的參考用書。

圖書在版編目（CIP）數(shù)據(jù)

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用/周德云主編.—北京:中國鐵道出版社

有限公司,2022.2

中國特色高水平高職學(xué)校項目建設(shè)成果人才培養(yǎng)高地

建設(shè)子項目改革系列教材

?ISBN978-7-113-28874-7

Ⅰ.①網(wǎng)…?Ⅱ.①周…?Ⅲ.①計算機網(wǎng)絡(luò)-高等職業(yè)

教育-教材?Ⅳ.①TP393

中國版本圖書館CIP數(shù)據(jù)核字(2022)第027618號

書??名：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

作者：周德云

策劃：祁?云??????????編輯部電話：（010）63549458

責(zé)任編輯：祁?云?賈淑媛

封面設(shè)計：鄭春鵬

責(zé)任校對：孜?玫

責(zé)任印制：樊啟鵬

出版發(fā)行：中國鐵道出版社有限公司（100054，北京市西城區(qū)右安門西街8號）

網(wǎng)址：/51eds/

印刷：三河市航遠印刷有限公司

版次：2022年2月第1版2022年2月第1次印刷

開本：850mm×1168mm1/16?印張：11字數(shù)：299千字

書號：ISBN978-7-113-28874-7

定價：32.00元

版權(quán)所有侵權(quán)必究

凡購買鐵道版圖書，如有印制質(zhì)量問題，請與本社教材圖書營銷部聯(lián)系調(diào)換。電話：（010）63550836

打擊盜版舉報電話：（010）63549461

中國特色高水平高職學(xué)校項目建設(shè)系列

教材編審委員會

顧?問：劉?申?哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院黨委書記、院長

主?任：孫百鳴?哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院副院長

副主任：金?淼?哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院宣傳（統(tǒng)戰(zhàn)）部部長

????杜麗萍?哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處處長

????徐翠娟?哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與信息工程學(xué)院院長

委?員：黃明琪?哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院馬克思主義學(xué)院院長

????欒?強?哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院藝術(shù)與設(shè)計學(xué)院院長

????彭?彤?哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院公共基礎(chǔ)教學(xué)部主任

????單?林?哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院醫(yī)學(xué)院院長

????王天成?哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程與應(yīng)急管理學(xué)院院長

????于星勝?哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車學(xué)院院長

????雍麗英?哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程學(xué)院院長

????張明明?哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院現(xiàn)代服務(wù)學(xué)院院長

????朱?丹?中嘉城建設(shè)計有限公司董事長、總經(jīng)理

????陸春陽?全國電子商務(wù)職業(yè)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會常務(wù)副主任

????趙愛民?哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司人力資源部培訓(xùn)主任

????劉艷華?哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車學(xué)院黨總支書記

????謝吉龍?哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程學(xué)院黨總支書記

????李?敏?哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程學(xué)院教學(xué)總管

????王永強?哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與信息工程學(xué)院教學(xué)總管

????張?宇?哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院高建辦教學(xué)總管

序

中國特色高水平高職學(xué)校和專業(yè)建設(shè)計劃（簡稱“雙高計劃”）是我國為建設(shè)一

批引領(lǐng)改革、支撐發(fā)展、中國特色、世界水平的高等職業(yè)學(xué)校和骨干專業(yè)（群）的

重大決策建設(shè)工程。哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院入選“雙高計劃”建設(shè)單位，對學(xué)院中國

特色高水平學(xué)校建設(shè)進行頂層設(shè)計，編制了站位高端、理念領(lǐng)先的建設(shè)方案和任務(wù)

書并扎實開展了人才培養(yǎng)高地、特色專業(yè)群、高水平師資隊伍與校企合作等項目建

設(shè)，借鑒國際先進的教育教學(xué)理念，開發(fā)中國特色、國際水準(zhǔn)的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，

深入推動“三教改革”，組建模塊化教學(xué)創(chuàng)新團隊，實施“課程思政”，開展“課堂

革命”，校企雙元開發(fā)活頁式、工作手冊式、新形態(tài)教材。為適應(yīng)智能時代先進教學(xué)

手段應(yīng)用，學(xué)校加大優(yōu)質(zhì)在線資源的建設(shè)，豐富教材的信息化載體，為開發(fā)工作過

程為導(dǎo)向的優(yōu)質(zhì)特色教材奠定基礎(chǔ)。

按照教育部印發(fā)的《職業(yè)院校教材管理辦法》要求，教材編寫總體思路是：依

據(jù)學(xué)校雙高建設(shè)方案中教材建設(shè)規(guī)劃、國家相關(guān)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)相關(guān)職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

及職業(yè)技能等級標(biāo)準(zhǔn)，服務(wù)學(xué)生成長成才和就業(yè)創(chuàng)業(yè)，以立德樹人為根本任務(wù)，融

入課程思政，對接相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，將企業(yè)應(yīng)用的新技術(shù)、新工藝和新規(guī)范融入

教材之中。教材編寫遵循技術(shù)技能人才成長規(guī)律和學(xué)生認知特點，適應(yīng)相關(guān)專業(yè)人

才培養(yǎng)模式創(chuàng)新和課程體系優(yōu)化的需要，注重以真實生產(chǎn)項目、典型工作任務(wù)及典

型工作案例等為載體開發(fā)教材內(nèi)容體系，實現(xiàn)理論與實踐有機融合。

本套教材是哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院中國特色高水平高職學(xué)校項目建設(shè)的重要成果

之一，也是哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院教材建設(shè)和教法改革成效的集中體現(xiàn)，教材體例新

穎，具有以下特色：

第一,教材研發(fā)團隊組建創(chuàng)新。按照學(xué)校教材建設(shè)統(tǒng)一要求，遴選教學(xué)經(jīng)驗豐

富、課程改革成效突出的專業(yè)教師任主編，選取了行業(yè)內(nèi)具有一定知名度的企業(yè)作

為聯(lián)合建設(shè)單位，形成了一支學(xué)校、行業(yè)、企業(yè)和教育領(lǐng)域高水平專業(yè)人才參與的

開發(fā)團隊，共同參與教材編寫。

第二，教材內(nèi)容整體構(gòu)建創(chuàng)新。精準(zhǔn)對接國家專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、職業(yè)

技能等級標(biāo)準(zhǔn)確定教材內(nèi)容體系，參照行業(yè)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，有機融入新技術(shù)、新工藝、

新規(guī)范，構(gòu)建基于職業(yè)崗位工作需要的體現(xiàn)真實工作任務(wù)、流程的內(nèi)容體系。

第三，教材編寫模式形式創(chuàng)新。與課程改革相配套，按照“工作過程系統(tǒng)

化”“項目+任務(wù)式”“任務(wù)驅(qū)動式”“CDIO式”四類課程改革需要設(shè)計四大教材編寫

模式，創(chuàng)新新形態(tài)、活頁式及工作手冊式教材三大編寫形式。

I

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

第四，教材編寫實施載體創(chuàng)新。依據(jù)本專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和人才培養(yǎng)方案要求，在

深入企業(yè)調(diào)研、崗位工作任務(wù)和職業(yè)能力分析基礎(chǔ)上，按照“做中學(xué)、做中教”的

編寫思路，以企業(yè)典型工作任務(wù)為載體進行教學(xué)內(nèi)容設(shè)計，將企業(yè)真實工作任務(wù)、

真實業(yè)務(wù)流程、真實生產(chǎn)過程納入教材之中，并開發(fā)了教學(xué)內(nèi)容配套的教學(xué)資源，

滿足教師線上線下混合式教學(xué)的需要，本套教材配套資源同時在相關(guān)平臺上線，可

隨時下載相應(yīng)資源，滿足學(xué)生在線自主學(xué)習(xí)課程的需要。

第五，教材評價體系構(gòu)建創(chuàng)新。從培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)道德和綜合職業(yè)能力與

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力出發(fā)，設(shè)計并構(gòu)建評價體系，注重過程考核和學(xué)生、教師、企業(yè)等參

與的多元評價，在學(xué)生技能評價上借助社會評價組織的1+X考核評價標(biāo)準(zhǔn)和成績認定

結(jié)果進行學(xué)分認定，每種教材均根據(jù)專業(yè)特點設(shè)計了綜合評價標(biāo)準(zhǔn)。

為確保教材質(zhì)量，學(xué)院組成了中國特色高水平高職學(xué)校項目建設(shè)系列教材編審

委員會，教材編審委員會由職業(yè)教育專家和企業(yè)技術(shù)專家組成，同時聘用企業(yè)技術(shù)

專家指導(dǎo)。學(xué)校組織了專業(yè)與課程專題研究組，對教材持續(xù)進行培訓(xùn)、指導(dǎo)、回訪

等跟蹤服務(wù)，有常態(tài)化質(zhì)量監(jiān)控機制，能夠為修訂完善教材提供穩(wěn)定支持，確保教

材的質(zhì)量。

本套教材是在學(xué)校骨干院校教材建設(shè)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過幾輪修訂，融入課程思政

內(nèi)容和課堂革命理念，既具積累之深厚，又具改革之創(chuàng)新，凝聚了校企合作編寫團

隊的集體智慧。本套教材的出版，充分展示了課程改革成果，為更好地推進中國特

色高水平高職學(xué)校項目建設(shè)做出積極貢獻！

哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院

中國特色高水平高職學(xué)校項目建設(shè)系列教材編審委員會

2021年8月

II

前?言

《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用》是高職計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用核心課程的配

套教材。本教材是根據(jù)高職院校的培養(yǎng)目標(biāo)，按照高職院校教學(xué)改革和課程改革

的要求，以國家標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，融入1+X證書標(biāo)準(zhǔn)及世界高職技能大賽標(biāo)準(zhǔn)，以

企業(yè)調(diào)研為基礎(chǔ)，確定項目、任務(wù)，明確課程目標(biāo)，制定課程標(biāo)準(zhǔn)，以能力培養(yǎng)

為主線，與企業(yè)合作，共同進行課程的開發(fā)和設(shè)計。編寫本教材的目的就是培養(yǎng)

學(xué)生具有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理與維護、網(wǎng)絡(luò)工程師等崗位的職業(yè)能力，即在掌握基本操

作技能的基礎(chǔ)上，著重培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力和職業(yè)素質(zhì)，以解決網(wǎng)絡(luò)工程現(xiàn)場的復(fù)

雜設(shè)計和施工問題。在教學(xué)中，以理論夠用為度，以全面掌握網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置、

應(yīng)用為基礎(chǔ)，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的解決問題能力及排錯、創(chuàng)新能力。

教材設(shè)計的理念與思路是按照學(xué)生職業(yè)能力成長的過程進行培養(yǎng)：選擇真實

的網(wǎng)絡(luò)工程工作項目為主線進行教學(xué)。項目導(dǎo)向，任務(wù)驅(qū)動，注重解決實際應(yīng)用

的能力，在教學(xué)中以培養(yǎng)學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)工程項目設(shè)計及實施的能力為重點，以使學(xué)

生全面掌握網(wǎng)絡(luò)組建過程為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)場的分析、解決問題的能力為終

極目標(biāo)，適應(yīng)學(xué)生層次，方便學(xué)生使用。

教材的特色與創(chuàng)新有如下幾個方面：

（1）以培養(yǎng)學(xué)生實際工程經(jīng)驗為主線，采用項目任務(wù)式，項目按工作流程

開發(fā)。本教材主要針對計算機網(wǎng)絡(luò)及計算機應(yīng)用相關(guān)專業(yè)開設(shè)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程，

適合高職教育，符合學(xué)生發(fā)展規(guī)律。現(xiàn)用教材理論偏多，不是項目任務(wù)式，不利

于學(xué)生技能訓(xùn)練、素質(zhì)養(yǎng)成。

（2）注重素質(zhì)養(yǎng)成及課程思政。在深入企業(yè)調(diào)研的基礎(chǔ)上，按照實際工程

項目及工作任務(wù)設(shè)計內(nèi)容，注重學(xué)生實踐能力、職業(yè)能力的訓(xùn)練，在教材中融入

課程思政，注重培養(yǎng)愛國、愛校、團結(jié)、擔(dān)當(dāng)及吃苦耐勞的精神。

（3）課程內(nèi)容及評測標(biāo)準(zhǔn)、認證習(xí)題等引入世界大賽、1+X證書標(biāo)準(zhǔn)，課、崗、

證、賽融通。

（4）與企業(yè)合作開發(fā)，項目選取典型。企業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程師的加入，使實際工

作流程和項目選取更典型和有代表性，其中需求分析、項目測試等任務(wù)模塊由工

程經(jīng)驗豐富的工程師設(shè)計，與教師共同編寫。

通過課程開發(fā)、教材建設(shè)，使學(xué)生學(xué)習(xí)后明確網(wǎng)絡(luò)工程項目實際工作流程，

鍛煉網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的技能，增長網(wǎng)絡(luò)知識，為以后的進一步學(xué)習(xí)和就業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)。

I

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

本教材共設(shè)4個項目，12個任務(wù)，參考教學(xué)時數(shù)為56～72學(xué)時。

本教材由哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院周德云任主編，負責(zé)確定教材編制的體例及

統(tǒng)稿工作，并負責(zé)編寫任務(wù)4、任務(wù)12的全部內(nèi)容，與企業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程師溫俊日

合作完成任務(wù)6的編寫工作；哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院李洪丹、李丹任副主編，負責(zé)

輔助主編完成教材項目任務(wù)的實踐性、操作性審核，李洪丹負責(zé)任務(wù)9、任務(wù)10

和任務(wù)11的編寫及實訓(xùn)驗證，李丹負責(zé)任務(wù)5和任務(wù)8的編寫及實訓(xùn)驗證；哈

爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉陽負責(zé)任務(wù)1的編寫，朱娜負責(zé)任務(wù)3的編寫，楊興全負責(zé)

任務(wù)2和任務(wù)7的編寫。

本教材由哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院徐翠娟主審，給各位編者提出了很多有建設(shè)

性的建議。另外，在此特別感謝哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院中國特色高水平高職學(xué)校項

目建設(shè)系列教材編審委員會給予教材編寫的指導(dǎo)和大力幫助。

由于編寫組的業(yè)務(wù)水平和經(jīng)驗之限，書中難免有不妥之處，懇請指正。

??????????????????????????編?者

?????????????????????????2021年8月

II

目錄

目?錄

項目1走進網(wǎng)絡(luò)的世界...........................................................................1

【項目導(dǎo)入】.........................................................................................1

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】.........................................................................................1

【項目實施】.........................................................................................1

任務(wù)1辨識計算機網(wǎng)絡(luò).................................................................1

任務(wù)2使用網(wǎng)絡(luò)參考模型分析網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包.....................................25

任務(wù)3使用網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)實施網(wǎng)絡(luò)綜合布線..................................42

項目2辦公室網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建.........................................................................56

【項目導(dǎo)入】........................................................................................56

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】........................................................................................56

【項目實施】........................................................................................56

任務(wù)4依據(jù)辦公需求設(shè)計辦公室網(wǎng)絡(luò)...........................................56

任務(wù)5配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實現(xiàn)可靠傳輸...............................................68

項目3考試中心網(wǎng)絡(luò)工程項目..............................................................83

【項目導(dǎo)入】........................................................................................83

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】........................................................................................83

【項目實施】........................................................................................83

任務(wù)6實施項目調(diào)研，進行需求分析............................................83

任務(wù)7設(shè)計網(wǎng)絡(luò)工程項目............................................................93

任務(wù)8實施網(wǎng)絡(luò)工程項目...........................................................110

任務(wù)9驗收項目........................................................................122

項目4考試中心網(wǎng)絡(luò)項目拓展............................................................131

【項目導(dǎo)入】......................................................................................131

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】......................................................................................131

【項目實施】......................................................................................131

任務(wù)10使用VLAN技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)邏輯分割..................................131

任務(wù)11使用單臂路由技術(shù)實現(xiàn)VLAN間通信...............................145

任務(wù)12使用VTP實現(xiàn)VLAN統(tǒng)一部署........................................156

參考文獻................................................................................................166

I

項目1走進網(wǎng)絡(luò)的世界

項目1

走進網(wǎng)絡(luò)的世界

項目導(dǎo)入

NET公司為自己的工業(yè)園區(qū)的辦公樓進行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，規(guī)劃拓撲結(jié)構(gòu)和IP地址，并且使用

Wireshark軟件針對本地主機的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包進行捕捉和分析，識別TCP/IP協(xié)議各層包頭信息。

同時，NET公司還要根據(jù)HZY學(xué)院委托，完成HZY學(xué)院新實訓(xùn)室的網(wǎng)絡(luò)綜合布線工作。

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)進行區(qū)分，并能進行網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的劃分。

2.能夠進行網(wǎng)絡(luò)常用設(shè)備的區(qū)分與選擇，并能描述設(shè)備的相關(guān)功能。

3.能夠進行數(shù)制轉(zhuǎn)換的計算。

4.能夠辨析OSI參考模型的構(gòu)成和功能。

5.能夠掌握TCP/IP協(xié)議的構(gòu)成和相關(guān)協(xié)議功能。

6.能夠使用TCP/IP協(xié)議分析數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包。

7.能夠掌握IPv4分組的結(jié)構(gòu)，使用Wireshark軟件分析IPv4包頭信息。

8.了解計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人員應(yīng)當(dāng)具備的職業(yè)道德規(guī)范，為將來從事網(wǎng)絡(luò)行業(yè)做準(zhǔn)備。

9.理解團隊協(xié)作的重要性。

項目實施

任務(wù)1辨識計算機網(wǎng)絡(luò)

任務(wù)描述

NET公司在工業(yè)園區(qū)蓋了兩棟樓（A樓和B樓），公司領(lǐng)導(dǎo)交給網(wǎng)絡(luò)管理員小王一項任務(wù)：設(shè)

計合理的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，同時根據(jù)公司實際上網(wǎng)的主機數(shù)，以及考慮后繼的擴展要求，為公司的子網(wǎng)

劃分設(shè)計一個合理的分配方案。已知A樓中有行政部（50臺計算機）、銷售部（50臺計算機）、研

發(fā)部（100臺計算機）以及一臺服務(wù)器，B樓中有生產(chǎn)部（500臺計算機）。

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網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

任務(wù)解析

通過完成本任務(wù)，了解網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)的基本組成，能夠利用工具軟件進行拓撲結(jié)構(gòu)圖

的繪制，認識相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，熟悉常見的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)以及數(shù)制轉(zhuǎn)換的相關(guān)方法，最后完成任務(wù)內(nèi)容

的實施。

知識鏈接

一、計算機網(wǎng)絡(luò)概述

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機應(yīng)用的范圍日益廣泛。盡管計算機的運行速度在不斷增加，

但單臺計算機的資源還是有限的，如存儲容量不夠大、打印機質(zhì)量低等。在現(xiàn)代信息化社會中，對信

息的處理不僅僅是計算、統(tǒng)計、歸納、分類等，還需要進行大量的信息交互。計算機已從

視頻

單機使用發(fā)展到群機使用，越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域需要計算機在一定的地理范圍內(nèi)聯(lián)機工作，

從而促進計算機技術(shù)和通信技術(shù)的緊密結(jié)合，以實現(xiàn)資源共享和信息交互，計算機網(wǎng)絡(luò)技

術(shù)應(yīng)運而生。

計算機和通信曾經(jīng)是各不相干的兩門學(xué)科，近年來，它們之間的界限已逐漸變得模糊，

計算機網(wǎng)絡(luò)人們已經(jīng)越來越難將它們完全分開。今天，無論是大型計算機、小型計算機還是微型計算機，

概述都以某種方式連接到網(wǎng)絡(luò)上，利用專用的設(shè)備即可通過網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)、語音和其他信號。

具體來說，數(shù)據(jù)存儲在計算機中的方式與它們在通信線路上的傳輸方式之間，已經(jīng)沒有什

么區(qū)別了。在計算機中，數(shù)據(jù)總是以數(shù)字形式進行編碼。隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，語音信號在從發(fā)送

者傳送到接收者的過程中，也在某個節(jié)點上進行了數(shù)字化。對于通信線路上流動的信號，人們根本無

法區(qū)分哪些是計算機數(shù)據(jù)，哪些是數(shù)字化的語音信號，哪些是數(shù)字化的視頻信號。

現(xiàn)代社會中，大多數(shù)人每天都在使用計算機網(wǎng)絡(luò)，計算機網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)融入人們的日常生活中，包

括家庭、學(xué)校、工作單位等，沒有網(wǎng)絡(luò)，人們幾乎什么都做不了。在日常生活中，電話是人們十分熟

悉的通信工具，不需要經(jīng)過培訓(xùn)就會使用。現(xiàn)在，計算機網(wǎng)絡(luò)也達到了與電話網(wǎng)絡(luò)相同的地位和影響，

人們的生活已經(jīng)開始依賴于計算機網(wǎng)絡(luò)了，全球性的Internet已經(jīng)無處不在。舉個例子，比如說我

們一個人的智慧解決問題可能就稍微慢一點兒，如果集很多人的智慧在一起，就會使處理問題的能

力大大提高。網(wǎng)絡(luò)也是這樣的，一臺計算機單獨作戰(zhàn)的時候，可能效率不是十分的高，處理能力也

不是很強大，那么通過網(wǎng)絡(luò)，利用網(wǎng)絡(luò)來提高系統(tǒng)的處理能力，就跟我們平時所說的人多力量大是

一個道理。

在日常生活中，有線電話網(wǎng)、移動電話網(wǎng)是非常重要的，人們無法與這兩種電話網(wǎng)割裂開來。

銀行的自動取款機與銀行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接在一起，使人們可以通過網(wǎng)絡(luò)在自己的銀行賬戶中取錢或存

錢。同樣，銀行借記卡也是通過銀行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)揮作用的。購物時，銀行終端通過讀碼器發(fā)出的激光

束掃描所購商品的條形碼；收銀機終端與商店或連鎖店內(nèi)部的計算機網(wǎng)絡(luò)連接在一起，可以跟蹤商店

里商品庫存情況和顧客的購買習(xí)慣等。計算機網(wǎng)絡(luò)的終端能自動發(fā)出重新進貨的訂單，以保證顧客喜

愛的商品不會缺貨，新的商品會被自動訂購，并在數(shù)小時或數(shù)日內(nèi)送到。顧客遞上自己的信用卡時，

網(wǎng)絡(luò)查看該張信用卡，以確認沒有超過信用額度，或確認是客戶自己的信用卡。所有這一切，都是在

數(shù)秒內(nèi)完成的。

很多人在家里、辦公室或?qū)W校訪問Internet。在某個圖書館借書時，也許會通過網(wǎng)絡(luò)訪問該圖書

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項目1走進網(wǎng)絡(luò)的世界

館館藏圖書數(shù)據(jù)庫。訂購某種商品時，可以通過Internet訪問生產(chǎn)該產(chǎn)品的公司網(wǎng)站，該公司可能通

過一個內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)檢查庫存，生成送貨單和賬單，并安排送貨日期等。用手機打電話使用的就是無線網(wǎng)

絡(luò)。如果通過家里的有線電視系統(tǒng)或衛(wèi)星上網(wǎng)，那是在使用另一種形式的網(wǎng)絡(luò)。

無論是企業(yè)、政府機關(guān)、學(xué)校等，常常在一個辦公室或一幢樓里通過小型局域網(wǎng)將各種終端與

計算機設(shè)備連接起來，這種小型局域網(wǎng)不同于大型的跨國或國際網(wǎng)絡(luò)，只有大型組織或機構(gòu)才有條件

建設(shè)和維護大型網(wǎng)絡(luò)。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，小型網(wǎng)絡(luò)和大型網(wǎng)絡(luò)之間的區(qū)別也開始變得模糊

了，Internet無處不在。對于許多人來說，沒有Internet就根本無法工作。

可見，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為日常生活中不可或缺的一部分，以至于人們幾乎意識不到網(wǎng)絡(luò)的存在。人們通

過網(wǎng)絡(luò)進行商務(wù)交易、檢索信息、信息交互與通信，而對于通信得以實現(xiàn)的原因與相關(guān)技術(shù)則缺乏認識。

人們不需要關(guān)心網(wǎng)絡(luò)的運作細節(jié)，也無須擔(dān)心網(wǎng)絡(luò)是否能在人們需要時正常工作，就好比打開水龍頭時，

無須擔(dān)心水是否會流出來一樣。計算機網(wǎng)絡(luò)是新的技術(shù)，與傳統(tǒng)的服務(wù)相比，雖然在可靠性上有一定的

差距，但一般來說還是相當(dāng)可靠的。今天，計算機網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)變得與有線電話網(wǎng)、移動電話網(wǎng)、電網(wǎng)、供

水網(wǎng)等傳統(tǒng)的“網(wǎng)絡(luò)”同等重要。

綜上所述，在信息高速公路上，計算機網(wǎng)絡(luò)是一個載體，計算機網(wǎng)絡(luò)無處不在，為人們的工作、

生活帶來了便利，提高了效率。計算機網(wǎng)絡(luò)將兩臺或多臺計算機通過電纜或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接在一起，以

便在它們之間交換信息、共享資源。

那什么是計算機網(wǎng)絡(luò)呢?用通信設(shè)備和線路將處在不同地理位置、操作相對獨立的多臺計算機連

接起來，并配置相應(yīng)的系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，在原本各自獨立的計算機之間實現(xiàn)軟硬件資源共享和信息傳

遞等功能的系統(tǒng)就是計算機網(wǎng)絡(luò)。

1.計算機網(wǎng)絡(luò)的功能

自20世紀(jì)60年代末計算機網(wǎng)絡(luò)誕生以來，僅幾十年時間它就以異常迅猛的速度發(fā)展起來，被

越來越廣泛地應(yīng)用于政治、經(jīng)濟、軍事、生產(chǎn)及科學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域，如圖1-1所示。

教育

政府

商業(yè)網(wǎng)絡(luò)

Internet

移動用戶

住宅小區(qū)

個人用戶

圖1-1Internet應(yīng)用的領(lǐng)域

計算機網(wǎng)絡(luò)的主要功能包括如下幾個方面：

（1）數(shù)據(jù)通信

現(xiàn)代社會的信息量激增，信息交換也日益增多，利用網(wǎng)絡(luò)來傳輸各種信息和數(shù)據(jù)，比傳統(tǒng)的方

式更節(jié)省資源和更高效。另外，通過網(wǎng)絡(luò)還可以傳輸聲音、圖像和視頻，實現(xiàn)多媒體通信。

3

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

（2）資源共享

在計算機網(wǎng)絡(luò)中有許多昂貴的資源，如大型數(shù)據(jù)庫、計算機群等并不是每一個用戶都擁有，所

以必須實行資源共享。資源共享包括硬件資源的共享，如打印機、大容量磁盤等，也包括軟件資源的

共享，如程序、數(shù)據(jù)等。熱門的“云計算”就是將強大的運算能力、存儲能力及軟件資源共享給大量

的用戶，以避免重復(fù)投資和勞動，從而提高了資源的利用率，使系統(tǒng)的整體性價比得到提高。

（3）增加可靠性

在一個系統(tǒng)內(nèi)，單個部件或計算機的暫時失效必須通過替換資源的方法來維持系統(tǒng)的持續(xù)運行。

但在計算機網(wǎng)絡(luò)中，每種資源（尤其是程序和數(shù)據(jù)）可以分別存放在多個地點，而用戶可以通過多種

途徑來訪問網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的資源，避免了單點失效對用戶造成的影響。

（4）提高系統(tǒng)處理能力

單機的處理能力是有限的，而同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多臺計算機可通過協(xié)同操作和并行處理來提高整個

系統(tǒng)的處理能力，使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各計算機實現(xiàn)負載均衡。

由于計算機網(wǎng)絡(luò)具備上述功能，因此得到廣泛應(yīng)用。計算機網(wǎng)絡(luò)最典型的代表就是互聯(lián)網(wǎng)，它

實質(zhì)上就是個全世界范圍內(nèi)的計算機網(wǎng)絡(luò)。

2.計算機網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展

1）計算機網(wǎng)絡(luò)的形成

1946年第一臺電子計算機ENIAC誕生后，隨著半導(dǎo)體技術(shù)、磁記錄技術(shù)的發(fā)展和計算機軟件的

開發(fā)，計算機技術(shù)的發(fā)展異常迅速。20世紀(jì)70年代微型計算機（微機）的出現(xiàn)和發(fā)展，使計算機在

各個領(lǐng)域得到了廣泛的普及和應(yīng)用，極大地加快了信息技術(shù)革命，使人類進入了信息時代。在計算機

應(yīng)用的過程中，需要對大量復(fù)雜的信息進行收集、交換、加工、處理和傳輸，從而引入了通信技術(shù)，

以便通過通信線路為計算機或終端設(shè)備提供收集、交換和傳輸信息的手段。

計算機網(wǎng)絡(luò)的研究是從20世紀(jì)60年代開始的。計算機技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合，使計算機的應(yīng)

用范圍得到了極大的開拓。當(dāng)前，計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用已滲透到社會的各個領(lǐng)域，無論是軍事、金融、

情報檢索、交通運輸、教育等領(lǐng)域，或是企業(yè)、機關(guān)或?qū)W校內(nèi)部的管理等，無不采用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，

計算機網(wǎng)絡(luò)已成為人們打破時間和空間限制的便捷工具。此外，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對于其他技術(shù)的發(fā)展

也具有強大的支撐作用。

2）計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展階段

與任何其他事物的發(fā)展過程一樣，計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜、從單機到多機、從終

端與計算機之間的通信到計算機與計算機之間直接通信的演變過程。其發(fā)展大致經(jīng)歷了四個階段：面

向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)、多機系統(tǒng)互連的計算機網(wǎng)絡(luò)、開放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)體系的計算機網(wǎng)絡(luò)、Internet

的應(yīng)用與高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。

（1）面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)

在20世紀(jì)50年代中期至60年代末期，計算機技術(shù)與通信技術(shù)初步結(jié)合，形成了計算機網(wǎng)絡(luò)的

雛形——面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)。這種早期計算機網(wǎng)絡(luò)的主要形式，實際上是以單個計算機為中心的

連機網(wǎng)絡(luò)。為了提高計算機的工作效率和系統(tǒng)資源的利用率，將多個終端通過通信設(shè)備和通信線路連

接到計算機上，在通信軟件的控制下，各個終端用戶分時輪流使用計算機系統(tǒng)的資源。系統(tǒng)中除一臺

中心計算機外，其余的終端都不具備自主處理功能，系統(tǒng)中主要是終端和計算機間的通信。20世紀(jì)

60年代初期，美國航空公司使用的是由一臺中心計算機和全美范圍內(nèi)2000多個終端組成的機票預(yù)

訂系統(tǒng)，就是面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)的一個代表。

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項目1走進網(wǎng)絡(luò)的世界

這種單計算機連機網(wǎng)絡(luò)涉及多種通信技術(shù)、多種數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和數(shù)據(jù)交換設(shè)備等。從計算機技

術(shù)上來看，屬于分時多用戶系統(tǒng)，即多個終端用戶分時占用主機上的資源，主機既承擔(dān)通信工作，又

承擔(dān)數(shù)據(jù)處理工作，主機的負荷較重，且效率低。此外，每一個分散的終端都要單獨占用一條通信線

路，線路利用率低；隨著終端用戶的增多，系統(tǒng)的費用也增加。為了提高通信線路的利用率，減輕主

機的負擔(dān)，采用多點通信線路、集中器以及通信控制處理機等技術(shù)。

●多點通信線路：在一條通信線路上串接多個終端，多個終端共享同一條通信線路與主機通信，

各個終端與主機間的通信可以分時地使用同一高速通信線路，提高信道的利用率，如圖1-2所示。

主機

終端

圖1-2多點通信線路

●通信控制處理機（CommunicationControlProcessor，CCP）：又稱前端處理機（FrontEnd

Processor，F(xiàn)EP），負責(zé)完成全部通信任務(wù)，讓主機專門進行數(shù)據(jù)處理，以提高數(shù)據(jù)處理效率。

●集中器：負責(zé)從終端到主機的數(shù)據(jù)集中，以及從主機到終端的數(shù)據(jù)分發(fā)，可以放置于終端相對

集中的地點。一端用多條低速線路與各終端相連，收集終端的數(shù)據(jù)；另一端用一條較高速率的

線路與主機相連，實現(xiàn)高速通信，以提高通信效率，如圖1-3所示。集中器把收到的多個終端

的信息按一定格式匯總，再傳送給主計算機。

集中器

高速線路高速線路

高速控制器低速線路終端

主機

圖1-3使用終端集中器的通信系統(tǒng)

面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)屬于第一代計算機網(wǎng)絡(luò)。這些系統(tǒng)只是計算機網(wǎng)絡(luò)的“雛形”，沒有真

正出現(xiàn)“網(wǎng)”的形式，一般在用戶終端和計算機之間通過公用電話網(wǎng)進行通信。隨著終端用戶增加，

計算機的負荷加重，一旦計算機發(fā)生故障，將導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，降低其可靠性。

（2）多機系統(tǒng)互連的計算機網(wǎng)絡(luò)

從20世紀(jì)60年代中期至70年代中期，隨著計算機技術(shù)和通信技術(shù)的進步，利用通信線路將多個單

臺計算機聯(lián)機終端網(wǎng)絡(luò)互連起來，形成多機系統(tǒng)互連的網(wǎng)絡(luò)。多個計算機系統(tǒng)主機之間連接后，主機與

主機之間也能交換信息、相互調(diào)用軟件以及調(diào)用其中任何一臺主機的資源，系統(tǒng)呈現(xiàn)多個計算機處理中心，

各計算機通過通信線路連接，相互交換數(shù)據(jù)、傳送軟件，實現(xiàn)互連的計算機之間的資源共享。

這時的計算機網(wǎng)絡(luò)有以下兩種形式：

●通過通信線路將主計算機直接互連起來，主機既承擔(dān)數(shù)據(jù)處理任務(wù)又承擔(dān)通信任務(wù)，如圖1-4

所示。

5

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

●把通信從主機分離出來，設(shè)置通信控制處理機（CCP），主機之間的通信通過CCP的中繼功

能逐級間接進行。由CCP組成的傳輸網(wǎng)絡(luò)成為通信子網(wǎng)，如圖1-5所示。

終端終端

終端終端

主機

主機

CCP

主機主機

CCPCCP主機

主機

通信子網(wǎng)

資源子網(wǎng)終端終端

終端終端

終端終端終端終端

圖1-4主機直接互連的網(wǎng)絡(luò)圖1-5具有通信子網(wǎng)的計算機網(wǎng)絡(luò)

通信控制處理機負責(zé)網(wǎng)絡(luò)上各主機之間的通信控制和通信處理，它們組成的通信子網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)層

或骨架層，是網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。網(wǎng)絡(luò)中的主機負責(zé)數(shù)據(jù)處理，是計算機網(wǎng)絡(luò)資源的擁有者，它們組

成了網(wǎng)絡(luò)的資源子網(wǎng)，是網(wǎng)絡(luò)的外層。通信子網(wǎng)為資源子網(wǎng)提供信息傳輸服務(wù)，資源子網(wǎng)上用戶之間的

通信建立在通信子網(wǎng)的基礎(chǔ)上。沒有通信子網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)不能工作，而沒有資源子網(wǎng)，通信子網(wǎng)的傳輸也失

去意義，兩者結(jié)合構(gòu)成統(tǒng)一的資源共享的兩層網(wǎng)絡(luò)，將通信子網(wǎng)的規(guī)模進一步擴大，使之變成社會共有

的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，如圖1-6所示。廣域網(wǎng)，特別是國家級的計算機網(wǎng)絡(luò)，大多采用這種形式。這種網(wǎng)絡(luò)允

許異種機入網(wǎng)，兼容性好，通信線路利用率高，是計算機網(wǎng)絡(luò)概念最多、設(shè)備最多的一種形式。

終端

終端終端終端

資源子網(wǎng)終端

CCPCCP

主機

主機

CCPCCP

CCPCCP

通信子網(wǎng)主機

主機

終端終端終端終端

終端終端

圖1-6具有公共數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的計算機網(wǎng)絡(luò)

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項目1走進網(wǎng)絡(luò)的世界

多機系統(tǒng)使計算機網(wǎng)絡(luò)的通信方式由終端與計算機之間的通信，發(fā)展到計算機與計算機之間的

直接通信。網(wǎng)絡(luò)中各計算機子系統(tǒng)相對獨立，形成一個松散耦合的大系統(tǒng)。用戶可以把整個系統(tǒng)看作

由若干個功能不一的計算機系統(tǒng)集合而成，功能比面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)擴大了很多。美國國防部高

級研究計劃局（DARPA）1969年建成的ARPANET實驗網(wǎng)，是這種形式的最早代表。

這個時期的計算機網(wǎng)絡(luò)，以遠程大規(guī)?；ミB為其主要特點，稱為第二代網(wǎng)絡(luò)，屬于計算機網(wǎng)絡(luò)

的形成階段。

（3）開放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)體系的計算機網(wǎng)絡(luò)

經(jīng)過20世紀(jì)六七十年代前期的發(fā)展，為了促進網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的開發(fā)，各大公司紛紛制訂了自己的網(wǎng)

絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，最終促成了國際標(biāo)準(zhǔn)的制定。遵循網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)建成的網(wǎng)絡(luò)稱為第三代計算機網(wǎng)絡(luò)。

計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展過程可分為兩個階段：

①各計算機制造廠商網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化。

各大計算機公司和計算機研制部門進行計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的研究，目的是提供一種統(tǒng)一信息

格式和協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)軟件結(jié)構(gòu)，使網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)、擴充和變動更易于實現(xiàn)，適應(yīng)計算機網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展的

需要。1974年，IBM公司首先提出了完整的計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化的概念，宣布了SNA標(biāo)準(zhǔn)，

方便了用戶用IBM各種機型建造網(wǎng)絡(luò)。1975年，DEC公司公布了面向分布式網(wǎng)絡(luò)的DNA（數(shù)字網(wǎng)

絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）；1976年，UNIVAC公司公布了DCA（數(shù)據(jù)通信體系結(jié)構(gòu)），Burroughs公司公布了

BNA（寶來網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)）等。這些網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)只是在一個公司范圍內(nèi)有效，即遵從某種標(biāo)準(zhǔn)的、

能夠互連的網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品，也只限于同一公司所生產(chǎn)的同構(gòu)型設(shè)備。

②國際網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化。

為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)向標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的需要，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）于1977年成立了計算機與信息處理

標(biāo)準(zhǔn)化委員會下屬的開放系統(tǒng)互連分技術(shù)委員會，在研究、吸收各計算機制造廠商的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)

準(zhǔn)和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，著手制定開放系統(tǒng)互連的一系列標(biāo)準(zhǔn)，旨在方便異種計算機互連。該委員會制定

了開放系統(tǒng)互連參考模型（OSI/RM），簡稱OSI。開放系統(tǒng)互連參考模型為新一代計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

提供了功能上和概念上的框架，是一個具有指導(dǎo)性的標(biāo)準(zhǔn)。OSI規(guī)定了可以互連的計算機系統(tǒng)之間的

通信協(xié)議，遵從OSI協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品都是所謂的開放系統(tǒng)，符合OSI標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)被稱為第三代計算

機網(wǎng)絡(luò)。這個時期是計算機網(wǎng)絡(luò)的成熟階段。

20世紀(jì)80年代，微型計算機有了極大的發(fā)展，對社會生活各個方面都產(chǎn)生了深刻的影響。在一

個單位內(nèi)部微型計算機和智能設(shè)備的互連網(wǎng)絡(luò)，不同于遠程公用數(shù)據(jù)網(wǎng)，推動了局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。

1980年2月，IEEE802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)出臺。局域網(wǎng)從開始就按照標(biāo)準(zhǔn)化、互相兼容的方式展開競爭，

迅速進入了專業(yè)化的成熟時期。

（4）Internet的應(yīng)用與高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展

從20世紀(jì)80年代末開始，計算機技術(shù)、通信技術(shù)以及建立在Internet技術(shù)基礎(chǔ)上的計算機網(wǎng)絡(luò)

技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。隨著Internet被廣泛應(yīng)用，高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與基于Web技術(shù)的Internet應(yīng)用迅速

發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展進入第四階段。

Internet飛速發(fā)展與應(yīng)用的同時，高速網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也引起人們越來越多的關(guān)注。高速網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

主要表現(xiàn)在：寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)（B-ISDN）、異步傳輸模式（ATM）、高速局域網(wǎng)、交換局域網(wǎng)、

虛擬網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)絡(luò)?；诠饫w通信技術(shù)的寬帶城域網(wǎng)與寬帶接入網(wǎng)技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，已經(jīng)成為

當(dāng)前研究、應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點問題之一。

隨著社會生活對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與基于網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的依賴程度越來越高，人們對網(wǎng)絡(luò)與信息安全的

7

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

需求越來越強烈。網(wǎng)絡(luò)與信息安全的研究正在成為研究、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點問題，引起社會的高

度重視。

隨著網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的光纖化、各國通信設(shè)施的建立與發(fā)展、多媒體網(wǎng)絡(luò)與寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)

（B-ISDN）的開發(fā)和應(yīng)用、智能網(wǎng)的發(fā)展、計算機分布式系統(tǒng)的研究，計算機網(wǎng)絡(luò)相繼出現(xiàn)了高速

以太網(wǎng)、光纖分布式數(shù)字接口（FDDI）、快速分組交換技術(shù)（包括幀中繼、ATM）等新技術(shù)，推動

著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，使計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進入高速計算機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)階段，Internet成為計算

機網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域最引人注目，也是發(fā)展最快的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

3）計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢

進入21世紀(jì)，計算機網(wǎng)絡(luò)向著綜合化、寬帶化、智能化和個性化方向發(fā)展。信息高速公路向用

戶提供聲音、圖像、圖形、數(shù)據(jù)和文本的綜合服務(wù)，實現(xiàn)多媒體通信，是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的目標(biāo)。電話、收

音機、電視機以及計算機和通信衛(wèi)星等領(lǐng)域正在迅速地融合，信息的獲取、存儲、處理和傳輸之間的

“孤島現(xiàn)象”隨著計算機網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的發(fā)展而逐漸消失，曾經(jīng)獨立發(fā)展的電信網(wǎng)絡(luò)、電視網(wǎng)絡(luò)

和計算機網(wǎng)絡(luò)不斷融合，新的信息產(chǎn)業(yè)正以強勁的勢頭迅速崛起。

Internet的廣泛應(yīng)用推動計算機網(wǎng)絡(luò)與通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，推動通信行業(yè)從傳輸網(wǎng)技術(shù)到

服務(wù)業(yè)務(wù)類型的巨大變化。要滿足大規(guī)模Internet接入和提供多種Internet服務(wù)，電信運營商必須提

供全程、全網(wǎng)、端到端、可靈活配置的寬帶城域網(wǎng)。在這樣一個社會需求的驅(qū)動下，電信運營商紛紛

將競爭重點和大量資金從廣域網(wǎng)、主干網(wǎng)的建設(shè)，轉(zhuǎn)移到高效、經(jīng)濟、支持大量用戶接入和支持多種

業(yè)務(wù)的城域網(wǎng)建設(shè)中，導(dǎo)致了世界性的信息高速公路建設(shè)的高潮。信息高速公路的建設(shè)又推動了電信

產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動了大規(guī)模的企業(yè)重組和業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移。寬帶城域網(wǎng)已成為現(xiàn)代化城市建設(shè)的重要基

礎(chǔ)設(shè)施之一。

如果將國家級大型主干網(wǎng)比作是國家級公路，各個城市和地區(qū)的高速城域網(wǎng)比作是地區(qū)級公路，

接入網(wǎng)就相當(dāng)于最終把家庭、機關(guān)、學(xué)校、企業(yè)用戶接到地區(qū)級公路的道路。接入網(wǎng)技術(shù)解決的是

最終用戶接入地區(qū)性網(wǎng)絡(luò)的問題。由于Internet的應(yīng)用越來越廣泛，社會對接入網(wǎng)技術(shù)的需求也越

來越強烈，接入網(wǎng)技術(shù)有著廣闊的市場前景，已成為當(dāng)前計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究、應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的

熱點問題。

計算機網(wǎng)絡(luò)的重要的支撐技術(shù)是微電子技術(shù)和光電子技術(shù)。基于光纖通信技術(shù)的寬帶城域網(wǎng)與

接入網(wǎng)技術(shù)，以及移動計算網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行技術(shù)、網(wǎng)格技術(shù)與存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)正在成

為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與研究的熱點。全光網(wǎng)絡(luò)將以光節(jié)點取代現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的電節(jié)點，并用光纖將節(jié)點互連成網(wǎng)，

利用光波完成信號的傳輸、交換等功能，以克服現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)在傳送和交換時的瓶頸，減少信息傳播的擁

塞，提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。

二、計算機網(wǎng)絡(luò)基本概念

1.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)

視頻（1）協(xié)議

在網(wǎng)絡(luò)世界中，為了實現(xiàn)各種各樣的需求，需要在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間通信；而在人類社會中，

做任何事情同樣需要人與人之間的交流。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的通信使用各種協(xié)議作為通信“規(guī)則”，

人與人之間的交流則是通過各種語言來實現(xiàn)的，可以說語言就是人與人之間交流的“規(guī)則”。

協(xié)議對于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間通信的作用類似于語言對于人類交流的作用。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間在將信號發(fā)

計算機網(wǎng)絡(luò)送給對方的同時，也希望對方能夠“理解”這個信號，并做出回應(yīng)，即完成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的

基本概念

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項目1走進網(wǎng)絡(luò)的世界

通信。因此，要進行通信的兩個節(jié)點間必須采用一種雙方均可“理解”的協(xié)議。

協(xié)議就是一組控制數(shù)據(jù)通信的規(guī)則。它定義了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間要傳送什么、如何通信以及何時進行

通信，這正是協(xié)議的三個要素：語法、語義、同步。

●語法：即數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和形式，也就是數(shù)據(jù)傳輸?shù)南群箜樞?。如協(xié)議可以規(guī)定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點前面?zhèn)鬏?/p>

的部分為IP地址，后面為要傳輸?shù)男畔?。就像給親朋好友寫信，信封寫明收件人或發(fā)件人的

地址，信封里面才是信件本身的內(nèi)容。

●語義：語義是每部分的含義。它定義數(shù)據(jù)的每一部分該如何解釋，基于這種解釋又該如何行動。

就像運輸貨物，如果是玻璃或瓷器等易碎的貨物，在包裝箱上就會注明“輕拿輕放”，這樣負

責(zé)運輸?shù)墓と撕褪肇浫司蜁貏e注意。

●同步：指數(shù)據(jù)何時發(fā)送以及數(shù)據(jù)的發(fā)送頻率。例如，如果發(fā)送端發(fā)送速率為100Mbit/s，而接

收端以10Mbit/s的速率接收數(shù)據(jù)，那么接收端將只能接收一小部分數(shù)據(jù)。

（2）標(biāo)準(zhǔn)

人類社會發(fā)展之初，人們過著相對原始的生活，人與人之間的協(xié)作很少且很簡單，語言沒有用

武之地。隨著社會的發(fā)展，人與人之間的交流、溝通越發(fā)頻繁，于是語言誕生了。但各地的語言卻存

在著很大的差異，于是就形成了大家所熟知的“方言”。隨著社會的進一步發(fā)展，各地域間的交流日

趨頻繁，不同的“方言”給大家的交往帶來了諸多不便，于是，開始推行“普通話”。

我們可以將網(wǎng)絡(luò)通信的協(xié)議理解為“方言”，而將標(biāo)準(zhǔn)理解為“普通話”。在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的過程中，

很多機構(gòu)或設(shè)備生產(chǎn)廠商研發(fā)了自己的私有協(xié)議，而其他廠商生產(chǎn)的設(shè)備并不支持。如果網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間

使用私有協(xié)議通信，除非設(shè)備都是同一廠家生產(chǎn)，否則將無法實現(xiàn)。于是國際上一些標(biāo)準(zhǔn)化組織就推

行了一系列網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)，來實現(xiàn)不同廠商設(shè)備間的通信。有如下標(biāo)準(zhǔn)：

●ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）：ISO所涉足的領(lǐng)域很多，這里主要關(guān)注它在信息技術(shù)領(lǐng)域所做的努力，

即在網(wǎng)絡(luò)通信中創(chuàng)建了OSI（開放系統(tǒng)互連參考模型）。

●ANSI（美國國家標(biāo)準(zhǔn)化局）：ANSI是美國在ISO中的代表，它的目標(biāo)是成為美國標(biāo)準(zhǔn)化志愿

機構(gòu)的協(xié)調(diào)組織，屬非營利的民間組織。

●ITU-T（國際電信聯(lián)盟-電信標(biāo)準(zhǔn)化部門）：CCITT（國際電報電話咨詢委員會）致力于研究

和建立電信的通用標(biāo)準(zhǔn)，特別是針對電話和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。它隸屬于ITU（國際電信聯(lián)盟），

于1993年之后改名為ITU-T。

●IEEE（電氣和電子工程師學(xué)會）：是世界上最大的專業(yè)工程師學(xué)會，它主要涉及電氣工程、

電子學(xué)、無線電工程以及相關(guān)的分支領(lǐng)域，在通信領(lǐng)域主要負責(zé)監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)和采納。

網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)對于從事該行業(yè)的人員有很大的指導(dǎo)意義，也是必須要遵守的。

2.IEEE802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

IEEE802標(biāo)準(zhǔn)誕生于1980年2月，因此得名。它定義了網(wǎng)卡如何訪問傳輸介質(zhì)（如目前較為

常見的雙絞線、光纖等），以及在這些介質(zhì)上傳輸數(shù)據(jù)的方法等。目前廣泛使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（網(wǎng)卡、

交換機、路由器等）都遵循IEEE802標(biāo)準(zhǔn)。

IEEE802委員會針對不同傳輸介質(zhì)的局城網(wǎng)制定了不同的標(biāo)準(zhǔn)，適用于不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。這里

重點介紹IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)和IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)。

（1）IEEE802.3

最初IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)定義了四種不同介質(zhì)的10Mbit/s的以太網(wǎng)規(guī)范，其中包括使用雙絞線介

質(zhì)的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)——10Base-T，該標(biāo)準(zhǔn)很快成為辦公自動化應(yīng)用中首選的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

9

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

在IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)誕生后的幾年中，以太網(wǎng)突飛猛進地發(fā)展，IEEE802.3工作小組相繼推出一

系列標(biāo)準(zhǔn)：

●IEEE802.3u標(biāo)準(zhǔn)，即100Mbit/s快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)已合并到IEEE802.3中。

●IEEE802.3z標(biāo)準(zhǔn)，即光纖介質(zhì)實現(xiàn)1Gbit/s以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

●IEEE802.3ab標(biāo)準(zhǔn)，即雙絞線實現(xiàn)1Gbit/s以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

●IEEE802.3ae標(biāo)準(zhǔn)，即實現(xiàn)10Gbit/s以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

●IEEE802.3ba標(biāo)準(zhǔn)，即實現(xiàn)100Gbit/s以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）IEEE802.11

1997年，IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)成為第一個無線局城網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，主要用于解決辦公室和校園等局城網(wǎng)

中用戶終端的無線接入。數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳漕l頻段為2.4GHz，速率最高只能達到2Mbit/s。后來，隨著

無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，IEEE又相繼推出了一系列新的標(biāo)準(zhǔn)，常用的有以下幾種：

●IEEE802.11a，是IEEE802.11的一個修訂標(biāo)準(zhǔn)，其載波頻率為5GHz，通信速率最高可達54Mbit/s，

目前無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本不再應(yīng)用該標(biāo)準(zhǔn)。

●IEEE802.11b，相當(dāng)普及的一個無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，而且現(xiàn)在大部分的無線設(shè)備依然支持該標(biāo)準(zhǔn)，

其載波頻率為2.4GHz，通信速率最高可達11Mbit/s。

●IEEE802.11g，被廣泛應(yīng)用的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，其載波頻率為2.4GHz，通信速率最高可

達54Mbit/s，可與IEEE802.11b兼容。

●IEEE802.11n，是一個還在草案階段就廣為應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在支持IEEE802.11n標(biāo)準(zhǔn)

的Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)是世界上應(yīng)用最廣的技術(shù)之一，其可靠的性能、易用性和廣泛的適用性

獲得了用戶的高度信賴。在傳輸速率方面得益于MIMO（多輸入多輸出）技術(shù)的發(fā)展，

IEEE802.11n的通信速度最高可達600Mbit/s。

●IEEE802.11ac，802.11n之后的版本，目前應(yīng)用越來越多。它工作在5G頻段，理論上可以提

供高達1Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸能力。

3.網(wǎng)絡(luò)常見設(shè)備

當(dāng)用戶通過電子郵件給遠方的朋友送去祝福時，一定不會想到這封郵件在網(wǎng)絡(luò)中將會經(jīng)歷怎樣

復(fù)雜的行程。就好比將一封真實的信件投到郵局后，無法了解郵局傳遞信件的中間過程一樣。其實，

在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)男畔⑿枰?jīng)過各種通信設(shè)備，而設(shè)備會根據(jù)地址將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到正確的目的地。對于計

算機終端用戶而言，這個復(fù)雜的中間過程就