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第1章　计算机网络概述1

1.1　计算机网络技术的发展历程1

1.1.1　计算机网络的发展与形成1

1.1.2　计算机网络发展的阶段4

1.1.3　计算机网络的定义6

1.1.4　计算机网络技术的特征8

1.1.5　计算机网络在信息时代的作用8

1.1.6　Internet的发展9

1.1.7　计算机网络在中国的发展10

1.2　计算机网络的组成和结构13

1.2.1　计算机网络的物理结构13

1.2.2　计算机网络的拓扑结构14

1.2.3　计算机网络的协议体系结构15

1.2.4　计算机网络的分类15

1.2.5　计算机网络的硬件和软件17

1.2.6　计算机网络中的常用术语18

1.3 与计算机网络有关的技术标准19

1.3.1 国际组织与有关的标准19

1.3.2　Internet标准及制定组织20

1.3.3　RFC文档21

1.4　小结22

1.5　思考题与习题23

第2章　计算机网络协议和体系结构24

2.1　计算机网络协议24

2.1.1　计算机网络协议的作用24

2.1.2　计算机网络协议的要素25

2.1.3　计算机网络协议的格式26

2.2　计算机网络体系结构26

2.2.1　计算机网络体系结构的定义26

2.2.2　网络体系结构分层的原则27

2.2.3　网络体系结构中的服务28

2.2.4　网络层次接口和数据单元30

2.2.5　协议和服务的关系30

2.2.6　对等协议的通信过程31

2.3　OSI参考模型32

2.3.1　OSI参考模型概述32

2.3.2　OSI参考模型的结构32

2.3.3　OSI参考模型各层的功能33

2.3.4　OSI参考模型中的数据传输35

2.4　TCP/IP协议参考模型36

2.4.1　TCP/IP协议的产生背景36

2.4.2　TCP/IP协议的层次结构38

2.4.3　网络协议的捆绑40

2.4.4　OSI与TCP/IP的比较40

2.5　局域网络体系结构参考模型41

2.5.1　局域网络体系结构的层次41

2.5.2　局域网络体系结构各层的功能42

2.5.3　局域网络体系结构的特点42

2.6　计算机网络实例43

2.6.1　ARPANET43

2.6.2　X.25网络45

2.6.3　Internet与Internet 246

2.7　小结50

2.8　思考题与习题50

第3章　数据通信技术基础53

3.1　数据通信基本知识53

3.1.1　信息、数据与信号53

3.1.2　通信的基本要求54

3.1.3　数据通信系统模型54

3.1.4　信道的最大容量55

3.1.5　计算机网络中的速率56

3.1.6　基带传输和频带传输57

3.1.7　通信双方的交互方式58

3.1.8　异步传输和同步传输58

3.2　传输介质59

3.2.1　传输介质的分类59

3.2.2　有线传输介质60

3.2.3　无线传输介质66

3.2.4　卫星传输69

3.3　信道复用技术71

3.3.1　频分复用和时分复用71

3.3.2　波分复用72

3.3.3　统计复用73

3.4　数据编码技术74

3.4.1　数字数据编码为模拟信号74

3.4.2　数字数据编码为数字信号74

3.4.3　模拟数据编码为数字信号75

3.4.4　模拟数据编码为模拟信号77

3.5　交换技术77

3.5.1　交换技术的用途77

3.5.2 电路交换和报文交换77

3.5.3　分组交换78

3.5.4　交换技术的比较78

3.5.5　信元交换79

3.6　差错控制技术79

3.6.1　差错产生的原因79

3.6.2　差错控制方法79

3.6.3　海明校验81

3.6.4　循环冗余校验编码82

3.7　无线与移动通信基础84

3.7.1　无线通信基础知识84

3.7.2　蜂窝移动通信85

3.7.3　全球移动通信系统86

3.7.4　码分多址访问87

3.8　小结89

3.9　思考题与习题90

第4章　应用层92

4.1　应用层协议原理92

4.1.1　应用层协议及描述92

4.1.2　应用层需要的服务93

4.1.3　网络应用的计算模式93

4.1.4　应用层协议与运输层协议的关系94

4.2　域名系统95

4.2.1　域名系统概述95

4.2.2　域名地址空间结构96

4.2.3　DNS域名解析过程100

4.2.4　DNS记录和报文101

4.3　万维网和HTTP103

4.3.1　万维网概述103

4.3.2　超文本标记语言104

4.3.3　统一资源定位符105

4.3.4　超文本传输协议107

4.3.5　Web高速缓存109

4.4　文件传输协议109

4.4.1　FTP概述109

4.4.2　FTP的工作原理110

4.4.3　客户端应用程序111

4.4.4　匿名FTP服务112

4.4.5　FTP交互工作过程的例子112

4.4.6　FTP与HTTP的比较114

4.4.7　简单文件传输协议114

4.5 电子邮件114

4.5.1　电子邮件概述114

4.5.2　电子邮件协议116

4.5.3　电子邮件报文格式117

4.5.4　SMTP的工作过程117

4.5.5　POP3的工作过程120

4.5.6　通用Internet邮件扩展协议121

4.5.7　SMTP与HTTP的比较123

4.6　对等网络124

4.6.1　P2P概述124

4.6.2　P2P网络的结构125

4.6.3　P2P网络和C/S网络的比较127

4.7　客户机／服务器应用编程127

4.7.1　网络应用编程概述127

4.7.2　TCP套接字应用编程128

4.7.3　UDP套接字应用编程132

4.8　小结135

4.9　思考题与习题136

第5章　运输层138

5.1　运输层概述138

5.1.1　运输层提供的服务138

5.1.2　运输层与相邻层的关系139

5.1.3　运输服务质量和运输协议数据单元140

5.2　运输层协议的要素141

5.2.1　网络中的寻址141

5.2.2　运输层的复用与分用143

5.2.3　运输连接的建立与释放144

5.2.4　运输协议实现的控制146

5.3　基本的网络协议设计与分析147

5.3.1 可靠数据传输协议设计的基本概念147

5.3.2　滑动窗口协议描述148

5.3.3　理想的网络协议148

5.3.4　停－等协议149

5.3.5　回退N协议152

5.3.6　选择重传协议154

5.3.7　3种可靠数据传输协议的比较156

5.4　拥塞控制157

5.4.1　拥塞控制概述157

5.4.2　与拥塞控制有关的因素158

5.4.3　流量控制与拥塞控制159

5.4.4　拥塞控制原理160

5.4.5　网络拥塞控制机制161

5.5　因特网中的运输层协议167

5.5.1　因特网运输层协议概述167

5.5.2　运输层的端口167

5.6　用户数据报协议168

5.6.1　UDP的特点与作用168

5.6.2　UDP的协议格式168

5.6.3　UDP的校验和169

5.7　传输控制协议170

5.7.1　TCP的功能描述170

5.7.2　TCP报文段的格式171

5.7.3　TCP连接与控制管理173

5.7.4　TCP流量控制和拥塞控制173

5.7.5　TCP的重传机制176

5.8　网络服务质量177

5.8.1　网络服务质量概述177

5.8.2　调度和管制机制178

5.8.3　综合服务178

5.8.4　区分服务179

5.8.5　多协议标记交换180

5.9　小结181

5.10　思考题与习题182

第6章　网络层185

6.1 网络层涉及的问题185

6.1.1 网络层实现的功能185

6.1.2　虚电路服务和数据报服务187

6.1.3　通信子网的内部结构189

6.2　路由选择191

6.2.1　路由选择概述191

6.2.2　网络分组的交付194

6.2.3　路由选择模块与路由表194

6.2.4　路由技术要素195

6.2.5　静态路由选择195

6.3　动态路由选择197

6.3.1　动态路由选择的基本概念197

6.3.2　孤立式自适应路由选择197

6.3.3　距离矢量路由选择198

6.3.4　链路状态路由选择202

6.4　层次路由选择207

6.4.1　层次路由选择概述207

6.4.2　自治系统208

6.5　广播和多播路由选择209

6.5.1　广播路由选择209

6.5.2　多播路由选择210

6.6　因特网的路由选择协议213

6.6.1　内部路由协议——RIP214

6.6.2　内部路由协议——OSPF216

6.6.3　外部路由协议——BGP-4220

6.7 网络互连225

6.7.1　网络互连概述225

6.7.2　网络互连模型及互连规则226

6.7.3　网络互连设备228

6.7.4　网络互连层次之间的关系229

6.8　因特网上的网络层协议229

6.8.1　IP协议概述229

6.8.2　IP分组的分片232

6.8.3　IP地址及应用方法233

6.8.4　专用IP地址及用途236

6.8.5　IP地址的一些要点236

6.8.6　IP层转发分组的过程237

6.8.7　子网划分技术238

6.8.8　使用子网掩码的分组转发过程241

6.8.9　无分类编址242

6.8.10　因特网控制报文协议245

6.9　移动IP网络247

6.9.1　移动IP概述247

6.9.2　移动IP技术涉及的术语248

6.9.3　移动IP的组成和结构249

6.9.4　移动节点具有的功能250

6.9.5　移动IP的工作原理251

6.10　小结252

6.11　思考题与习题253

第7章　数据链路层和局域网258

7.1　数据链路层258

7.1.1　数据链路层的基本概念258

7.1.2　数据链路层的用途259

7.1.3　帧边界的确定及成帧方法261

7.1.4　数据链路层的流量控制263

7.2　数据链路层协议263

7.2.1　二进制同步通信协议263

7.2.2　高级数据链路控制协议265

7.2.3　因特网中的数据链路层协议268

7.3　局域计算机网络270

7.3.1　局域网概述270

7.3.2　局域网涉及的问题271

7.3.3　局域网标准IEEE 802271

7.4　信道访问协议272

7.4.1　信道访问协议概述272

7.4.2　固定信道划分协议273

7.4.3　随机访问协议273

7.4.4　轮流访问协议276

7.5　MAC地址与地址解析协议277

7.5.1　MAC地址277

7.5.2　地址解析协议278

7.5.3　地址解析协议应用分析282

7.5.4　反向地址解析协议284

7.6　以太网原理与技术284

7.6.1 以太网概述284

7.6.2　快速以太网287

7.6.3　千兆位以太网288

7.6.4　万兆位以太网291

7.7　令牌环形局域网292

7.7.1　令牌环形局域网概述292

7.7.2　IEEE 802.5帧结构293

7.8　交换式局域网294

7.8.1 交换式局域网的结构和工作原理294

7.8.2　交换机的交换方式296

7.8.3　三层交换的概念296

7.8.4　局域网采用的三层交换技术297

7.8.5 三层交换机与传统路由器的比较298

7.9　虚拟局域网299

7.9.1　使用虚拟局域网的原因299

7.9.2　虚拟局域网概述300

7.9.3　虚拟局域网使用的帧格式301

7.9.4　静态虚拟局域网和动态虚拟局域网301

7.9.5　虚拟局域网内主机之间的通信302

7.9.6　虚拟局域网之间主机的通信303

7.10　无线局域网304

7.10.1　无线局域网概述304

7.10.2　无线局域网的发展历程305

7.10.3　IEEE 802.11307

7.10.4　有固定基础设施的无线局域网307

7.10.5　无固定基础设施的自组网络308

7.10.6　IEEE 802.11的协议体系结构309

7.10.7　IEEE 802.11的MAC层310

7.10.8　IEEE 802.11的物理层314

7.10.9　其他无线计算机网络315

7.11　小结316

7.12　思考题与习题317

第8章　物理层320

8.1　物理层协议320

8.1.1　物理层涉及的问题320

8.1.2　物理层协议描述321

8.1.3　物理层的物理连接321

8.2　物理层标准举例322

8.2.1　EIA-RS-232标准概述322

8.2.2　EIA-RS-232-C标准的特性描述322

8.2.3　两台计算机直连324

8.3　宽带接入技术324

8.3.1　xDSL技术324

8.3.2　光纤同轴混合技术325

8.4　同步数字体系326

8.4.1　同步数字体系的基本概念326

8.4.2　同步数字体系的速率体系327

8.4.3　同步光纤网络的体系结构328

8.5　小结329

8.6　思考题与习题329

第9章　网络管理与网络安全331

9.1 网络管理331

9.1.1　网络管理概述331

9.1.2　网络管理协议332

9.1.3　网络管理模型332

9.1.4　网络管理代理334

9.1.5　网络管理站和SNMP规定的操作334

9.1.6　简单网络管理协议335

9.1.7　管理信息结构337

9.2　网络安全337

9.2.1　网络安全概述337

9.2.2　网络安全面临的威胁339

9.2.3　网络安全层次划分340

9.2.4　网络安全评价标准341

9.3　数据加密技术342

9.3.1　网络安全模型342

9.3.2　对称密钥密码体制343

9.3.3　数据加密标准345

9.4　公钥密码体制346

9.4.1　公钥密码体制的概念346

9.4.2　公钥密码体制的算法348

9.4.3　数字签名技术349

9.4.4　报文鉴别技术350

9.4.5　密钥分配技术352

9.4.6　链路加密与端到端加密353

9.5　防火墙技术及结构354

9.5.1　防火墙技术的概念354

9.5.2　防火墙的结构355

9.6　入侵检测技术356

9.6.1 入侵检测系统的定义和分类356

9.6.2　入侵检测系统与P2DR模型357

9.6.3　入侵检测系统模型358

9.7　小结359

9.8　思考题与习题359

第10章　IPv6网络362

10.1　IPv6协议概述362

10.1.1　IPv4协议存在的问题362

10.1.2　IPv6协议的发展历程363

10.2　IPv6协议格式364

10.2.1　IPv6协议数据单元364

10.2.2　IPv6协议与IPv4协议的比较366

10.2.3　IPv6协议的扩展首部367

10.3　IPv6地址368

10.3.1　IPv6地址标识方法368

10.3.2　IPv6地址空间和IPv6前缀370

10.3.3　IPv6地址的分类370

10.3.4　IPv6地址的一般格式371

10.4 ICMPv6372

10.4.1　ICMPv6概述372

10.4.2　ICMPv6对ICMPv4的改进372

10.4.3　ICMPv6报文的一般格式374

10.5　IPv6过渡技术374

10.5.1　IPv6过渡技术概述374

10.5.2　双栈技术375

10.5.3　隧道技术375

10.5.4　转换技术377

10.6　小结377

10.7　思考题与习题378

附录379

附录A　书中英文缩写词379

附录B　计算机网络协议层次在网络拓扑中的位置387

附录C　教学建议388

参考文献391