计算机网络教程

第1章　概述　1

1．1　计算机网络在信息时代中的作用　1

1．2　因特网概述　3

1．2．1　网络的网络　3

1．2．2　因特网发展的三个阶段　4

1．2．3　因特网的标准化工作　7

1．3　因特网的组成　8

1．3．1　因特网的边缘部分　8

1．3．2　因特网的核心部分　10

1．4　计算机网络的定义与分类　15

1．4．1　计算机网络的定义　15

1．4．2　计算机网络的分类　15

1．5　计算机网络的主要性能指标　16

1．6　计算机网络体系结构　20

1．6．1　网络协议　20

1．6．2　层次模型与计算机网络体系结构　21

1．6．3　具有五层协议的原理体系结构　23

1．6．4　实体、协议和服务　26

1．6．5　TCP/IP的体系结构　27

1．7　计算机网络在我国的发展　27

1．8　两个重要的新兴网络技术　28

1．8．1　云计算　29

1．8．2　物联网　30

本章的重要概念　31

习题　31

第2章　物理层　33

2．1　物理层的基本概念　33

2．2　数据通信的基础知识　34

2．2．1　数据通信系统的模型　34

2．2．2　编码与调制　35

2．2．3　信道的极限容量　36

2．2．4　传输方式　38

2．3　物理层下面的传输媒体　39

2．3．1　导引型传输媒体　40

2．3．2　非导引型传输媒体　43

2．4　信道复用技术　45

2．4．1　频分复用、时分复用和统计时分复用　46

2．4．2　波分复用　48

2．4．3　码分复用　48

2．5　数字传输系统　50

2．5．1　PCM速率体制　50

2．5．2　SONET/SDH　51

2．5．3　光网络　52

2．6　互联网接入技术　53

2．6．1　电话网拨号接入　53

2．6．2　数字用户线接入　53

2．6．3　光纤同轴混合网接入　56

2．6．4　光纤接入　57

2．6．5　以太网接入　58

2．6．6　无线接入　58

本章的重要概念　59

习题　60

第3章　数据链路层　62

3．1　使用点对点信道的数据链路层　62

3．1．1　数据链路层所处的地位　62

3．1．2　数据链路和帧　63

3．1．3　封装成帧　64

3．1．4　差错检测　67

3．1．5　可靠传输　69

3．2　点对点协议PPP　75

3．2．1　PPP的特点　76

3．2．2　PPP的组成　76

3．2．3　PPP的帧格式　77

3．2．4　PPP的工作状态　78

3．3　使用广播信道的数据链路层　79

3．3．1　媒体接入控制　79

3．3．2　局域网　80

3．4　共享式以太网　84

3．4．1　CSMA/CD协议　84

3．4．2　共享式以太网的信道利用率　88

3．4．3　使用集线器的星形拓扑　89

3．4．4　以太网的帧格式　90

3．5　网桥和以太网交换机　92

3．5．1　在物理层扩展以太网　92

3．5．2　在数据链路层扩展以太网　93

3．5．3　以太网交换机　98

3．5．4　虚拟局域网VLAN　99

3．6　以太网的演进　101

3．6．1　100BASE-T以太网　101

3．6．2　吉比特以太网　102

3．6．3　10吉比特和100吉比特以太网　103

3．6．4　使用以太网进行宽带接入　104

3．7　无线局域网　105

3．7．1　无线局域网的组成　105

3．7．2　802．11局域网的物理层　109

3．7．3　802．11局域网的MAC协议　109

3．7．4　802．11局域网的MAC帧　113

3．7．5　其他无线计算机网络　115

本章的重要概念　116

习题　118

第4章　网络层与网络互连　121

4．1　网络层概述　121

4．1．1　分组转发和路由选择　121

4．1．2　网络层提供的两种服务　122

4．1．3　虚电路网络　124

4．2　网际协议IP　125

4．2．1　异构网络互连　126

4．2．2　IP地址及编址方式　128

4．2．3　IP地址与物理地址　134

4．2．4　地址解析协议ARP　136

4．2．5　IP数据报的格式　139

4．2．6　IP数据报的转发　143

4．3　网际控制报文协议ICMP　147

4．3．1　ICMP报文的种类　147

4．3．2　ICMP的应用举例　149

4．4　因特网的路由选择协议　151

4．4．1　有关路由选择协议的几个基本概念　151

4．4．2　内部网关协议RIP　153

4．4．3　内部网关协议OSPF　156

4．4．4　外部网关协议BGP　159

4．5　路由器的工作原理　162

4．5．1　路由器的构成　162

4．5．2　路由器与交换机的比较　165

4．5．3　三层交换机　166

4．6　VPN与NAT　167

4．6．1　虚拟专用网VPN　167

4．6．2　网络地址转换NAT　169

4．7　IP多播　171

4．7．1　IP多播的基本概念　171

4．7．2　在局域网上进行硬件多播　173

4．7．3　IP多播需要两种协议　173

4．7．4　网际组管理协议IGMP　175

4．7．5　多播路由选择协议　176

4．8　移动IP　179

4．8．1　移动性对网络应用的影响　179

4．8．2　移动IP的工作原理　180

4．8．3　移动IP的标准　182

4．8．4　蜂窝移动通信网中的移动性管理　182

4．9　下一代的网际协议IPv6　183

4．9．1　解决IP地址耗尽的根本措施　183

4．9．2　IPv6的基本首部　183

4．9．3　IPv6的编址　185

4．9．4　从IPv4向IPv6过渡　187

4．9．5　ICMPv6　188

4．10　多协议标签交换MPLS　189

本章的重要概念　191

习题　194

第5章　运输层　199

5．1　运输层协议概述　199

5．1．1　进程之间的通信　199

5．1．2　因特网的运输层协议　201

5．1．3　运输层的复用与分用　202

5．2　用户数据报协议UDP　203

5．2．1　UDP概述　203

5．2．2　UDP的首部格式　204

5．3　传输控制协议TCP　205

5．3．1　TCP的主要特点　205

5．3．2　TCP报文段结构　207

5．3．3　TCP的可靠传输　209

5．3．4　TCP的流量控制　215

5．3．5　TCP的连接管理　217

5．4　拥塞控制　220

5．4．1　拥塞的原因与危害　221

5．4．2　拥塞控制的基本方法　222

5．4．3　TCP的拥塞控制　223

本章的重要概念　227

习题　229

第6章　网络应用　232

6．1　应用层概述　232

6．1．1　网络应用程序体系结构　232

6．1．2　应用层协议　234

6．1．3　选择运输层协议　235

6．2　域名系统DNS　235

6．2．1　域名系统概述　236

6．2．2　因特网的域名结构　237

6．2．3　域名服务器　238

6．2．4　域名解析的过程　240

6．3　万维网WWW　241

6．3．1　万维网概述　241

6．3．2　统一资源定位符URL　243

6．3．3　超文本传送协议HTTP　244

6．3．4　万维网的文档　250

6．3．5　移动Web　253

6．3．6　万维网搜索引擎　254

6．3．7　博客与微博　256

6．4　电子邮件　258

6．4．1　电子邮件系统的组成　258

6．4．2　简单邮件传送协议SMTP　260

6．4．3　电子邮件的信息格式　261

6．4．4　邮件读取协议POP3和IMAP　262

6．4．5　基于万维网的电子邮件　263

6．4．6　通用因特网邮件扩展MIME　264

6．5　文件传送协议FTP　267

6．6　远程终端协议TELNET　269

6．7　动态主机配置协议DHCP　270

6．8　P2P文件共享　271

6．8．1　P2P文件分发　272

6．8．2　在P2P对等方中搜索对象　273

6．8．3　案例：BitTorrent　275

6．9　多媒体网络应用　276

6．9．1　实时多媒体数据传输中的问题　277

6．9．2　实时运输协议RTP　279

6．9．3　流式存储音频/视频　280

6．9．4　流式实况音频/视频　282

6．9．5　实时交互音频/视频　283

6．10　网络应用编程接口　285

6．10．1　TCP套接字编程　286

6．10．2　一个简单的代码实例　287

本章的重要概念　289

习题　291

第7章　网络安全　294

7．1　网络安全概述　294

7．1．1　安全威胁　294

7．1．2　安全服务　296

7．2　机密性与密码学　296

7．2．1　对称密钥密码体制　297

7．2．2　公钥密码体制　298

7．3　完整性与鉴别　299

7．3．1　报文摘要和报文鉴别码　299

7．3．2　数字签名　301

7．3．3　实体鉴别　302

7．4　密钥分发与公钥认证　303

7．4．1　对称密钥的分发　303

7．4．2　公钥的签发与认证　304

7．5　访问控制　304

7．5．1　访问控制的基本概念　305

7．5．2　访问控制策略　306

7．6　网络各层的安全实例　307

7．6．1　物理层实例：信道加密机　307

7．6．2　数据链路层实例：802．11i　308

7．6．3　网络层实例：IPsec　310

7．6．4　运输层实例：SSL/TLS　312

7．6．5　应用层实例：PGP　314

7．7　系统安全：防火墙与入侵检测系统　315

7．7．1　防火墙　315

7．7．2　入侵检测系统　317

7．8　网络攻击及其防范　318

7．8．1　网络扫描　318

7．8．2　网络监听　319

7．8．3　拒绝服务攻击　320

本章的重要概念　322

习题　324

附录A　最短路径算法——Dijkstra算法　326

附录B　配套实验建议　328

附录C　英文缩写词　334

附录D　参考书目　340

本书共为7章，主要内容包括概述、物理层、数据链路层(包括局域网)、网络层与网络互连、运输层、网络应用、网络安全，覆盖了全国计算机专业考研的知识范围。各章均附有本章的重要概念和习题。此外，附录中提供了最短路径算法、配套实验建议、英文缩写词及参考书目。
　　本书的特点是概念准确、论述严谨、图文并茂、容易理解。以通俗易懂的方式阐述计算机网络最基本的原理与概念，注重分析各种技术背后的原理和方法。
　　本书可供所有专业的大学本科生使用，对从事计算机网络工作的工程技术人员也有学习参考价值。