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第一部分 计算机网络基础知识1

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 计算机网络的定义1

1.1.2 通信技术和计算机网络技术的发展3

1.1.3 计算机网络发展的划代5

1.1.4 计算机网络的功能和用途7

1.1.5 计算机网络技术的特征8

1.1.6 计算机网络在我国的发展9

1.2 计算机网络的组成和结构10

1.2.1 计算机网络的物理构成11

1.2.2 计算机网络的拓扑结构12

1.2.3 计算机网络的协议体系结构13

1.2.4 计算机网络的分类13

1.2.5 计算机网络的硬件15

1.2.6 计算机网络的软件15

1.2.7 计算机网络的常用术语15

1.3 与计算机网络有关的技术标准16

1.3.1 国际组织与有关的标准16

1.3.2 国际标准的制定过程17

1.3.3 Internet标准及制定组织18

1.3.4 RFC文档18

1.3.5 有关Internet管理组织和技术标准的网址19

小结19

思考题与习题20

第2章 计算机网络体系结构和网络协议21

2.1 计算机网络协议21

2.1.1 计算机网络协议的作用21

2.1.2 计算机网络协议的要素22

2.1.3 网络协议与人类通信所使用协议的比较22

2.1.4 计算机网络协议的格式23

2.2 计算机网络体系结构23

2.2.1 计算机网络体系结构的定义23

2.2.2 网络体系结构分层的原则24

2.2.3 两种形式的网络服务25

2.2.4 服务原语26

2.2.5 对等协议的通信过程27

2.2.6 接口和数据单元27

2.2.7 协议和服务的关系28

2.3 OSI参考模型28

2.3.1 OSI参考模型概述28

2.3.2 OSI参考模型的结构29

2.3.3 OSI参考模型各层的功能29

2.3.4 OSI参考模型的数据传输31

2.4 TCP/IP协议32

2.4.1 TCP/IP协议是Internet的语言32

2.4.2 TCP/IP协议的层次结构33

2.4.3 网络协议的捆绑34

2.4.4 OSI参考模型与TCP/IP协议的比较35

2.5 计算机网络实例36

2.5.1 ARPANET网络36

2.5.2 X.25网络36

2.5.3 交换式多兆位数据服务37

2.5.4 Internet与Internet 237

小结39

思考题与习题39

第二部分 数据通信基础知识41

第3章 数据通信技术基础41

3.1 数据通信基本知识41

3.1.1 信息、数据与信号41

3.1.2 通信的基本要求42

3.1.3 数据通信传输系统模型42

3.1.4 信道的最大容量43

3.1.5 调制速率和数据传输率44

3.1.6 基带传输和频带传输44

3.1.7 通信双方信息交互的方式45

3.1.8 异步传输和同步传输45

3.2 有线传输介质46

3.2.1 传输介质的分类46

3.2.2 双绞线46

3.2.3 同轴电缆48

3.2.4 光纤49

3.3 无线传输介质52

3.3.1 电磁波谱52

3.3.2 无线电传输53

3.3.3 微波传输54

3.3.4 红外线传输55

3.3.5 激光传输55

3.3.6 卫星传输56

3.4 信道复用技术57

3.4.1 频分复用57

3.4.2 时分复用58

3.4.3 时分复用与频分复用的比较58

3.4.4 波分复用58

3.4.5 空分复用59

3.4.6 统计复用59

3.5 数据编码技术60

3.5.1 数字数据编码为模拟信号60

3.5.2 数字数据编码为数字信号61

3.5.3 模拟数据编码为数字信号62

3.5.4 模拟数据编码为模拟信号63

3.6 交换技术63

3.6.1 交换技术的用途63

3.6.2 电路交换63

3.6.3 报文交换63

3.6.4 分组交换63

3.6.5 传统交换技术的比较64

3.6.6 信元交换65

3.7 差错控制技术65

3.7.1 差错产生的原因65

3.7.2 差错控制方法65

3.7.3 前向纠错及海明校验66

3.7.4 循环冗余校验编码67

小结68

思考题与习题70

第三部分 自顶向下的计算机网络体系结构第4章 应用层72

4.1 应用层协议原理72

4.1.1 应用层协议及描述72

4.1.2 应用层需要的服务73

4.1.3 网络应用的计算模式73

4.1.4 进程通信与应用层协议74

4.1.5 Internet运输协议提供的服务74

4.2 域名系统75

4.2.1 域名与IP地址75

4.2.2 域名系统提供的服务75

4.2.3 域名地址空间结构75

4.2.4 域名系统工作原理78

4.2.5 域名系统记录和报文78

4.3 Web服务和超文本标记语言80

4.3.1 超文本、超媒体及超链接80

4.3.2 超文本标记语言80

4.3.3 统一资源定位符82

4.3.4 HTTP报文格式84

4.3.5 Web高速缓存86

4.4 文件传输协议86

4.4.1 概述86

4.4.2 FTP服务器与客户机87

4.4.3 匿名FTP服务87

4.4.4 FTP的工作原理88

4.4.5 客户端应用程序88

4.4.6 FTP交互工作过程的例子89

4.4.7 FTP与HTTP的比较90

4.4.8 简单文件传输协议90

4.5 电子邮件服务91

4.5.1 电子邮件系统的组成91

4.5.2 电子邮件协议92

4.5.3 电子邮件地址93

4.5.4 电子邮件报文格式93

4.5.5 电子邮件服务器之间的工作过程94

4.5.6 通用Internet邮件扩展96

4.5.7 SMTP与HTTP的比较98

小结98

思考题与习题99

第5章 运输层101

5.1 运输层提供的服务101

5.1.1 运输层的作用101

5.1.2 运输层与网络层的关系102

5.1.3 运输层协议与相邻层的关系描述103

5.1.4 运输层的服务质量103

5.1.5 运输服务原语和运输协议数据单元104

5.2 运输协议的要素105

5.2.1 网络中的寻址105

5.2.2 复用与分用106

5.2.3 运输连接的建立与释放107

5.2.4 连接控制与缓冲管理108

5.2.5 差错控制108

5.2.6 超时机制和序号设置109

5.3 基本的网络协议设计与分析109

5.3.1 滑动窗口协议描述109

5.3.2 理想网络情况的协议110

5.3.3 停-等协议111

5.3.4 回退N协议114

5.3.5 选择重传协议115

5.3.6 三种可靠数据传输协议的比较115

5.4 拥塞控制116

5.4.1 拥塞与拥塞控制116

5.4.2 与拥塞控制有关的因素117

5.4.3 流量控制与拥塞控制117

5.4.4 拥塞控制原理118

5.4.5 拥塞控制方法119

5.5 TCP/IP协议簇中的运输层协议124

5.5.1 TCP/IP协议簇的运输层协议124

5.5.2 应用层协议对应的运输层协议124

5.5.3 运输层的端口124

5.6 用户数据报协议125

5.6.1 用户数据报协议的特点与作用125

5.6.2 用户数据报协议的格式126

5.6.3 用户数据报协议的校验和126

5.7 运输控制协议127

5.7.1 运输控制协议的功能描述127

5.7.2 运输控制协议的格式128

5.7.3 运输控制协议的连接与控制管理129

5.7.4 端口和套接字130

5.7.5 运输控制协议的流量控制和拥塞控制131

5.7.6 运输控制协议的重传机制133

5.8 网络服务质量133

5.8.1 网络服务质量描述133

5.8.2 调度和管制机制134

5.8.3 综合服务135

5.8.4 区分服务136

5.8.5 多协议标记交换136

5.8.6 QoS技术实现时的一些问题138

小结138

思考题与习题140

第6章 网络层143

6.1 网络层涉及的问题143

6.1.1 网络层实现的功能143

6.1.2 虚电路服务和数据报服务145

6.1.3 通信子网的内部结构147

6.2 路由选择148

6.2.1 路由选择的作用及原则148

6.2.2 IP分组的交付150

6.2.3 路由选择模块与路由表151

6.2.4 路由技术要素151

6.3 静态路由152

6.3.1 静态路由选择基本概念152

6.3.2 固定路由选择算法152

6.3.3 随机路由选择算法153

6.3.4 扩散路由选择算法153

6.3.5 最短路由选择算法153

6.4 动态路由选择154

6.4.1 动态路由选择基本概念154

6.4.2 孤立式自适应路由选择算法154

6.4.3 距离矢量路由选择155

6.4.4 链路状态路由选择157

6.5 层次路由选择158

6.5.1 层次的路由选择基本概念158

6.5.2 自治系统159

6.5.3 层次路由中的区域160

6.6 广播和多播路由选择算法160

6.6.1 广播路由选择算法160

6.6.2 多播路由选择算法161

6.7 Internet路由选择协议的应用162

6.7.1 内部路由协议RIP162

6.7.2 内部路由协议OSPF164

6.7.3 外部路由协议167

6.8 网络互连169

6.8.1 网络互连基本概念169

6.8.2 网络互连需要解决的问题170

6.8.3 互连类型及涉及的层次170

6.8.4 网络互连模型及互连规则171

6.8.5 网络互连设备171

6.8.6 网络互连层次之间的关系172

6.8.7 IP虚拟互连网络173

6.9 Internet上的网络层协议173

6.9.1 IP协议描述173

6.9.2 IP数据报的分片175

6.9.3 IP地址及表示方法176

6.9.4 专用IP地址及用途178

6.9.5 IP地址的一些要点179

6.9.6 IP层转发分组的过程179

6.9.7 子网划分技术181

6.9.8 使用子网掩码的分组转发过程183

6.9.9 无分类编址184

6.9.10 Internet控制报文协议187

小结188

思考题与习题190

第7章 数据链路层和局域网195

7.1 数据链路层的基本概念195

7.1.1 数据链路层概述195

7.1.2 数据链路层的用途196

7.1.3 帧的组成及帧的边界197

7.1.4 数据链路层的流量控制198

7.2 数据链路层协议199

7.2.1 二进制同步通信协议199

7.2.2 高级数据链路控制协议200

7.2.3 Internet中的数据链路层协议202

7.3 局域网203

7.3.1 局域网的基本概念203

7.3.2 局域网涉及到的问题203

7.3.3 局域网的体系结构204

7.3.4 局域网IEEE 802标准205

7.4 信道访问协议206

7.4.1 信道访问技术分类206

7.4.2 固定信道划分协议206

7.4.3 随机访问协议206

7.4.4 轮流访问协议209

7.5 局域网地址与地址解析协议209

7.5.1 局域网地址209

7.5.2 地址解析协议210

7.5.3 反向地址解析协议214

7.6 传统局域网214

7.6.1 以太网214

7.6.2 令牌总线型局域网216

7.6.3 环形局域网217

7.7 快速以太网和千兆以太网219

7.7.1 快速以太网219

7.7.2 100base-T以太网219

7.7.3 千兆以太网220

7.7.4 万兆以太网221

7.7.5 以太网的宽带接入222

7.8 交换式局域网222

7.8.1 交换式局域网的结构和工作原理222

7.8.2 交换机的交换方式223

7.8.3 交换机的功能和性能223

7.8.4 交换机的主要技术参数224

7.8.5 三层交换的概念225

7.8.6 局域网采用的三层交换技术226

7.8.7 三层交换与传统路由器的比较227

7.9 虚拟局域网228

7.9.1 使用虚拟局域网的原因228

7.9.2 虚拟局域网的基本概念229

7.9.3 静态虚拟局域网和动态虚拟局域网230

7.9.4 虚拟局域网内主机之间的通信231

7.9.5 虚拟局域网之间主机的通信232

7.10 无线局域网233

7.10.1 无线局域网的基本概念233

7.10.2 无线局域网的发展历程234

7.10.3 IEEE 802.11无线局域网235

7.10.4 有固定基础设施的无线局域网236

7.10.5 无固定基础设施的自组织网络237

7.10.6 IEEE 802.11的协议体系结构238

7.10.7 IEEE 802.11的MAC层239

7.10.8 IEEE 802.11的物理层242

7.10.9 其他无线计算机网络243

小结243

思考题与习题245

第8章 物理层249

8.1 物理层协议249

8.1.1 物理层涉及的问题249

8.1.2 物理层协议描述249

8.1.3 物理层的四个特性的内容250

8.2 物理层标准举例250

8.2.1 EIA-RS-232-E标准250

8.2.2 EIA-RS-232-E标准的四个特性描述251

8.2.3 两台计算机直连252

8.3 宽带接入技术252

8.3.1 xDSL技术252

8.3.2 光纤同轴混合技术253

8.4 同步数字体系254

8.4.1 同步数字体系的基本概念254

8.4.2 同步数字体系的技术特点255

8.4.3 同步数字体系的速率体系255

8.4.4 SONET的体系结构256

小结257

思考题与习题257

第四部分 计算机网络管理与安全259

第9章 网络管理与网络安全259

9.1 网络管理259

9.1.1 基本概念259

9.1.2 网络管理协议260

9.1.3 网络管理模型261

9.1.4 网络管理代理262

9.1.5 网络管理站和SNMP规定的操作262

9.1.6 简单网络管理协议263

9.1.7 管理信息库结构265

9.1.8 网络管理技术发展266

9.2 网络安全267

9.2.1 概述267

9.2.2 网络安全面临的威胁268

9.2.3 网络安全层次划分269

9.2.4 Internet的网络安全层次270

9.3 传统数据加密技术272

9.3.1 网络安全模型272

9.3.2 对称密钥密码体制273

9.3.3 数据加密标准274

9.4 公钥密码体制276

9.4.1 公钥密码体制的概念276

9.4.2 RSA公钥密码体制278

9.4.3 数字签名技术279

9.4.4 报文鉴别技术280

9.4.5 密钥分配技术281

9.4.6 链路加密与端到端加密283

9.5 防火墙技术及结构284

9.5.1 防火墙技术概念284

9.5.2 防火墙结构285

9.6 入侵检测技术286

9.6.1 入侵检测系统的定义和分类286

9.6.2 入侵检测系统与P2DR模型287

9.6.3 网络入侵检测系统设计的问题288

9.6.4 入侵检测系统模型289

9.6.5 入侵检测技术研究的新问题290

小结290

思考题与习题292

附录294

附录1 ASCII码表294

附录2 常用的RFC文档298

附录3 书中英文缩写词301

附录4 常用网址307

参考文献308