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第1章 计算机网络的基本概念1

1.1 计算机网络的定义1

1.2 计算机网络的分类2

1.2.1 按地理分布范围分类2

1.2.2 按交换方式分类3

1.2.3 按传输媒体分类7

1.2.4 按拓扑结构分类8

1.3 计算机网络的发展历程9

1.4 计算机网络的组成12

1.4.1 网络边缘13

1.4.2 网络核心15

1.4.3 Internet的通信方式17

1.5 计算机网络的性能指标19

1.5.1 速率19

1.5.2 带宽19

1.5.3 吞吐量19

1.5.4 时延19

1.5.5 其他性能指标20

1.6 计算机网络的国际标准化组织20

本章小结22

思考题23

第2章 计算机网络体系结构24

2.1 计算机网络体系结构发展历程24

2.2 OSI/RM体系结构26

2.2.1 OSI/RM的基本概念26

2.2.2 OSI/RM各层基本功能27

2.3 TCP/IP体系结构30

2.3.1 TCP/IP的发展30

2.3.2 TCP/IP四层模型31

2.4 五层体系结构33

2.4.1 五层参考模型33

2.4.2 三种体系结构的对比34

2.5 其他网络体系结构35

2.5.1 IEEE 802局域网体系结构35

2.5.2 开放可编程网络体系结构37

2.5.3 面向服务的新型网络体系结构39

2.5.4 内容中心网络体系结构41

2.5.5 面向移动性的新型网络体系结构42

本章小结43

思考题43

第3章 物理层44

3.1 物理层提供的服务44

3.2 数据传输方式44

3.2.1 单工、双工和半双工数据传输44

3.2.2 异步传输和同步传输45

3.2.3 频带传输和基带传输45

3.3 传输媒体46

3.3.1 双绞线46

3.3.2 同轴电缆46

3.3.3 光纤47

3.3.4 无线传输48

3.4 调制解调技术49

3.4.1 ASK50

3.4.2 FSK51

3.4.3 PSK52

3.4.4 多级调制53

3.5 编码解码技术54

3.5.1 不归零制编码54

3.5.2 曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码55

3.5.3 mB/nB编码55

3.6 信道复用技术56

3.6.1 频分复用57

3.6.2 时分复用58

3.6.3 码分复用59

3.6.4 波分复用60

3.6.5 准同步数字系列（PDH）和同步数字系列（SDH）61

3.7 宽带接入网63

3.7.1 xDSL技术63

3.7.2 FTTx技术65

3.7.3 EPON＋LAN技术67

3.7.4 光纤接入68

本章小结70

思考题70

第4章 数据链路层71

4.1 数据链路层提供的服务71

4.2 差错检测与纠错72

4.2.1 奇偶校验73

4.2.2 校验和方法74

4.2.3 循环冗余检测75

4.3 高级数据链路控制协议76

4.3.1 HDLC 工作原理76

4.3.2 HDLC帧格式和传输控制77

4.4 点对点协议79

4.4.1 PPP的特点79

4.4.2 PPP的帧格式81

4.4.3 PPP的工作状态82

4.5 以太网83

4.5.1 以太网的发展83

4.5.2 以太网MAC子层协议CSMA/CD86

4.5.3 以太网MAC帧的格式和数据封装87

4.5.4 传统以太网和高速以太网90

4.6 虚拟局域网92

4.6.1 VLAN概述92

4.6.2 VLAN的帧格式94

4.6.3 VLAN的运行96

4.7 无线局域网97

4.7.1 WLAN网络结构97

4.7.2 WLAN协议98

4.7.3 其他种类的无线局域网101

本章小结103

思考题103

第5章 网络层105

5.1 网络层提供的服务105

5.2 网际协议106

5.2.1 IPv4地址分类107

5.2.2 CIDR和VLSM108

5.2.3 IP数据报的格式109

5.2.4 IP数据报转发流程113

5.2.5 因特网控制报文协议113

5.2.6 IP地址与硬件地址116

5.3 地址解析协议和逆地址解析协议117

5.3.1 ARP117

5.3.2 数据报格式118

5.3.3 RARP118

5.4 路由算法和路由协议118

5.4.1 概述119

5.4.2 最短路径优先算法120

5.4.3 内部网关协议RIP121

5.4.4 内部网关协议OSPF122

5.4.5 外部网关协议BGP123

5.5 因特网组管理协议124

5.6 下一代网际协议IPv6126

5.6.1 IPv6地址格式126

5.6.2 IPv6地址类型126

5.6.3 IPv6的数据报格式126

5.6.4 IPv6路由选择机制128

5.6.5 IPv4向IPv6过渡129

5.7 网络地址转换130

5.7.1 NAT的由来130

5.7.2 NAT的工作模型和特点131

5.7.3 NAT的限制与解决方案132

5.7.4 NAT的应用和实现136

5.8 多协议标签交换138

5.8.1 MPLS的基本概念138

5.8.2 MPLS的工作原理139

5.8.3 MPLS的实际应用141

本章小结141

思考题142

第6章 传输层143

6.1 传输层提供的服务143

6.1.1 进程到进程的通信143

6.1.2 寻址144

6.1.3 封装与解封装144

6.1.4 多路复用与多路分解145

6.1.5 流量控制与差错控制146

6.2 用户数据报协议148

6.2.1 UDP的用途149

6.2.2 UDP的数据报格式149

6.2.3 UDP的特点150

6.3 TCP概述151

6.3.1 TCP报文段的首部格式151

6.3.2 TCP的编号与确认153

6.3.3 TCP的连接管理154

6.4 TCP可靠传输的实现159

6.4.1 TCP重传相关概念159

6.4.2 TCP重传机制161

6.4.3 TCP可靠传输示例162

6.5 TCP流量控制164

6.6 TCP拥塞控制166

6.6.1 TCP拥塞控制相关概念167

6.6.2 TCP拥塞控制算法168

6.6.3 TCP拥塞控制策略转换170

本章小结172

思考题172

第7章 应用层174

7.1 应用层提供的服务174

7.2 域名系统175

7.2.1 域名系统概念175

7.2.2 因特网的域名结构176

7.2.3 DNS工作机理概述176

7.3 文件传输协议和简单文件传输协议180

7.3.1 FTP概念180

7.3.2 FTP的基本工作原理180

7.3.3 简单文件传输协议181

7.4 远程登录协议182

7.5 电子邮件183

7.5.1 体系结构和服务183

7.5.2 电子邮件的信息格式184

7.5.3 简单邮件传输协议185

7.5.4 邮局协议POP3和IMAP186

7.5.5 多用途因特网邮件扩充（MIME）188

7.6 简单网络管理协议190

7.7 动态主机配置协议191

7.8 万维网194

7.8.1 万维网的工作原理194

7.8.2 统一资源定位符196

7.8.3 超文本传输协议和安全超文本传输协议197

7.8.4 超文本标记语言203

7.9 多媒体传输205

7.9.1 实时传输协议205

7.9.2 实时传输控制协议207

7.9.3 会话发起协议207

7.9.4 综合服务IntServ与区分服务DiffServ209

本章小结212

思考题213

第8章 新型网络架构214

8.1 内容分发网络214

8.1.1 内容分发网络概述214

8.1.2 内容分发网络关键技术215

8.2 延时容忍网络218

8.2.1 DTN架构219

8.2.2 DTN的路由算法与路由性能评估223

8.3 软件定义网络227

8.3.1 软件定义网络的背景和概念227

8.3.2 软件定义网络的架构228

8.3.3 软件定义网络的应用230

8.3.4 未来的工作及挑战232

本章小结234

思考题234

第9章 网络前沿专题235

9.1 网络安全235

9.1.1 网络安全描述235

9.1.2 影响网络安全的主要因素236

9.1.3 网络安全主要技术237

9.1.4 网络安全模型239

9.2 软交换技术239

9.2.1 软交换技术概述240

9.2.2 软交换体系结构240

9.2.3 软交换技术相关协议243

9.2.4 软交换的应用245

9.3 网络虚拟化246

9.3.1 网络虚拟化概述246

9.3.2 常见网络虚拟化形式246

9.3.3 虚拟专用网络247

9.3.4 无线网络虚拟化249

9.4 移动自组织网络251

9.4.1 路由协议的分类251

9.4.2 主动路由协议252

9.4.3 被动路由协议254

9.4.4 混合路由协议255

本章小结257

思考题257

参考文献258