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目录1

第1章　通信网及其业务1

1.1 网络体系结构及其业务的发展历程1

1.1.1 电报网和报文交换2

1.1.2　电话网和电路交换4

1.1.3 Internet、计算机网和分组交换7

1.2　未来的网络体系结构及其服务17

1.3　通信网络发展的关键因素19

1.3.1　技术的作用19

1.3.3 市场的作用21

1.3.2　政府的作用21

1.3.4　标准的作用22

1.4 重要术语22

1.5 进阶读物24

1.6 习题24

第2章　应用与分层的体系结构28

2.1　协议、服务和分层示例29

2.1.1 HTTP、DNS和SMTP29

2.1.2　TCP和UDP传输层服务35

2.2 OSI参考模型35

2.2.1 7层OSI参考模型36

2.2.2　层、协议与服务的统一39

2.3.1 TCP/IP体系结构42

2.3 TCP/IP体系结构概述42

2.3.2 TCP/IP协议：各层的协作方式44

2.3.3　协议概述49

2.4 BERKELEY应用编程接口50

2.4.1 套接字系统调用52

2.4.2　网络的实用函数55

2.5 应用层协议和TCP/IP实用工具63

2.5.1 Telnet63

2.5.2　文件传输协议65

2.5.3　超文本传输协议和万维网67

2.5.4 IP实用工具70

2.5.5 tcpdump和网络协议分析器73

2.7　重要术语74

2.6 小结74

2.8　进阶读物75

2.9 习题76

第3章　数字传输的基本原理82

3.1　信息的数字化表示83

3.1.1　面向块的信息83

3.1.2　面向流的信息85

3.2　采用数字化通信的原因87

3.2.1 模拟传输和数字传输的比较88

3.2.2　数字传输系统的基本属性90

3.3　模拟信号的数字化表示93

3.3.1　模拟信号带宽94

3.3.2　模拟信号采样96

3.3.3　模拟信号的数字传输97

3.3.4　量化器的SNR性能100

3.4　信道的特征100

3.4.1　频域特征100

3.4.2　时域特征103

3.5　数字传输中的基本限制104

3.5.1　奈奎斯特信号速率105

3.5.2　香农信道容量107

3.6　线性编码109

3.7　调制解调器与数字调制111

3.7.1　二进制相位调制112

3.7.2 QAM和信号星座图113

3.7.3 电话调制解调器标准115

3.8　数字传输系统和传输介质的属性117

3.8.1 双绞线118

3.8.2　同轴电缆121

3.8.3　光纤124

3.8.4　无线电传输128

3.8.5 红外线130

3.9　检错和纠错131

3.9.1 错误检测131

3.9.2 二维奇偶校验134

3.9.3 Internet校验和135

3.9.4　多项式编码136

3.9.5　标准多项式码139

3.9.6　多项式编码的错误检测能力140

3.9.7　线性编码141

3.9.8　纠错146

3.10　小结150

3.11　重要术语151

3.12　进阶读物153

3.13　习题153

3.14　附录3A：异步数据传输160

3.15 附录3B：傅里叶级数162

3.16　附录3C：采样定理163

第4章 电路交换网165

4.1 复用技术166

4.1.1　频分复用166

4.1.2　时分复用167

4.1.3　波分复用169

4.2 SONET170

4.2.1 SONET复用技术171

4.2.2 SONET帧结构172

4.3　传输网176

4.3.1 SONET网络176

4.3.2　光传输网络184

4.4　电路交换器186

4.4.1　空分交换机187

4.4.2　时分交换机189

4.5 电话网193

4.5.1　传输设施195

4.5.2　端到端的数字业务197

4.6　信令199

4.6.1 电话网中的信令199

4.6.2 7号信令系统体系结构201

4.7 电话网的流量和过载控制202

4.7.1 集中202

4.7.2　路由控制205

4.7.3 过载控制207

4.8　蜂窝电话网208

4.9 小结213

4.10　重要术语214

4.11　进阶读物215

4.12 习题216

第5章　对等协议和数据链路层224

第Ⅰ部分：对等协议225

5.1　对等协议和服务模型225

5.1.1 服务模型225

5.1.2　服务示例227

5.1.3 端对端方式和逐跳方式228

5.2 ARQ协议和可靠的数据传输服务231

5.2.1　停止-等待式ARQ233

5.2.2　后退N帧式ARQ238

5.2.3　选择重传式ARQ245

5.3　其他对等协议250

5.3.1　滑动窗流量控制250

5.3.2　同步服务的定时恢复251

5.3.3 TCP可靠的流服务和流量控制254

第Ⅱ部分：数据链路控制257

5.4　成帧257

5.5　点对点协议261

5.6 HDLC数据链路控制264

5.6.1　数据链路服务264

5.6.3 HDLC帧格式265

5.6.2 HDLC的配置和传输模式265

5.6.4　典型的帧交换267

5.7　使用分组复用器的链路共享269

5.7.1 统计复用269

5.7.2　话音内插和分组化话音的复用275

5.8 小结278

5.9 重要术语279

5.10　进阶读物281

5.11 习题281

5.12 附录5A：ARQ协议效率的推导290

第6章　局域网和介质访问控制协议292

第Ⅰ部分：介质访问控制协议293

6.1　多路访问通信293

6.2 随机访问299

6.2.1 ALOHA300

6.2.2 时隙ALOHA301

6.2.3　载波侦听多路访问302

6.2.4　含碰撞检测的载波侦听多路访问303

6.3 介质访问控制的调度方法307

6.3.1　预约系统307

6.3.2　轮询308

6.3.3　令牌传送环311

6.3.4　介质访问控制的调度方法的比较313

6.3.5　随机访问和调度介质访问控制的比较314

6.4　信道化315

6.4.1 FDMA315

6.4.2 TDMA316

6.4.3 CDMA317

6.4.4　蜂窝电话网络中的信道化323

6.5 MAC和信道化技术的延时性能328

6.5.1　信道化技术在突发性业务方面的性能328

6.5.2　轮询和令牌环系统的性能330

6.5.3　随机访问和CSMA-CD333

第Ⅱ部分：局域网333

6.6　局域网协议333

6.6.1　局域网的结构334

6.6.2　介质访问控制子层335

6.6.3　逻辑链路控制子层336

6.7.1 以太网协议338

6.7 以太网和IEEE 802.3局域网标准338

6.7.2 帧结构339

6.7.3　物理层341

6.7.4　快速以太网343

6.7.5 吉比特以太网344

6.7.6 10GB以太网345

6.8 令牌环和IEEE 802.5局域网标准346

6.8.1　令牌环协议347

6.8.2　帧结构349

6.9 FDDI350

6.10 无线局域网和IEEE 802.11标准352

6.10.1 特定网络和基础设施网络354

6.10.2　帧结构和寻址356

6.10.3　介质访问控制357

6.10.4　物理层362

6.11 局域网网桥和以太网交换机367

6.11.1　透明网桥369

6.11.2　源路由网桥374

6.11.3　混合介质网桥376

6.11.4　虚拟局域网376

6.12 小结377

6.13 重要术语378

6.14　进阶读物381

6.15 习题381

第7章　分组交换网388

7.1 网络服务和网络内部操作389

7.2　分组网络拓扑392

7.3　数据报和虚电路396

7.3.1　无连接的分组交换397

7.3.2　虚电路分组交换400

7.3.3　分组交换机的结构403

7.4　分组网络中的路由选择406

7.4.1　路由算法的分类407

7.4.2　路由表408

7.4.3 分级路由410

7.4.4　特殊的路由411

7.5.1 Bellman-Ford算法413

7.5　最短路径路由413

7.5.2 Dijkstra算法419

7.5.3　源路由与逐跳路由421

7.5.4　链路状态路由和距离矢量路由422

7.6 ATM网络422

7.7　分组级的业务量管理（流量管理）426

7.7.1 FIFO和优先级队列427

7.7.2　公平队列429

7.7.3　加权公平队列432

7.7.4　随机早期检测434

7.8　流级的业务量管理434

7.8.1 开环控制435

7.8.2 闭环控制442

7.9　流聚集级的业务量管理444

7.10 小结444

7.11 重要术语445

7.12　进阶读物446

7.13 习题447

第8章　TCP/IP协议455

8.1 TCP/IP体系结构456

8.2 网际协议458

8.2.1 IP分组458

8.2.2 IP地址460

8.2.3 子网地址461

8.2.4 IP路由463

8.2.5　无类域间路由（CIDR）465

8.2.6　地址解析466

8.2.7　反向地址解析协议467

8.2.8　分段和重组467

8.2.9 ICMP：错误与控制消息469

8.3 IPv6471

8.3.1 头部格式472

8.3.2　网络编址473

8.3.3　扩展头475

8.3.4　从IPv4到IPv6的迁移问题477

8.4　用户数据报协议478

8.5.1 TCP操作和可靠的流服务479

8.5　传输控制协议479

8.5.2 TCP协议481

8.5.3 TCP拥塞控制491

8.6 Internet路由协议492

8.6.1 路由信息协议493

8.6.2 开放最短路径优先494

8.6.3 边界网关协议501

8.7　组播路由510

8.7.1　反向路径广播511

8.7.2 Intemet组管理协议513

8.7.3　反向路径组播514

8.8.1　动态主机配置协议515

8.7.4　距离矢量组播路由协议515

8.8 DHCP、NAT和移动IP515

8.8.2　网络地址翻译516

8.8.3　移动IP516

8.9　小结518

8.10　重要术语519

8.11　进阶读物521

8.12 习题522

第9章　ATM网络529

9.1 提出ATM的动机529

9.2 BISDN参考模型530

9.3.1 ATM信元头533

9.3 ATM层533

9.3.2 虚连接535

9.3.3 QoS参数535

9.3.4　流量描述符537

9.3.5 ATM业务类别537

9.3.6　流量合约、连接接纳控制和流量管理539

9.4 ATM适配层540

9.4.1 AAL1541

9.4.2 AAL2543

9.4.3 AAL3/4545

9.4.4 AAL5548

9.4.5 信令AAL549

9.4.6 应用、AAL和ATM业务类别550

9.5 ATM信令552

9.5.1 ATM编址552

9.5.2 UNI信令553

9.5.3 PNNI信令556

9.6 PNNI路由557

9.7 基于ATM的IP的经典模型560

9.8 小结561

9.9 重要术语561

9.10 进阶读物562

9.11 习题563

第10章 现代网络体系结构567

10.1 Internet中的综合业务568

10.2 RSVP569

10.1.1　保证型业务569

10.1.2　受控负载业务569

10.2.1 由接收方发起的预留请求571

10.2.2　预留合并572

10.2.3　预留类型572

10.2.4　软状态574

10.2.5 RSVP消息的格式575

10.3　区分业务577

10.3.1 DS字段578

10.3.2　逐跳行为578

10.3.3　流量调节器579

10.3.4　带宽代理580

10.4　网络互联模型581

10.4.1　重叠模型582

10.4.2v对等模型583

10.5 MPLS584

10.5.1　标签的基本原理586

10.5.2　标签栈和LSP层次588

10.5.3 VC合并机制589

10.5.4　标签分配协议590

10.5.5 MPLS对虚拟网的支持592

10.5.6　生存性593

10.5.7 GMPLS595

10.6　实时传输协议596

10.6.2 RTP分组的格式598

10.6.1 RTP示例和术语598

10.6.3 RTP控制协议（RTCP）600

10.7　会话控制协议601

10.7.1　会话启动协议602

10.7.2 H.323多媒体通信系统604

10.7.3　介质网关控制协议607

10.8　小结607

10.9　重要术语608

10.10　进阶读物609

10.11 习题610

第11章　安全协议615

11.1　安全和加密算法615

11.1.1　密码术在安全性中的应用617

11.1.2　密钥的分配621

11.2　安全协议623

11.2.1　应用场景623

11.2.2　服务类型624

11.2.3 安全性关联的建立626

11.2.4 IPSec628

11.2.5 安全套接字层和传输层安全性630

11.2.6 802.1 1与有线等效保密算法635

11.3　加密算法635

11.3.1 数据加密标准（DES）636

11.3.2 RSA算法638

11.4　小结639

11.5　重要术语640

11.6　进阶读物641

11.7　问题642

第12章　多媒体信息645

12.1　无损数据压缩645

12.1.1　霍夫曼编码645

12.1.2　游程编码649

12.1.3 自适应数据压缩编码653

12.2　模拟信号的压缩654

12.2.1 自适应量化器655

12.2.2　预测编码655

12.2.3　变换编码和子带编码659

12.3 图像和视频编码660

12.3.1　离散余弦变换编码660

12.3.2 JPEG图像编码标准661

12.3.3　视频信号的压缩663

12.3.4 MPEG视频编码标准665

12.3.5 MPEG多路复用技术667

12.4　小结668

12.5　重要术语669

12.6　进阶读物670

12.7　习题670

第13章　结束语——网络体系结构的发展趋势674

A.1 延迟分析和Little公式676

附录A　延迟和丢失性能676

A.1.1 到达速率和流量负荷定义677

A.1.2 Little公式678

A.2　基本排队模型680

A.2.1 到达过程680

A.2.2　服务时间681

A.2.3　排队系统的分类682

A.3 M/M/1：基本复用器模型683

A.3.1 M/M/1稳态概率和稳定性概念684

A.3.2　规模对性能的影响687

A.3.3 网络的平均分组延迟687

A.4 M/G/1模型688

A.4.2　优先排队系统689

A.4.1 服务时间变化率和延迟689

A.4.3　假期模型和复用器性能690

A.5　厄兰B公式：M/M/c/c系统691

A.6　进阶读物692

附录B　网络管理693

B.1 网络管理概述693

B.2 简单网络管理协议（SNMP）695

B.3 管理信息结构697

B.4　管理信息库698

B.5　远程网络监视699

B.6　进阶读物699