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第1章 计算机网络概论1

1.1计算机网络的基本概念1

1.1.1计算机网络的定义和组成1

1.1.2计算机网络的分类2

1.2计算机网络的发展历程6

1.2.1计算机网络的产生7

1.2.2分组交换网的出现8

1.2.3局域网的产生与发展9

1.2.4计算机网络体系结构的形成10

1.2.5 Internet时代和下一代Internet10

1.2.6 计算机网络在我国的发展14

1.3计算机网络的组成与结构15

1.3.1资源子网的概念16

1.3.2通信子网的概念16

1.3.3现代网络结构的特点16

1.4计算机网络的主要性能指标17

1.4.1带宽17

1.4.2时延18

习题19

第2章 网络体系结构与网络协议21

2.1网络体系结构的基本概念21

2.1.1网络协议的概念21

2.1.2协议、层次、接口与网络体系结构的概念22

2.1.3网络体系结构的研究方法24

2.1.4服务与服务原语25

2.2 OSI参考模型28

2.2.1 OSI参考模型的基本概念28

2.2.2 OSI参考模型的结构28

2.2.3 OSI参考模型各层的功能29

2.2.4 OSI中的层间通信30

2.2.5面向连接服务与无连接服务31

2.2.6 OSI参考模型的评价31

2.3 TCP／IP参考模型32

2.3.1 TCP／IP参考模型的发展32

2.3.2 TCP／IP参考模型各层的功能33

2.3.3 TCP／IP参考模型的特点34

2.3.4 TCP／IP参考模型的评价36

2.4网络通信标准化组织与Internet协议标准36

2.4.1建立标准的必要性36

2.4.2网络通信标准化组织37

2.4.3 RFC文档、Internet草案与Internet协议标准38

2.5五层实用参考模型39

习题40

第3章 物理层42

3.1物理层的基本概念及所提供的服务42

3.1.1物理层的基本概念42

3.1.2物理层向数据链路层提供的服务43

3.2数据通信的基础知识43

3.2.1数据通信系统的模型43

3.2.2数据通信中的基本概念44

3.2.3数据通信的主要技术指标45

3.2.4数据传输方式48

3.2.5数据通信方式49

3.2.6数据同步技术50

3.3传输媒体52

3.3.1导向传输媒体52

3.3.2非导向传输媒体55

3.4数据编码技术58

3.4.1数据编码类型58

3.4.2模拟数据编码方法58

3.4.3数字数据编码方法61

3.4.4模拟信号的脉冲编码调制62

3.5基带传输技术64

3.5.1基带传输的定义64

3.5.2数字基带传输系统64

3.6 频带传输技术65

3.6.1频带传输的定义65

3.6.2调制解调器的基本工作原理66

3.7信道复用技术67

3.7.1多路复用的分类67

3.7.2频分多路复用68

3.7.3波分多路复用68

3.7.4时分多路复用69

3.8同步数字体系（SDH）71

3.8.1 SDH发展的背景71

3.8.2 SDH速率体系71

3.8.3 SDH的主要技术特点72

3.9物理层标准举例72

3.9.1 EIA-232-E接口标准72

3.9.2 RS-449接口标准77

习题78

第4章 数据链路层81

4.1数据链路层的基本概念81

4.1.1物理线路与数据链路81

4.1.2设计数据链路层的原因82

4.1.3数据链路层的主要功能82

4.2差错控制83

4.2.1差错产生的原因和差错控制83

4.2.2常用的简单差错控制编码84

4.3停止等待协议91

4.3.1完全理想化的数据传输91

4.3.2具有最简单流量控制的数据链路层协议92

4.3.3实用的停止等待协议93

4.3.4停止等待协议的算法94

4.3.5停止等待协议的分析96

4.4连续ARQ协议98

4.4.1连续ARQ协议的工作原理98

4.4.2连续ARQ协议的吞吐量99

4.4.3滑动窗口的概念100

4.5选择重传ARQ协议103

4.6 面向比特的链路控制规程HDLC105

4.6.1 HDLC协议配置与模式105

4.6.2 HDLC的帧结构105

4.6.3 HDLC帧的类型与操作过程举例107

4.7 Internet中的数据链路层111

4.7.1 Internet数据链路层协议111

4.7.2 PPP协议112

4.7.3 PPP协议工作状态114

习题115

第5章 局域网118

5.1局域网的基本概念118

5.1.1 LAN的拓扑结构118

5.1.2 LAN的体系结构119

5.1.3 LAN介质访问控制方法121

5.2以太网的发展史122

5.3传统以太网124

5.3.1传统以太网概述124

5.3.2以太网介质访问控制方法——CSMA／CD125

5.3.3 CSMA／CD以太网的传输特点129

5.3.4以太网的MAC帧格式130

5.3.5 MAC层的硬件地址132

5.3.6 10 Base-T以太网的连接135

5.4高速以太网140

5.4.1高速局域网的发展140

5.4.2快速以太网141

5.4.3千兆以太网143

5.4.4万兆以太网146

5.5交换式以太网147

5.5.1网桥148

5.5.2交换机153

5.5.3交换式以太网及其特点157

5.6虚拟局域网158

5.6.1 VLAN的概念158

5.6.2 VLAN的实现技术160

5.6.3 VLAN的帧结构161

5.6.4 VLAN的运行162

5.7无线局域网163

5.7.1 WLAN的应用163

5.7.2 WLAN的网络结构165

5.7.3 IEEE 802.11 WLAN MAC层167

5.7.4 IEEE 802.11 WLAN物理层172

习题173

第6章 广域网176

6.1广域网的基本概念176

6.1.1广域网的构成176

6.1.2广域网的特征177

6.2广域网的数据交换技术178

6.2.1线路交换技术178

6.2.2存储转发交换技术180

6.2.3数据报方式181

6.2.4虚电路方式182

6.3广域网中的分组转发与路由183

6.3.1分级编址方案184

6.3.2分组转发机制185

6.3.3路由选择算法与路由选择协议187

6.4拥塞控制189

6.4.1网络拥塞现象189

6.4.2拥塞控制的基本策略190

6.5分组交换广域网192

6.5.1 X.25网192

6.5.2帧中继193

6.5.3异步传输模式197

6.6广域网技术的演变与发展202

习题205

第7章 网络层208

7.1网络层与网络互联的基本概念208

7.1.1网络层的基本概念208

7.1.2网络互联的基本概念209

7.2因特网的网际协议IP210

7.2.1网际层的服务与协议210

7.2.2 IP地址的基本概念和表示方法213

7.2.3分类的IP地址214

7.2.4 IP数据报结构与报头格式220

7.2.5 IP数据报的分片与重组222

7.2.6 IP数据报的转发225

7.3子网与超网231

7.3.1设计子网和超网的原因231

7.3.2划分子网232

7.3.3使用子网掩码的分组转发过程238

7.3.4超网与无分类域间路由（CIDR）239

7.4地址解析243

7.4.1 IP地址与硬件地址243

7.4.2地址解析协议（ARP）246

7.4.3反向地址解析协议（RARP）248

7.5 Internet的路由选择协议248

7.5.1 Internet的两类路由协议248

7.5.2内部网关协议RIP250

7.5.3内部网关协议OSPF256

7.5.4外部网关协议BGP262

7.6路由器与第三层交换267

7.6.1路由器的基本功能267

7.6.2路由器的基本工作原理268

7.6.3路由器的构成270

7.6.4第三层交换271

7.7 ICMP协议274

7.7.1 ICMP的作用与特点274

7.7.2 ICMP报文的格式和类型275

7.8 IP多播与IGMP协议277

7.8.1 IP多播的基本概念277

7.8.2 IGMP协议280

7.9虚拟专用网（VPN）和网络地址转换（NAT）282

7.9.1虚拟专用网（VPN）282

7.9.2网络地址转换（NAT）284

7.10下一代网际协议IPv6285

7.10.1 IPv6产生的背景和特点285

7.10.2 IPv6数据报286

7.10.3 IPv6地址289

7.10.4从IPv4向IPv6过渡的基本方法291

习题291

第8章 传输层294

8.1传输层概述294

8.1.1传输层的基本功能294

8.1.2传输层服务297

8.1.3网络环境中的分布式进程通信300

8.2 TCP／IP体系中的传输层301

8.2.1传输层中的两个协议301

8.2.2端口的概念及作用302

8.3用户数据报协议（UDP）304

8.3.1 UDP概述304

8.3.2 UDP的格式306

8.3.3 UDP的基本工作过程308

8.4传输控制协议310

8.4.1 TCP协议概述310

8.4.2 TCP报文段的格式及选项312

8.4.3 TCP的数据编号与确认316

8.4.4 TCP传输连接的建立与释放317

8.4.5 TCP重传机制320

8.4.6 TCP流量控制323

8.4.7 TCP拥塞控制326

习题331

第9章 应用层333

9.1应用层概述333

9.1.1主要的应用层协议及应用层协议与低层协议的关系333

9.1.2网络应用进程交互的客户／服务器模式334

9.1.3进程通信中客户／服务器模式的实现方法336

9.2域名系统（DNS）338

9.2.1域名系统概述338

9.2.2因特网的域名结构339

9.2.3域名系统的层次结构341

9.2.4域名解析342

9.3文件传送协议345

9.3.1文件传送协议概述345

9.3.2文件传送协议345

9.3.3简单文件传送协议347

9.4电子邮件349

9.4.1电子邮件系统概述349

9.4.2简单邮件传送协议351

9.4.3邮件读取协议POP3和IMAP351

9.4.4电子邮件的信息格式352

9.5万维网（W W W）355

9.5.1万维网的工作原理355

9.5.2统一资源定位符（URL）361

9.5.3超文本传送协议（HTTP）362

9.5.4超文本标记语言（HTML）364

9.5.5动态Web文档技术368

9.5.6活动Web文档技术371

9.6简单网络管理协议（SNMP）373

9.6.1网络管理的基本概念和一般模型373

9.6.2 SNMP网络管理系统374

9.6.3 SNMP376

9.6.4管理信息结构（SMI）378

9.6.5管理信息库382

9.6.6 SNMPv2和SNMPv3383

习题384

第10章 网络安全386

10.1网络安全基础知识386

10.1.1网络安全的含义386

10.1.2网络安全的特征387

10.1.3计算机网络面临的安全威胁388

10.1.4网络安全服务与关键技术390

10.2密码学基础391

10.2.1概述391

10.2.2对称密钥密码体制392

10.2.3公开密钥密码体制395

10.3数字签名与报文鉴别398

10.3.1数字签名398

10.3.2报文鉴别399

10.4身份认证与密钥分发401

10.4.1基于对称密钥的密钥分发与认证401

10.4.2基于公钥的认证与密钥分发403

10.5访问控制：防火墙技术405

10.5.1防火墙的基本概念405

10.5.2包过滤防火墙406

10.5.3状态检测防火墙409

10.5.4应用级网关的概念411

10.6 Internet网络安全技术413

10.6.1 IP层安全技术413

10.6.2传输层安全技术418

10.6.3应用层安全技术419

习题421

参考文献424