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第1章 概论1

1.1 通信和互联网技术的发展1

1.1.1 通信技术发展的三次革命1

1.1.2 互联网的发展过程和未来趋势3

1.1.3 我国互联网发展的概况6

1.2 计算机网络的基本概念9

1.2.1 计算机网络的定义和功能9

1.2.2 计算机网络的类型10

1.2.3 计算机网络的性能指标12

1.3 计算机网络的体系结构14

1.3.1 网络体系结构的概念14

1.3.2 OSI/RM网络体系结构18

1.3.3 TCP/IP体系结构20

1.3.4 TCP/IP参考模型和OSI参考模型的比较24

练习题25

第2章 物理层26

2.1 物理层的基本概念26

2.2 数字通信的基本概念27

2.2.1 通信系统的基本概念27

2.2.2 数字通信的基础理论28

2.2.3 数据传输同步和交换方式36

2.3 传输媒介40

2.3.1 传输介质性能指标40

2.3.2 同轴电缆41

2.3.3 双绞线42

2.3.4 光缆44

2.3.5 无线传输46

2.4 物理层的标准举例47

2.4.1 RS-232-C标准47

2.4.2 RS-449标准52

练习题53

第3章 数据链路控制及其协议54

3.1 数据链路层的定义和功能54

3.1.1 数据链路层的定义54

3.1.2 数据链路实现的功能54

3.2 错误检测和纠正56

3.2.1 纠错码56

3.2.2 检错码58

3.3 基本的数据链路层协议59

3.3.1 无约束单工协议60

3.3.2 单工停等协议60

3.3.3 有噪声信道的单工协议61

3.3.4 停等协议的吞吐量分析62

3.4 滑动窗口协议63

3.4.1 一比特滑动窗口协议64

3.4.2 后退n帧协议66

3.4.3 选择重传协议69

3.5 协议说明与验证71

3.5.1 有限状态机模型72

3.5.2 Petri网模型简介73

3.6 常用的数据链路层协议75

3.6.1 高级数据链路控制规程75

3.6.2 Internet数据链路层协议简介78

练习题79

第4章 网络层81

4.1 概述81

4.2 IP协议82

4.2.1 IP分类编址82

4.2.2 IP地址与硬件地址86

4.2.3 IP数据报87

4.3 子网、超网和无分类编址93

4.3.1 子网划分94

4.3.2 超网97

4.3.3 IP无分类编址98

4.4 网络层的相关协议100

4.4.1 互联网控制报文协议ICMP100

4.4.2 IP组播与互联网组管理协议IGMP103

4.4.3 地址解析协议ARP108

4.4.4 逆地址解析协议RARP110

4.5 移动IP112

4.5.1 移动IP的工作原理113

4.5.2 移动IP的缺陷及对策116

4.6 IP多播117

4.6.1 IP多播的基本概念117

4.6.2 局域网上的物理多播118

4.6.3 多播路由选择协议119

4.7 计算机局域网LAN121

4.7.1 LAN的拓扑结构121

4.7.2 LAN的体系结构122

4.7.3 LAN的介质访问控制技术123

4.8 以太网130

4.8.1 以太网原理130

4.8.2 以太网MAC层133

4.8.3 以太网连接方法136

4.9 高速局域网139

4.9.1 快速以太网139

4.9.2 吉比特以太网141

4.9.3 10吉比特以太网144

4.9.4 光纤分布式数据接口145

4.10 虚拟局域网VLAN146

4.10.1 VLAN的基本概念146

4.10.2 IEEE 802.1q VLAN标准147

4.10.3 VLAN的优点149

4.11 无线局域网149

4.11.1 IEEE 802.11无线局域网的体系结构150

4.11.2 IEEE 802.11无线局域网的物理层152

4.11.3 IEEE 802.11标准的MAC子层152

4.11.4 IEEE 802.11的MAC管理子层159

练习题160

第5章 路由协议167

5.1 路由协议概述167

5.1.1 互联网络路由体系结构168

5.1.2 动态路由协议171

5.2 内部路由协议174

5.2.1 RIP协议174

5.2.2 OSPF协议177

5.3 外部路由协议183

5.3.1 BGP路由协议183

5.3.2 BGP报文格式184

5.3.3 BGP路径属性187

5.3.4 BGP路由选择的算法189

5.3.5 BGP联盟和BGP反射器190

练习题193

第6章 传输层195

6.1 传输层概述195

6.2 UDP协议199

6.2.1 UDP协议的特点199

6.2.2 UDP的报头结构200

6.3 TCP协议202

6.3.1 TCP协议的特点202

6.3.2 TCP头部格式203

6.3.3 TCP连接的建立和解除206

6.3.4 TCP数据传输与流量控制208

6.3.5 TCP的超时重传和拥塞控制211

6.3.6 TCP协议的选项216

练习题221

第7章 应用层223

7.1 域名系统223

7.1.1 域名系统介绍223

7.1.2 域名解析过程225

7.2 文件传输227

7.2.1 文件传输协议FTP227

7.2.2 小文件传输协议TFTP229

7.3 电子邮件的工作原理230

7.3.1 电子邮件的格式与简单邮件传输协议SMTP230

7.3.2 邮件读取协议POP与IMAP235

7.4 万维网236

7.4.1 统一资源定位符URL236

7.4.2 超文本传输协议HTTP237

7.4.3 标记语言238

7.5 网络管理241

7.5.1 网络管理功能241

7.5.2 简单网络管理协议SNMP241

7.6 流媒体与IP电话244

7.6.1 流媒体244

7.6.2 IP电话246

练习题250

第8章 下一代网络技术252

8.1 IPv6252

8.1.1 IPv6地址结构253

8.1.2 IPv6的首部261

8.1.3 ICMPv6265

8.1.4 IPv4向IPv6的过渡268

8.2 移动IPv6概述270

8.2.1 移动IPv6的工作过程270

8.2.2 移动IPv6的代理发现过程271

8.2.3 移动IPv6的通告过程271

8.2.4 移动IPv6的数据传送过程272

8.3 多协议标记交换MPLS272

8.3.1 MPLS的产生背景272

8.3.2 MPLS的工作原理273

8.3.3 MPLS首部的位置与格式275

8.4 新型网络架构276

8.4.1 软件定义网络SDN276

8.4.2 内容中心网络CCN278

8.4.3 云网络281

8.4.4 可表述网络XIA281

8.4.5 移动网络282

练习题283

第9章 网络安全285

9.1 信息安全基础285

9.1.1 密钥密码学286

9.1.2 公钥密码学288

9.1.3 哈希函数290

9.1.4 数字签名292

9.1.5 密钥的发布和管理294

9.1.6 公钥基础设施——PKIX297

9.2 TCP/IP协议的安全问题299

9.2.1 网络层及其以下各层的安全问题299

9.2.2 路由协议的安全问题300

9.2.3 TCP的安全问题300

9.2.4 应用层服务302

9.3 安全协议303

9.3.1 IP层安全IPSec303

9.3.2 传输层安全SSL和TLS304

9.3.3 应用层的安全协议306

9.4 网络安全防护体系308

9.4.1 防火墙308

9.4.2 互联网攻击检测309

9.4.3 紧急响应和恢复310

9.4.4 虚拟专网VPN311

9.4.5 网络隐蔽通信及其检测技术313

9.4.6 互联网IP劫持防范技术313

9.4.7 身份认证和访问控制314

9.4.8 垃圾邮件防范技术317

练习题318

附录A 实验教学内容320