计算机网络

第1部分计算机网络及其体系结构

第1章计算机网络概述3

*1.1计算机网络的基本概念3

1.1.1什么是计算机网络3

1.1.2计算机网络的分类5

*1.2计算机网络的发展历程10

1.2.1计算机网络的产生10

1.2.2分组交换网的出现10

1.2.3计算机网络体系结构的形成13

1.2.4局域网的产生和发展14

1.2.5Internet时代14

1.3计算机网络技术国际标准化组织17

习题19

第2章计算机网络体系结构20

*2.1ISO/OSI 体系结构20

2.1.1开放系统互连参考模型（OSI/RM）20

2.1.2ISO/OSI的一些基本概念22

2.1.3ISO/OSI 各层基本功能24

*2.2TCP/IP体系结构27

2.2.1TCP/IP 及其发展27

2.2.2TCP/IP体系结构27

*2.35层体系结构29

习题30

第2部分数据通信与链路控制

第3章数据通信技术33

*3.1概述33

*3.2数据通信系统的性能指标35

3.2.1信息传输速率和码元传输速率35

3.2.2时延和时延带宽积36

3.2.3误码率和误比特率37

3.2.4奈奎斯特准则与香农定理38

*3.3数据传输方式39

3.3.1单工、全双工和半双工传输39

3.3.2异步传输和同步传输39

3.3.3频带传输与基带传输42

3.4调制解调技术43

*3.4.1幅移键控（ASK）44

*3.4.2频移键控(FSK)44

*3.4.3相移键控(PSK)44

3.4.4多级调制和幅相键控(APK)44

*3.5编码解码技术45

3.5.1不归零制编码46

3.5.2曼彻斯特编码46

3.5.3差分曼彻斯特编码47

3.5.4mB/nB编码47

3.5.5多进制编码48

3.6信道复用技术49

*3.6.1频分多路复用(FDM)49

*3.6.2时分多路复用(TDM)50

*3.6.3统计时分多路复用(STDM)50

3.6.4准同步数字系列(PDH)51

*3.6.5同步数字系列(SDH)53

*3.6.6波分多路复用(WDM)56

*3.7传输媒体57

3.7.1双绞线57

3.7.2同轴电缆58

3.7.3光纤58

3.7.4无线传输60

习题62

第4章数据链路控制64

4.1数据链路控制机制64

*4.1.1引言64

*4.1.2滑动窗口机制65

*4.1.3停等ARQ66

*4.1.4回退N ARQ68

4.1.5选择重传ARQ70

*4.2差错校验71

4.2.1奇偶校验71

4.2.2循环冗余校验71

4.2.3校验和73

4.3高级数据链路控制规程(HDLC)74

*4.3.1HDLC 链路配置和工作模式74

4.3.2HDLC帧格式和传输控制75

4.4因特网数据链路控制协议PPP78

习题81

第3部分局域网

第5章局域网体系结构85

*5.1IEEE802局域网体系结构85

5.1.1IEEE802 L&MAN/RM85

5.1.2媒体接入控制(MAC)子层87

5.1.3逻辑链路控制(LLC)子层90

5.2城域网(MAN)91

习题93

第6章以太网94

*6.1以太网的发展94

6.2以太网媒体接入控制方式CSMA/CD96

*6.2.1随机接入技术先驱ALOHA96

*6.2.2CSMA 工作机理98

*6.2.3CSMA/CD工作机理99

*6.2.4CSMA/CD传输特点106

6.2.5CSMA/CD性能107

6.3以太网帧格式和数据封装110

*6.3.1以太网帧格式110

6.3.2以太网数据封装112

6.4传统以太网113

*6.4.1物理层、网络接口卡和中继器113

*6.4.2粗缆以太网10Base5116

*6.4.3细缆以太网10Base2116

*6.4.4双绞线以太网10BaseT117

6.4.5光纤以太网10BaseF120

*6.5高速以太网121

6.5.1100BaseT121

6.5.2千兆以太网125

6.5.3万兆以太网129

6.6全双工以太网132

*6.6.1全双工以太网的特点132

6.6.2全双工以太网的流量控制133

*6.7交换式以太网134

6.7.1网桥135

6.7.2交换机137

6.7.3交换式以太网及其特点139

6.8虚拟局域网（VLAN）141

*6.8.1VLAN及其特点141

6.8.2VLAN划分142

6.8.3VLAN帧格式142

6.8.4VLAN运行143

习题144

第7章非主流局域网147

7.1令牌环147

7.1.1令牌环的拓扑结构和传输方式147

7.1.2令牌环帧格式149

7.1.3优先级控制与令牌维护150

7.2令牌总线151

7.3光纤分布数据接口（ FDDI）152

7.3.1FDDI及其特点152

7.3.2FDDI网络结构154

习题155

第8章无线局域网（WLAN）156

*8.1IEEE802.11 WLAN网络结构156

8.2IEEE802.11 WLAN协议157

8.2.1物理层157

8.2.2MAC层158

习题164

第4部分广域网

第9章广域网传输控制机制167

*9.1数据交换技术167

9.1.1电路交换168

9.1.2报文交换168

9.1.3分组交换168

*9.2分组转发和动态路由170

9.2.1分级的编址方案170

9.2.2分组转发机制171

9.2.3动态路由和路由算法172

*9.3拥塞控制173

9.3.1网络拥塞现象173

9.3.2拥塞控制的基本策略174

习题176

第10章广域网实例177

10.1帧中继(FR)177

*10.1.1帧中继交换177

10.1.2帧中继体系结构178

10.1.3帧中继帧格式178

10.1.4帧中继拥塞控制180

10.2异步传输模式(ATM)181

*10.2.1综合业务数字网(ISDN)181

*10.2.2信元交换182

*10.2.3ATM协议模型183

10.2.4ATM服务质量和服务类型188

10.2.5ATM通信量控制191

10.3宽带接入网192

10.3.1非对称数字用户线(ADSL)193

10.3.2混合光纤同轴电缆网(HFC)195

习题197

第5部分Internet

第11章网际层201

*11.1网际协议(IP)201

11.1.1概述201

11.1.2分类IPv4地址及子网划分204

11.1.3地址解析协议(ARP)207

11.1.4IP数据报格式211

11.1.5IP数据报的分片与重组213

11.1.6IP数据报转发216

11.1.7IP数据报选项221

11.1.8因特网控制报文协议(ICMP)223

11.1.9无类别域间路由226

11.2路由算法和路由协议229

*11.2.1Internet 两类路由协议229

11.2.2距离矢量路由算法230

11.2.3最短路径优先路由算法(SPF)233

11.2.4路由信息协议(RIP)235

11.2.5开放最短路径优先协议(OSPF)239

11.2.6边界网关协议(BGP)244

11.3因特网组管理协议(IGMP)248

11.3.1多播248

11.3.2IP多播组地址及其转换249

11.3.3IGMP协议250

11.3.4距离矢量多播路由协议(DVMRP)252

11.4下一代网际协议IPv6257

*11.4.1IPv6 产生的背景和特点257

11.4.2IPv6 数据报格式258

11.4.3IPv6 地址空间及其表示方法261

11.4.4IPv6地址格式263

11.4.5IPv4向IPv6过渡265

11.5IP over ATM、SDH和DWM268

11.5.1IP over ATM268

11.5.2多协议标记交换(MPLS)271

11.5.3IP over SDH274

11.5.4IP over WDM275

习题276

第12章传输层280

*12.1传输层端口280

12.1.1端口及其作用280

12.1.2传输层的复用和解复用282

*12.2用户数据报协议(UDP)283

12.2.1UDP 用户数据报283

12.2.2UDP 伪报头283

12.2.3UDP的特点284

*12.3传输控制协议(TCP)285

12.3.1TCP的编号与确认285

12.3.2TCP报文段286

12.3.3TCP连接管理290

12.3.4TCP重传机制293

12.3.5TCP流量控制297

12.3.6TCP拥塞控制300

习题304

第13章应用层306

*13.1网络应用模式306

13.1.1客户服务器模式306

13.1.2浏览器服务器模式308

13.2域名系统(DNS)308

*13.2.1Internet 域名结构309

*13.2.2域名解析310

13.2.3Windows因特网命名服务(WINS)314

13.3远程登录协议（Telnet）315

13.3.1Telnet工作原理316

13.3.2网络虚拟终端(NVT)317

13.3.3Telnet命令318

13.3.4Telnet选项协商318

13.4文件传送协议(FTP)319

13.4.1FTP的客户服务器模式319

13.4.2FTP访问控制321

13.5电子邮件(Email)321

*13.5.1电子邮件系统321

13.5.2电子邮件的信息格式323

*13.5.3简单电子邮件传送协议(SMTP)326

*13.5.4邮局协议(POP)327

13.6万维网(WWW)328

*13.6.1万维网工作原理328

*13.6.2统一资源定位符(URL)333

*13.6.3超文本传送协议(HTTP)334

*13.6.4超文本标记语言(HTML)337

13.6.5动态Web文档技术339

13.6.6活动Web文档技术343

13.7多媒体传输345

13.7.1多媒体及其传输345

13.7.2实时传输协议(RTP)与实时传输控制协议(RTCP)347

13.7.3H.323 和会话发起协议(SIP)353

13.7.4综合服务(IntServ)与资源预留协议(RSVP)357

13.7.5区分服务(DiffServ)363

*13.8动态主机配置协议(DHCP)366

13.9简单网络管理协议(SNMP)367

*13.9.1SNMP网络管理系统组成367

13.9.2SNMP协议369

13.9.3管理信息结构(SMI)372

13.9.4管理信息库(MIB)375

习题376

第14章Socket网络通信程序设计379

14.1套接字Socket379

14.1.1网络应用程序编程接口379

14.1.2Socket机制380

14.2Socket网络通信程序设计381

14.2.1Socket的创建与关闭381

14.2.2绑定本地地址382

14.2.3建立连接384

14.2.4数据发送与接收386

14.2.5客户服务器模式的Socket实现框架389

习题392

第15章网络安全393

*15.1网络安全问题概述393

15.2密码学基础394

*15.2.1概述394

15.2.2对称密钥密码体制与DES算法395

15.2.3公开密钥密码体制与RSA算法398

15.3数字签名和报文摘要401

15.3.1数字签名401

15.3.2报文摘要402

15.4身份认证和密钥分发403

15.4.1基于对称密钥的认证和密钥分发404

15.4.2基于公钥的认证和公钥分发405

15.5Internet网络安全技术407

*15.5.1防火墙技术407

15.5.2网际层安全技术411

15.5.3传输层安全技术415

15.5.4应用层安全技术416

15.5.5虚拟专用网（VPN）418

习题419