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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 ASK 50

3.4.2 FSK 51

3.4.3 PSK 52

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/CD 86

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VLSM 108

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 ARP 117

5.3.2 数据报格式 118

5.3.3 RARP 118

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RIP 121

5.4.4 内部网关协议OSPF 122

5.4.5 外部网关协议BGP 123

5.5 因特网组管理协议 124

5.6 下一代网际协议IPv6 126

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IMAP 186

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DiffServ 209

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