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第1章　计算机网络体系结构 1

1.1　OSI参考模型 1

1.1.1　OSI的层次结构 1

1.1.2　OSI制定过程中的三级抽象 3

1.1.3　OSI中服务和协议的含义 3

1.1.4　OSI中SAP、层间接口和传送数据单元 4

1.1.5　OSI中的服务原语 6

1.1.6　OSI中的服务类型 7

1.2　IP网络层次结构 8

1.2.1　IP网络层次结构组成 8

1.2.2　IP网络层次结构与OSI的关系 9

1.2.3　TCP/IP协议族 9

1.3　如何理解计算机网络体系结构 10

1.4 网络通信过程中的寻址 11

1.4.1　寻址结构 11

1.4.2 寻址过程 13

习题 15

第2章 TCP/IP协议 16

2.1 IP v4协议 16

2.1.1　IP v4数据报格式 16

2.1.2　IP v4地址 18

2.1.3　IP v4分段封装 22

2.1.4　IP v4功能模块 24

2.1.5　IP v4发送和接收流程 24

2.1.6　IP v4路由选择 29

2.2　IP v6协议 32

2.2.1　IP v6分组格式 32

2.2.2　IP v6扩展头部 33

2.2.3　IP v6地址 37

2.3 UDP 39

2.3.1　运输层协议概述 39

2.3.2　UDP数据报格式 41

2.3.3　UDP校验和算法 41

2.3.4 UDP应用 42

2.4 TCP 42

2.4.1 TCP报文段格式 43

2.4.2 TCP连接 44

2.4.3 TCP流量控制 46

2.4.4　TCP拥塞控制 47

习题 51

第3章　域名解析 53

3.1　域名空间 53

3.1.1 域 53

3.1.2　域名 55

3.1.3 区 56

3.2　名字服务器 56

3.2.1　名字服务器种类 57

3.2.2　名字服务器树 57

3.3　域名解析算法 58

3.3.1　域名解析方式 58

3.3.2　定位起始域名服务器 59

3.4　逆向域名解析 60

3.4.1　逆向域名解析的特点 60

3.4.2　逆向域名解析原理 60

3.5　域名解析报文 61

3.5.1 报文格式 61

3.5.2　记录类型与结构 63

3.5.3　域名解析报文的运输 65

习题 65

第4章　路由选择算法 66

4.1　路由选择策略 66

4.2　最短路径法 66

4.2.1　基本原理 66

4.2.2　路由表的生成 67

4.3　扩散法 69

4.3.1　基本原理 69

4.3.2　选择性扩散法 69

4.4　基于流量的路由选择 69

4.4.1　基本原理 70

4.4.2　定量分析 70

4.4.3　路由决策 71

4.5　距离向量路由选择 72

4.5.1 基本原理 72

4.5.2　路由表生成与刷新 72

4.5.3　好坏消息的快慢问题 75

4.6　链路状态路由选择 76

4.6.1　基本原理 76

4.6.2　探测相邻路由器 77

4.6.3　测量链路开销 78

4.6.4　组装链路状态分组 78

4.6.5　发布链路状态分组 79

4.6.6　计算新路由 81

4.7　分级路由选择 81

4.7.1 基本原理 81

4.7.2　最优级数确定 82

4.8　移动主机的路由选择 82

4.8.1　移动主机登录注册 83

4.8.2　向移动主机发送数据 83

4.8.3　移动主机路由协议实现方案 84

4.9　广播路由选择 85

4.9.1　完全发送法 85

4.9.2　扩散法 85

4.9.3　多目的地路由选择 85

4.9.4　生成树法 85

4.9.5　逆向路径转发 85

4.10　组播路由选择 86

4.10.1 基本思想 87

4.10.2　生成树修剪方法 87

习题 88

第5章　路由协议 89

5.1　路由协议分类 89

5.2　路由选择信息协议 90

5.2.1 RIP路由表结构与初始化 90

5.2.2　RIP路由表更新算法 90

5.2.3　RIP报文 92

5.2.4　RIP计时器 93

5.2.5 RIP v2 94

5.2.6 RIP报文的运输 95

5.3　开放最短路径优先协议 95

5.3.1　OSPF协议发展背景 95

5.3.2　OSPF的基本概念 96

5.3.3　OSPF路由选择 98

5.3.4　OSPF报文 100

5.4　边界网关协议 106

5.4.1 为什么需要BGP 106

5.4.2　BGP路由选择策略 107

5.4.3　BGP路由表刷新 107

5.4.4 BGP报文 108

5.5　组播路由选择协议 111

5.5.1　组播路由器 111

5.5.2　Internet组管理协议 112

5.5.3　距离向量组播路由选择协议 114

5.5.4　组播最短路径优先协议 114

5.6　无类域间路由选择 115

5.6.1 为什么需要CIDR 115

5.6.2 CIDR的目标 115

5.6.3 CIDR路由选择 116

习题 117

第6章　地址解析 118

6.1　地址解析协议 118

6.1.1　两类地址之间的映射方式 118

6.1.2 ARP报文 119

6.1.3 ARP工作流程 121

6.1.4　ARP的4种工作情况 121

6.2　逆地址解析协议 122

6.2.1 RARP的作用 122

6.2.2 RARP工作原理 123

6.2.3 RARP报文操作 124

6.3　引导协议 125

6.3.1 引导协议的作用 125

6.3.2　引导协议的报文 125

6.3.3　引导协议的工作流程 127

6.3.4　引导配置文件 128

6.3.5 BOOTP与RARP的比较 129

6.4　动态主机配置协议 129

6.4.1 DHCP数据库 129

6.4.2 DHCP工作原理 130

6.4.3 DHCP报文 130

6.4.4 DHCP工作流程 131

6.5　组播地址映射 132

6.5.1 MAC地址 132

6.5.2　IP组播地址映射 133

习题 134

第7章　局域网 135

7.1 计算机通信网络组成概述 135

7.2　局域网拓扑结构 136

7.3　局域网功能层 137

7.4　以太网技术及发展 138

7.4.1 以太网通信方式 139

7.4.2 以太网 139

7.4.3　快速以太网 143

7.4.4 千兆以太网 144

7.4.5　万兆以太网 145

7.5　无线局域网 145

7.5.1　WLAN组网方式 146

7.5.2　WLAN硬件 146

7.5.3　WLAN参考模型 147

7.6　虚拟局域网 148

7.6.1 引入VLAN的必要性 149

7.6.2 VLAN的主要类型 150

7.6.3　VLAN帧格式 151

7.7　交换式局域网 151

7.7.1 LAN交换机结构 151

7.7.2　LAN交换数据转发 152

7.7.3 LAN交换重要指标 152

7.8　局域网的互连 153

7.8.1　互连实现方式 153

7.8.2　桥接原理 154

习题 154

第8章　宽带接入网 157

8.1　公共交换电话网 158

8.1.1 PSTN网络连接关系 158

8.1.2　PSTN接入设备 158

8.1.3　PSTN接入网使用的协议 159

8.2　综合业务数字网 160

8.2.1 ISDN网络连接关系 160

8.2.2　ISDN设备 161

8.2.3　ISDN的数据通道 162

8.2.4　ISDN使用的协议 162

8.3　数字用户线路 163

8.3.1　DSL的主要类型 163

8.3.2 ADSL网络连接关系 164

8.3.3　ADSL网络设备 165

8.3.4 ADSL使用的协议 165

8.4　点对点专用线路 166

8.5　点对点协议 166

8.5.1　PPP协议的作用 167

8.5.2　PPP协议的组成部分 167

8.5.3 PPP帧结构 168

8.6　新型接入网技术 168

8.6.1 HFC有线电视网 168

8.6.2　以太网接入网 169

8.6.3　无线接入网 171

习题 172

第9章　传统交换网 174

9.1　交换技术分类 174

9.1.1 电路交换 175

9.1.2　报文交换 175

9.1.3　分组交换 175

9.2 X.25 176

9.2.1　X.25网络连接关系 177

9.2.2　X.25协议栈 177

9.2.3 HDLC协议 178

9.2.4　X.25分组 180

9.2.5　X.25虚电路 181

9.2.6　X.25多路复用 183

9.3 帧中继 184

9.3.1　帧中继网络连接关系 184

9.3.2　帧中继协议栈 184

9.3.3　帧中继数据帧 184

9.3.4　帧中继交换 186

9.3.5　帧中继全局编址 187

习题 188

第10章 宽带交换网ATM 189

10.1 ATM服务分类 190

10.1.1　ATM服务类别 190

10.1.2　ATM服务种类 190

10.2　ATM业务适配 191

10.2.1　业务适配的功能 191

10.2.2 ATM适配层AAL 192

10.2.3 AAL协议 193

10.3　ATM信元交换 197

10.3.1 ATM信元结构 197

10.3.2　ATM信元信道 198

10.3.3　ATM信元寻址 198

10.3.4　ATM层功能 199

10.4 ATM网络接口 200

10.4.1 ATM接口类型 200

10.4.2 ATM接口协议参考模型 200

10.4.3　数据格式转换 201

10.5 ATM地址和本地管理接口 201

10.5.1　ATM地址 202

10.5.2　ILMI 203

10.6　ATM连接管理 203

10.6.1　ATM SVC建立和释放基本过程 204

10.6.2　ATM信令报文结构 206

10.7 ATM技术特点 207

习题 208

第11章 传统IP over ATM技术 209

11.1 引言 209

11.2　局域网仿真 210

11.2.1 ELAN逻辑实体 210

11.2.2 ELAN用户接口参考模型 212

11.2.3 LANE数据封装 213

11.2.4 LANE数据帧 214

11.2.5 ELAN的逻辑连接 216

11.2.6 LANE初始化 217

11.2.7 ELAN地址解析 218

11.2.8　ELAN连接管理 219

11.2.9　ELAN数据发送 219

11.2.10 LANE V2.0的新增功能 220

11.2.11 LANE存在的问题 221

11.3 ATM上的IP 221

11.3.1 IPOA逻辑实体 221

11.3.2　IPOA参考模型 223

11.3.3　IPOA数据封装 223

11.3.4　IPOA地址解析 223

11.3.5 IPOA网络寻址 225

11.3.6　IPOA网络连接 226

11.3.7　IPOA存在的问题 226

11.4　ATM上的多协议 228

11.4.1 MPOA逻辑实体 228

11.4.2 MPOA网络寻址 229

11.4.3　MPOA数据封装 230

11.4.4　MPOA初始化配置和地址发现 231

11.4.5　MPOA流检测 231

11.4.6　MPOA地址解析 231

11.4.7 MPOA的组播 235

11.4.8　MPOA的实质 238

习题 238

第12章　新型宽带交换网技术 240

12.1 引言 240

12.1.1　标记分配驱动方式 240

12.1.2　UNI协议模型 242

12.2　IP交换 244

12.2.1　IP交换机结构 245

12.2.2　Ipsilon流管理协议 246

12.2.3　通用交换机管理协议 247

12.2.4　IP交换的数据发送 249

12.2.5　IP交换的数据封装 250

12.2.6　IP交换的组播 251

12.3　标签交换 251

12.3.1　标签交换的逻辑组成 252

12.3.2　标签的含义 253

12.3.3　标签管理 254

12.3.4　标签分发协议 255

12.3.5　标签交换的数据发送 257

12.3.6　标签交换的组播 259

12.4　多协议标记交换 260

12.4.1 MPLS逻辑组成 260

12.4.2　标记的含义 261

12.4.3　标记分发协议 263

12.4.4　标记管理 264

12.4.5　标记交换通道 266

12.4.6 MPLS数据发送 269

12.5　多协议标记交换的实现 269

12.5.1 多协议标记交换的组播 269

12.5.2　MPLS在帧中继网络上的实现 271

12.6　光网络上的IP 272

12.6.1 IP over SDH/SONET 272

12.6.2　IP over WDM 273

12.7　宽带IP网络技术比较 274

12.7.1　第3层交换特点 274

12.7.2 IP over SDH的特点 274

12.7.3　IP over WDM的特点 275

12.7.4　总结 275

习题 275

第13章 网络服务质量 277

13.1 服务质量QoS概述 277

13.1.1　服务的含义 277

13.1.2　服务质量的含义 278

13.1.3　QoS技术内涵 278

13.1.4　QoS技术类型 278

13.2　集成服务 280

13.2.1　IntServ实现参考框架 280

13.2.2　IntServ的服务类型 281

13.2.3　RSVP资源预留原理 281

13.3　区分服务 282

13.3.1　区分服务的分类 283

13.3.2　服务编码 283

13.3.3　DiffServ模型的实现机制 283

13.4　子网带宽管理 284

13.4.1　SBM的含义 284

13.4.2　SBM的组成 285

13.4.3　SBM体系结构 285

13.4.4　SBM控制过程 286

13.5 MPLS的QoS 286

13.6　QoS体系结构 287

13.6.1　QoS体系结构的含义 287

13.6.2　QoS技术体系总结 287

习题 288

第14章　网络安全技术 289

14.1　IP安全体系结构 289

14.1.1　IPSec概述 289

14.1.2　安全关联 290

14.1.3　认证头部AH 290

14.1.4　负荷安全封装ESP 292

14.1.5　因特网密钥交换协议 294

14.2　安全算法 296

14.2.1　加密算法 296

14.2.2　共享密钥产生算法 299

14.2.3　认证算法 300

14.2.4　证书 302

14.2.5　数字签名算法 303

14.3　虚拟专用网 306

14.3.1 VPN概述 306

14.3.2 基于L2TP的VPN 307

14.3.3　基于IPSec的VPN 308

14.3.4　高层VPN的相关协议 308

14.3.5 VPN典型应用 309

14.4　防火墙 312

14.4.1　防火墙分类 312

14.4.2　防火墙应用 313

习题 315

参考文献 317