CDIO工程教育系列教程 公共基础类 计算机网络PDF电子书下载

项目导学 1

第1章 绪论 3

1.1 计算机网络的概念 3

1.2 计算机网络的功能与应用 4

1.3 计算机网络的产生和发展 4

1.3.1 20世纪50至60年代——计算机网络产生 4

1.3.2 20世纪70至80年代——因特网和局域网发展时期 6

1.3.3 20世纪90年代——因特网大发展时期 7

1.3.4 21世纪——网络和信息化的社会 9

1.4 计算机网络的组成和结构 10

1.5 计算机网络的核心技术——分组交换 12

1.5.1 电路交换 12

1.5.2 报文交换 13

1.5.3 分组交换 13

1.6 计算机网络的主要性能指标 17

1.6.1 带宽 17

1.6.2 时延 17

1.7 计算机网络的分类 18

1.8 计算机网络的拓扑结构 19

1.9 网络标准化 21

1.9.1 ITU 21

1.9.2 ISO 22

1.9.3 IEEE 22

1.9.4 与因特网相关的标准化组织 22

1.10 本章小结 23

教学效果测评 23

第2章 网络体系结构 25

2.1 网络通信的复杂性 25

2.2 网络协议与协议分层 26

2.2.1 网络协议 26

2.2.2 协议分层 26

2.2.3 数据封装和传递 28

2.2.4 服务访问点 29

2.2.5 服务、协议和接口 30

2.3 网络体系结构 31

2.3.1 OSI参考模型 32

2.3.2 TCP/IP模型 33

2.3.3 OSI参考模型和TCP/IP模型的比较 34

2.4 本教材的体系结构 35

2.5 本章小结 36

实践环节设计 36

教学效果测评 37

第3章 应用层 39

3.1 概述 39

3.1.1 应用进程和应用层协议 40

3.1.2 应用层的工作模型 40

3.1.3 应用进程的地址 42

3.1.4 URL 43

3.2 WWW和HTTP协议 43

3.2.1 WWW 43

3.2.2 HTTP协议 45

3.2.3 HTTP报文 48

3.2.4 Web代理 51

3.2.5 Cookie 53

3.2.6 多点下载和断点续传 54

3.3 文件传输协议 55

3.3.1 控制连接和数据连接 57

3.3.2 主动模式和被动模式 58

3.3.3 FTP命令 59

3.3.4 FTP应答 60

3.4 电子邮件 60

3.4.1 电子邮件概述 61

3.4.2 电子邮件报文格式 62

3.4.3 SMTP协议 62

3.4.4 SMTP协议扩展 66

3.4.5 POP3协议 69

3.4.6 IMAP协议 72

3.5 DNS——域名系统 72

3.5.1 域名和层次域名空间 72

3.5.2 域名服务器 74

3.5.3 域名解析过程 75

3.5.4 DNS缓存 77

3.6 DHCP 77

3.6.1 DHCP工作原理 78

3.6.2 DHCP报文 79

3.6.3 DHCP租用期 85

3.6.4 DHCP中继代理 86

3.7 本章小结 86

实践环节设计 87

教学效果测评 89

第4章 运输层 91

4.1 运输层的功能和服务 91

4.1.1 运输层提供的服务 91

4.1.2 运输层的功能 92

4.1.3 TCP/IP的运输层 93

4.2 应用进程寻址 94

4.3 UDP 96

4.3.1 概述 96

4.3.2 UDP数据报 97

4.3.3 UDP的差错检测 98

4.4 TCP 100

4.4.1 概述 100

4.4.2 TCP报文段 101

4.4.3 TCP数据传输过程 104

4.4.4 连接管理 105

4.4.5 数据的可靠性传输 112

4.4.6 重传定时器 118

4.4.7 流量控制 120

4.4.8 拥塞控制 122

4.5 本章小结 125

实践环节设计 126

教学效果测评 126

第5章 网络层 128

5.1 网络层服务和功能 128

5.2 IP协议概述 129

5.3 IP地址 131

5.3.1 基本概念 131

5.3.2 IP地址的分类 132

5.3.3 特殊的IP地址 133

5.4 IP子网 135

5.4.1 IP子网划分 135

5.4.2 子网掩码 137

5.5 无分类编址CIDR 139

5.5.1 CIDR地址块 140

5.5.2 利用CIDR分配IP地址 141

5.5.3 超网 143

5.6 IP数据报 145

5.6.1 IP数据报格式 145

5.6.2 IP数据报分片与重组 147

5.7 IP数据报的发送 148

5.7.1 直接发送和间接发送 149

5.7.2 选路的基本原则 149

5.7.3 路由器 149

5.7.4 路由表 150

5.7.5 网关 152

5.7.6 IP数据报的发送过程 153

5.8 路由协议 154

5.8.1 自治系统和分层次路由 155

5.8.2 内部网关协议 156

5.8.3 外部网关协议 160

5.9 ICMP 164

5.9.1 ICMP报文格式 164

5.9.2 ICMP报文类型 164

5.9.3 Ping 166

5.10 NAT 168

5.11 IP组播和IGMP协议 169

5.11.1 IP组播 169

5.11.2 IGMP协议 170

5.12 IPv6 172

5.12.1 IPv6的产生背景 172

5.12.2 IPv6的特点 173

5.12.3 IPv6地址 173

5.12.4 IPv6分组 174

5.13 本章小结 175

实践环节设计 175

教学效果测评 177

第6章 数据链路层 181

6.1 数据链路层服务和功能 181

6.1.1 链路和数据链路 183

6.1.2 链路层的主要功能 184

6.2 成帧 185

6.3 物理地址和地址映射 187

6.3.1 物理地址 187

6.3.2 物理地址和IP地址 188

6.3.3 地址映射和ARP 188

6.4 流量控制 192

6.4.1 停止等待 192

6.4.2 滑动窗口 194

6.5 差错控制 197

6.5.1 检测差错 197

6.5.2 对差错的处理 198

6.6 ARQ协议 199

6.6.1 停等ARQ 199

6.6.2 连续ARQ 200

6.6.3 选择重传ARQ 200

6.7 数据链路层协议 201

6.8 HDLC协议 201

6.8.1 基本概念 202

6.8.2 帧格式 203

6.8.3 HDLC协议工作过程 207

6.9 PPP协议 208

6.9.1 PPP帧格式 209

6.9.2 LCP 209

6.9.3 认证协议 211

6.9.4 网络控制协议 212

6.9.5 PPP协议的工作过程 213

6.10 本章小结 214

实践环节设计 214

教学效果测评 215

第7章 物理层 218

7.1 物理层的服务和功能 218

7.2 数据通信基础 219

7.2.1 信息 219

7.2.2 数据 220

7.2.3 信号 220

7.2.4 信道和信道带宽 222

7.2.5 波特率和比特率 223

7.3 数据通信系统 224

7.4 数据表示和信号转换 226

7.4.1 数字—数字 226

7.4.2 数字—模拟 227

7.4.3 模拟—模拟 228

7.4.4 模拟—数字 229

7.5 数据传输 230

7.5.1 基带传输和宽带传输 230

7.5.2 并行传输和串行传输 230

7.5.3 单工、半双工和全双工传输 232

7.6 复用技术 233

7.6.1 频分复用 234

7.6.2 时分复用 234

7.6.3 波分复用 235

7.6.4 码分复用 236

7.7 传输介质 237

7.8 物理层标准 240

7.9 EIA-232物理层接口标准 241

7.10 本章小结 243

教学效果测评 243

第8章 局域网 245

8.1 概述 245

8.1.1 局域网的概念和特点 245

8.1.2 局域网的产生与发展 246

8.1.3 局域网的拓扑结构 248

8.1.4 局域网的体系结构 249

8.2 介质访问控制 251

8.2.1 介质共享技术 251

8.2.2 ALOHA协议 252

8.2.3 CSMA协议 253

8.2.4 令牌环介质控制方法 254

8.2.5 令牌总线介质控制方法 255

8.3 传统以太网 256

8.3.1 MAC地址 256

8.3.2 以太网的帧格式 258

8.3.3 以太网的工作原理 260

8.3.4 以太网的性能和提供的服务 262

8.4 高速以太网 262

8.4.1 百兆位以太网 263

8.4.2 千兆位以太网 264

8.4.3 万兆位以太网 266

8.5 组建以太网 268

8.5.1 网卡 268

8.5.2 通信介质 268

8.5.3 以太网连接方式 270

8.5.4 集线器和交换机 271

8.6 虚拟局域网 274

8.6.1 虚拟局域网的划分方法 275

8.6.2 虚拟局域网标准和帧格式 276

8.6.3 三层交换技术 277

实践环节设计 278

教学效果测评 278

第9章 广域网 281

9.1 概述 281

9.2 广域网技术概述 283

9.2.1 专用线路 283

9.2.2 电路交换技术 283

9.2.3 分组交换技术 284

9.2.4 Internet接入 285

9.3 PSTN 286

9.4 ISDN 287

9.4.1 ISDN参考模型 287

9.4.2 ISDN接口 288

9.4.3 B-ISDN 288

9.4.4 ISDN的应用业务 289

9.5 帧中继 290

9.5.1 概述 290

9.5.2 帧中继帧格式 291

9.6 ATM 293

9.6.1 ATM原理 294

9.6.2 ATM协议参考模型 294

9.6.3 ATM信元格式 296

9.7 同步光学网络（SONET）／同步数字层级网络（SDH） 296

9.8 DSL 297

9.9 本章小结 299

教学效果测评 299

第10章 无线网络和移动网络 301

10.1 概述 301

10.2 802.1 1无线LAN 302

10.2.1 802.1 1体系结构 303

10.2.2 802.1 1 MAC协议 305

10.2.3 802.1 1帧结构 307

10.3 蜂窝网络 309

10.3.1 蜂窝网络体系结构 310

10.3.2 蜂窝网络技术和标准 312

10.3.3 蜂窝网络中的移动性管理 314

10.4 蓝牙 315

10.4.1 概述 315

10.4.2 工作原理 315

10.5 CDMA 317

10.5.1 概述 317

10.5.2 工作原理 317

10.6 移动IP 318

10.6.1 概述 318

10.6.2 工作原理 319

10.7 本章小结 320

教学效果测评 321

附录A Ethereal使用教程 323

附录B Packet Tracer使用教程 334

附录C 教学建议 350

参考文献 359