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第一篇 网络基础理论篇 3

第1章 计算机网络概述 3

1.1 计算机网络的定义 3

1.2 计算机网络的形成与发展 3

1.3 计算机网络的功能和应用 4

1.4 计算机网络的分类 5

1.5 计算机网络结构 7

1.5.1 资源子网 7

1.5.2 通信子网 7

1.6 计算机网络的组成 9

1.6.1 网络硬件的组成 9

1.6.2 网络软件的组成 10

1.6.3 网络连接设备 11

1.6.4 网络传输介质 14

1.7 计算机网络的性能指标 14

1.8 计算机网络拓扑结构 17

1.8.1 网络拓扑结构的概念 17

1.8.2 常见的网络拓扑结构 18

1.9 有关的网络标准组织与管理机构 21

1.9.1 有关的标准组织 21

1.9.2 Internet管理机构 23

1.9.3 RFC文档与Internet标准 25

1.10 小结 26

1.11 习题 26

第2章 计算机网络体系结构 28

2.1 计算机网络体系结构概述 28

2.1.1 计算机网络的分层模型 28

2.1.2 计算机网络体系结构的概念 30

2.2 ISO/OSI网络参考模型 31

2.2.1 ISO/OSI参考模型 31

2.2.2 OSI模型中的数据传输过程 34

2.3 TCP/IP模型 37

2.3.1 TCP/IP模型概述 37

2.3.2 TCP/IP模型中的各层主要协议 38

2.4 OSI模型和TCP/IP模型的比较 39

2.5 小结 40

2.6 习题 40

第3章 物理层 42

3.1 物理层概述 42

3.2 数据通信基础 43

3.2.1 数据通信系统的模型 43

3.2.2 数据通信的几个基本概念 44

3.3 基带传输与宽带传输 47

3.3.1 基带传输概述 47

3.3.2 数字数据编码方法 47

3.3.3 宽带传输技术 49

3.4 传输介质 50

3.4.1 有线传输介质 51

3.4.2 无线传输介质 55

3.4.3 不同传输介质的比较 57

3.5 多路复用技术 57

3.5.1 频分多路复用 58

3.5.2 时分多路复用 58

3.5.3 波分多路复用 59

3.5.4 码分多路复用 60

3.6 接入网技术 61

3.6.1 电话拨号接入 62

3.6.2 DSL接入 62

3.6.3 混合光纤同轴电缆接入 63

3.6.4 光纤接入 64

3.6.5 LAN接入 64

3.6.6 无线接入 64

3.7 小结 65

3.8 习题 65

第4章 数据链路层与局域网技术 67

4.1 数据链路层概述 67

4.1.1 链路与数据链路 67

4.1.2 点到点链路与广播链路 68

4.1.3 数据链路层的简化模型 69

4.2 数据链路层需要解决的基本问题 70

4.2.1 数据帧定界 70

4.2.2 透明传输 71

4.2.3 差错检测 72

4.3 点到点链路的数据链路层协议PPP 75

4.3.1 PPP协议简介 75

4.3.2 PPP协议的组成 75

4.3.3 PPP协议的帧格式 76

4.3.4 PPP协议的透明传输实现 76

4.3.5 PPP协议的链路状态 78

4.3.6 PPP 的认证协议 79

4.4 局域网概述 80

4.4.1 局域网的特点与功能 80

4.4.2 局域网的体系结构与标准 81

4.5 局域网组网设备 83

4.5.1 网卡 84

4.5.2 中继器和集线器 86

4.5.3 网桥和交换机 88

4.5.4 集线器与交换机的比较 93

4.6 以太网技术 95

4.6.1 以太网概述 95

4.6.2 MAC地址 95

4.6.3 以太网MAC帧格式 98

4.6.4 IEEE 802.3 CSMA/CD协议 99

4.6.5 10Mbps以太网 103

4.6.6 快速以太网技术 104

4.6.7 千兆以太网 106

4.6.8 10吉比特以太网/100吉比特以太网 107

4.7 虚拟局域网 110

4.7.1 虚拟局域网概述 110

4.7.2 虚拟局域网的实现技术 111

4.8 小结 111

4.9 习题 112

第5章 网络层 114

5.1 网络层概述 114

5.1.1 网络层的基本功能 114

5.1.2 网络层所提供的服务 115

5.1.3 TCP/IP的网络层 118

5.2 IP协议 119

5.2.1 IP协议的作用与特点 119

5.2.2 IP数据报 121

5.2.3 分类IP地址 126

5.2.4 IP地址的规划 133

5.2.5 子网划分 134

5.2.6 子网掩码 136

5.2.7 无类别域间路由地址（CIDR） 141

5.2.8 网络地址转换（NAT） 147

5.3 ARP协议 152

5.3.1 ARP协议工作原理 152

5.3.2 ARP报文格式 156

5.3.3 IP数据报的转发过程 157

5.4 ICMP协议 160

5.5 IP路由与路由协议 163

5.5.1 路由与路由器 163

5.5.2 静态路由与动态路由 169

5.5.3 RIP路由协议 174

5.5.4 OSPF路由协议 179

5.5.5 BGP路由协议 185

5.6 小结 195

5.7 习题 195

第6章 传输层 198

6.1 传输层概述 198

6.1.1 传输层的作用 198

6.1.2 传输层的功能 199

6.2 TCP/IP的传输层 200

6.2.1 TCP与UDP 200

6.2.2 传输层的端口 201

6.3 传输控制协议TCP 202

6.3.1 TCP协议概述 202

6.3.2 TCP报文的格式 203

6.3.3 TCP连接的建立与释放 205

6.3.4 TCP可靠传输的实现 207

6.3.5 TCP流量控制的实现 214

6.3.6 TCP拥塞控制的实现 215

6.4 用户数据报协议UDP 218

6.4.1 UDP 的特点 218

6.4.2 UDP数据报 219

6.5 小结 220

6.6 习题 220

第7章 应用层 223

7.1 TCP/IP的应用层 223

7.2 DNS服务 224

7.2.1 域名和域名系统 224

7.2.2 域名服务器 225

7.2.3 域名解析 226

7.3 WWW服务 228

7.3.1 WWW的基本概念 228

7.3.2 统一资源定位器 229

7.3.3 超文本传输协议 230

7.3.4 超文本标记语言 234

7.4 E-mail服务 235

7.4.1 电子邮件概述 236

7.4.2 电子邮件系统的组成 236

7.4.3 电子邮件的发送和接收过程 236

7.4.4 电子邮件的组成 237

7.4.5 简单邮件传输协议 238

7.4.6 邮件读取协议POP3和IMAP 239

7.4.7 通用Internet电子邮件扩充协议 239

7.5 FTP服务 241

7.6 远程终端服务 244

7.7 DHCP服务 245

7.7.1 引导程序协议 245

7.7.2 动态主机配置协议 246

7.8 网络应用编程接口 248

7.8.1 应用编程接口与socket编程 248

7.8.2 无连接循环服务与面向连接并发服务 249

7.9 小结 251

7.10 习题 252

第8章 网络管理与网络安全 254

8.1 网络管理概述 254

8.1.1 网络管理的基本概念 254

8.1.2 网络管理的功能模型 254

8.1.3 网络管理的信息模型与组织模型 255

8.2 基于TCP/IP的网络管理 256

8.2.1 SNMP网络管理模型 256

8.2.2 简单网络管理协议 257

8.2.3 几种流行的SNMP网络管理软件 258

8.3 网络安全 258

8.3.1 网络安全的基本概念 258

8.3.2 网络安全模型 259

8.3.3 传输安全与加密技术 259

8.3.4 边界安全与防火墙技术 262

8.3.5 系统安全与入侵检测技术 264

8.4 小结 266

8.5 习题 266

第二篇 网络实践篇 271

第9章 以太网组网实践 271

实验9-1认识网络设备 271

实验9-2直通电缆和交叉电缆制作 277

实验9-3反转电缆制作 285

第10章 子网划分实践 287

实验10-1C类网络的子网划分 287

实验10-2 B类网络的子网划分 289

实验10-3 A类网络的子网划分 291

实验10-4混合子网划分 293

第11章 思科IOS操作实践 295

实验11-1路由器和交换机的基础操作 295

实验11-2设备登录及安全操作 300

实验11-3设备文件的备份和恢复 307

实验11-4路由器的密码破解 315

实验11-5交换机的密码破解 317

第12章 思科交换操作实践 318

实验12-1 VLAN 318

实验12-2 VLAN间通信 324

实验12-3 以太网通道 329

第13章 思科路由操作实践 331

实验13-1静态路由 331

实验13-2 RIP路由 335

实验13-3 OSPF路由 347

实验13-4 EIGRP路由 350

第14章 DHCP操作实践 354

实验14-1 DHCP 354

第15章 IPv6路由操作实践 357

实验15-1 IPv6接口配置与静态路由 357

实验1 5-2 IPv6-OSPFv3（可选） 360

实验15-3 IPv6-EIGRP（可选） 363

第三篇 网络新技术篇 369

第16章 软件定义网络SDN 369

16.1 SDN概述 369

16.1.1 SDN的概念及特点 369

16.1.2 SDN发展历程 370

16.1.3 SDN的现状 372

16.2 SDN的体系架构 373

16.3 SDN的关键特性 374

16.4 基于OpenFlow协议的SDN关键技术 374

16.4.1 OpenFlow交换机 375

16.4.2 OpenFlow控制器 376

16.4.3 OpenFlow协议及自身问题 376

16.5 SDN的应用场景和发展方向 377

16.5.1 应用场景 377

16.5.2 发展方向 379

16.6 小结 380

第17章 云计算和物联网 381

17.1 云计算 381

17.1.1 云计算的产生背景 381

17.1.2 云计算的定义 381

17.1.3 云计算的特征 382

17.1.4 云计算的发展面临的挑战 384

17.1.5 云计算与物联网的关系 385

17.2 物联网 386

17.2.1 物联网概念 386

17.2.2 物联网的发展状况 388

17.2.3 物联网技术体系框架 392

17.2.4 物联网标准体系 395

17.2.5 物联网的应用案例 396

17.3 小结 401

参考文献 402

附录1 各章习题参考答案 404

附录2 主要网络术语中英对照 418

附录3 Cisco PacketTracer5操作指南 422

附录4 其他网络学习工具介绍 431