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第1章 计算机网络概论 1

1.1计算机网络的定义 2

1.1.1定义 2

1.1.2网络的组成 3

1.1.3网络服务 7

1.2因特网的结构 8

1.2.1因特网边缘 9

1.2.2因特网核心 13

实践技能训练——用traceroute测量因特网结构 15

1.3协议分层与服务模型 15

1.3.1协议 16

1.3.2分层的网络体系结构 17

1.3.3报文的层间传递 19

1.3.4因特网体系结构 22

1.3.5端到端原则 24

1.3.6网络标准化 25

1.4分组交换网的性能指标 26

1.4.1时延 26

1.4.2丢包率 29

1.4.3带宽和吞吐量 29

1.4.4跳与路径 30

1.4.5时延与带宽乘积 31

1.5计算机网络的发展简史 31

1.5.1计算机网络技术发展完善阶段 31

1.5.2因特网高速发展阶段 33

1.6小结 34

习题 35

实验 37

参考及推荐阅读的文献 39

第2章 数据通信基础 41

2.1数据通信基础知识 42

2.1.1通信系统模型 42

2.1.2数字通信及其性质 43

2.1.3通信方式 45

2.2传输媒体 45

2.2.1导向传输媒体 46

2.2.2非导向传输媒体 49

2.3编码和复用 50

2.3.1编码 50

2.3.2多路复用、频分复用、时分复用、波分复用和码分复用 52

2.4交换技术 55

2.4.1电路交换和报文交换 56

2.4.2分组交换 56

实践技能训练——用超级终端程序进行串行通信 59

2.5数字传输技术 60

2.5.1 PCM及其复用 60

2.5.2同步数字系列SDH 62

2.6接入网 63

2.6.1电话网拨号接入 63

2.6.2 DSL接入 64

2.6.3混合光纤同轴电缆接入 64

2.6.4光纤接入 65

2.6.5以太网接入 66

2.6.6无线接入 66

2.7物理层概述 67

2.8小结 68

习题 69

实验 70

参考及推荐阅读的文献 70

第3章 直接连接的网络 71

3.1链路层概述 72

3.1.1链路层的服务 72

3.1.2网络适配器 74

3.2成帧 75

3.2.1面向比特的协议 76

3.2.2 PPP 76

3.2.3面向字节的协议 77

3.3差错检测和纠错技术 78

3.3.1奇偶检验 79

3.3.2检验和方法 79

3.3.3循环冗余检验 80

3.4可靠数据传输原理 81

3.4.1设计可靠数据传输协议 82

3.4.2流水线可靠数据传输协议 85

3.4.3回退N步协议 87

3.4.4选择重传协议 89

3.5多路访问协议 93

3.5.1信道划分协议 94

3.5.2轮流协议 95

3.5.3随机接入协议 96

3.6以太网 100

3.6.1 MAC地址 103

3.6.2以太网帧结构 104

3.6.3 CSMA/CD：以太网的多路访问协议 105

3.6.4以太网技术标准 107

实践技能训练——用ping检测网络连通性 109

3.7链路层交换机 109

3.7.1转发和过滤 110

3.7.2自学习 111

3.7.3链路层交换机的特点 112

3.7.4生成树协议 113

3.7.5虚拟局域网 114

3.8 IEEE 802.11无线局域网 115

3.8.1 IEEE 802.11体系结构 116

3.8.2 IEEE 802.11MAC协议 117

3.8.3 IEEE 802.11帧 121

3.8.4 IEEE 802.15：蓝牙和ZigBee 121

3.9蜂窝网因特网接入 123

3.9.1蜂窝网概述 123

3.9.2蜂窝网体系结构 124

3.9.3综合使用3G蜂窝网和Wi-Fi接入因特网 126

3.10小结 127

习题 128

实验 131

参考及推荐阅读的文献 132

第4章 网络互联 134

4.1网络层概述 135

4.1.1异构网络互联方法 135

4.1.2转发和路由选择 136

4.1.3分组直接交付和间接交付 139

4.2网络服务模型 140

4.2.1虚电路网络 141

4.2.2数据报网络 143

4.2.3因特网IP服务模型 144

4.3网际协议 145

4.3.1数据报格式 146

4.3.2 IPv4编址 148

4.3.3 NAT：网络地址转换 157

4.3.4 ARP：地址映射协议 158

4.3.5 ICMP：互联网控制报文协议 162

实践技能训练——配置和检查本机的网络 164

4.4路由选择协议及其算法 165

4.4.1 RIP和距离矢量路由选择算法 167

4.4.2 OSPF和链路状态路由选择算法 171

4.4.3 BGP和层次路由选择 175

4.5路由器工作原理 178

4.5.1交换结构 180

4.5.2控制器卡 182

4.6移动IP技术 183

4.6.1移动网络寻址 184

4.6.2移动结点的间接路由选择 185

4.6.3移动IP标准 186

4.7 IPv6 187

4.7.1 IPv6数据报格式 187

4.7.2 IPv6编址 188

4.7.3从IPv4到IPv6的迁移 190

4.8 IP多播 192

4.8.1 IP多播的特点 192

4.8.2互联网组管理协议IGMP 194

4.8.3多播路由选择算法 195

4.9多协议标签交换 197

4.10小结 199

习题 200

实验 203

参考及推荐阅读的文献 204

第5章 端到端协议 206

5.1运输层协议概述 207

5.1.1运输层的地位和作用 207

5.1.2因特网提供的运输服务 208

5.2多路复用与多路分解 210

5.2.1端口和套接字 210

5.2.2 UDP的多路复用/分解 213

5.2.3 TCP的多路复用/分解 215

5.2.4套接字编程 216

5.3无连接运输层协议UDP 219

5.3.1 UDP概述 219

5.3.2 UDP报文段的首部格式 220

5.4面向连接的运输层协议TCP 222

5.4.1 TCP概述 222

5.4.2 TCP报文段结构 224

5.4.3 TCP可靠数据传输机制 225

5.4.4 TCP流量控制 229

5.4.5 TCP连接管理 230

实践技能训练——使用Telnet 234

5.5拥塞控制原理 235

5.5.1网络拥塞控制概述 236

5.5.2网络拥塞的成因及危害 237

5.5.3拥塞控制方法 238

5.6 TCP拥塞控制 241

5.6.1 TCP感知拥塞和控制发送速率的方法 241

5.6.2 TCP拥塞控制机制 242

5.6.3 TCP的公平性 248

5.7小结 250

习题 251

实验 255

参考及推荐阅读的文献 256

第6章 网络应用协议 257

6.1应用层协议概述 258

6.1.1网络应用协议的体系结构 258

6.1.2网络应用的特点 261

6.2因特网目录服务：域名系统 262

6.2.1 DNS的工作原理 262

6.2.2域名的层次结构 264

6.2.3域名服务器的解析过程 265

6.3万维网：HTTP 269

6.3.1万维网的工作原理 269

6.3.2超文本传送协议HTTP 273

6.3.3 Web缓存 279

实践技能训练——使用WHOIS 282

6.4文件传送：FIP 282

6.5电子邮件：SMTP和邮件访问协议 284

6.5.1电子邮件系统的工作原理 284

6.5.2简单邮件传送协议SMTP 286

6.5.3邮件报文格式 287

6.5.4多用途互联网邮件扩展MIME 288

6.5.5邮件访问协议 290

6.6多媒体网络应用 292

6.6.1概述 292

6.6.2流式多媒体应用系统 295

6.6.3实时交互式多媒体应用 299

6.6.4网络提供服务质量保证 308

6.7 P2P应用 311

6.7.1 P2P应用系统的体系结构 312

6.7.2分布式散列表 319

6.8简单网络管理协议：SNMP 321

6.8.1 SNMP系统工作原理 321

6.8.2管理信息库：MIB 323

6.8.3管理信息结构：SMI 324

6.8.4 SNMP 326

6.9小结 328

习题 330

实验 336

参考及推荐阅读的文献 336

第7章 网络安全 338

7.1概述 339

7.1.1网络入侵及其对策 339

7.1.2网络安全的定义 343

7.2密码学基础与机密性 344

7.2.1对称密钥密码 345

7.2.2公钥密码 347

7.2.3密钥分发机制 349

7.3实体鉴别 351

7.4报文完整性 352

7.4.1报文摘要和报文鉴别码 352

7.4.2数字签名 354

实践技能训练——使用Nmap 355

7.5网络安全协议 356

7.5.1网络层安全协议：IPsec和虚拟专用网 356

7.5.2运输层安全协议：安全套接字层SSL 360

7.5.3应用层安全协议：安全电子邮件PGP 361

7.6网络安全设备：防火墙和入侵检测系统 364

7.6.1防火墙 365

7.6.2入侵检测系统 368

7.7小结 369

习题 371

实验 373

参考及推荐阅读的文献 373

名词与术语索引表 375