第1章 计算机网络的基本概念 1
1.1 计算机网络的定义 2
1.2 计算机网络的形成与发展 3
1.2.1 远程联机系统 3
1.2.2 多计算机互联系统 5
1.2.3 标准、开放的计算机网络 5
1.2.4 高速、互联、融合、移动、智能的计算机网络 6
1.3 计算机网络的类型 8
1.3.1 常见的计算机网络分类 8
1.3.2 局域网、城域网和广域网 10
1.4 计算机网络的功能和应用 11
1.4.1 计算机网络的功能 11
1.4.2 计算机网络的应用 12
1.5 计算机网络的组成与结构 15
1.5.1 资源子网 15
1.5.2 通信子网 16
1.6 计算机网络的拓扑结构 17
1.6.1 计算机网络拓扑结构的概念 17
1.6.2 常见的网络拓扑结构 18
1.7 网络有关的标准组织与管理机构 19
1.7.1 网络有关的标准组织 19
1.7.2 Internet管理机构 21
1.7.3 RFC文档、Internet草案与Internet标准 23
基本练习与思考题 23
扩展学习与思考 24
认知与实验活动 25
第2章 计算机网络体系结构 26
2.1 计算机网络体系结构概述 26
2.1.1 计算机网络分层的必要性 26
2.1.2 计算机网络的分层模型 28
2.1.3 计算机网络体系结构的概念 31
2.2 ISO／OSI参考模型 31
2.2.1 ISO／OSI七层模型 31
2.2.2 OSI各层功能简介 32
2.2.3 OSI模型中的数据传输过程 34
2.3 TCP／IP模型 35
2.3.1 TCP／IP模型概述 35
2.3.2 TCP／IP模型中的各层主要协议 36
2.4 OSI模型和TCP／IP模型的比较 37
基本练习与思考题 38
扩展学习与思考 41
认知与实验活动 41
第3章 物理层 42
3.1 物理层概述 43
3.1.1 物理层的基本功能 43
3.1.2 数据通信系统模型 44
3.1.3 物理层的主要问题空间 44
3.1.4 物理层传输质量的评价 45
3.2 基带传输与数字数据编码 46
3.2.1 基带传输概述 46
3.2.2 数字数据编码方法 47
3.3 频带传输与调制解调 49
3.3.1 频带传输的基本概念 49
3.3.2 三种基本的调制解调方法 49
3.4 传输媒体 52
3.4.1 有线传输媒体 53
3.4.2 无线传输媒体 56
3.4.3 传输媒体的比较与选用 58
3.5 多路复用技术 59
3.5.1 频分复用 60
3.5.2 时分复用 61
3.5.3 波分复用 62
3.5.4 码分复用 63
3.6 通信方式 63
3.6.1 串行通信与并行通信 64
3.6.2 全双工通信与半双工通信 65
3.7 常见物理层设备与组件 65
3.7.1 物理传输中的噪声与衰减 66
3.7.2 常见物理层组件 66
3.7.3 常见物理层设备 68
3.8 物理层标准 69
3.8.1 物理层标准概述 69
3.8.2 物理层接口标准举例 70
基本练习与思考题 72
扩展学习与思考 75
认知与实验活动 76
第4章 数据链路层 77
4.1 数据链路层概述 78
4.1.1 为什么需要数据链路层 78
4.1.2 相邻节点的概念 79
4.1.3 数据链路层需要解决的主要问题 80
4.2 帧与成帧 80
4.2.1 帧的基本格式及其作用 81
4.2.2 成帧与拆帧 82
4.2.3 帧的定界 82
4.3 差错控制 84
4.3.1 差错原因与类型 84
4.3.2 差错控制的作用与机制 84
4.3.3 常见检错码 85
4.3.4 反馈重发机制 89
4.4 流量控制 92
4.4.1 流量控制的作用 92
4.4.2 滑动窗口协议 93
4.5 数据链路层所提供的基本服务 96
4.6 数据链路层协议举例 97
4.6.1 HDLC的配置与数据传输模式 97
4.6.2 HDLC的帧格式与帧类型 99
4.6.3 HDLC用于实现面向连接的可靠传输 101
4.7 数据链路层的设备与组件 103
4.7.1 网卡 103
4.7.2 网桥 105
4.7.3 交换机 107
4.7.4 网桥与交换机的比较 108
基本练习与思考题 108
扩展学习与思考 113
认知与实验活动 114
第5章 局域网技术 115
5.1 局域网概述 116
5.1.1 局域网的特点和功能 117
5.1.2 常见的局域网拓扑结构 117
5.2 IEEE 802标准 120
5.2.1 IEEE 802标准概述 120
5.2.2 局域网的体系结构 121
5.3 媒体访问控制 123
5.3.1 CSMA／CD 124
5.3.2 令牌访问控制 126
5.4 以太网系列 127
5.4.1 传统以太网 127
5.4.2 交换式以太网 131
5.4.3 快速以太网技术 134
5.4.4 吉比特以太网 136
5.4.5 10吉比特以太网 138
5.4.6 40 Gbps／ 100 Gbps以太网 140
5.5 令牌环网与FDDI 142
5.5.1 令牌环网 142
5.5.2 FDDI 143
5.6 无线局域网 145
5.6.1 无线局域网概述 145
5.6.2 IEEE 802.11无线局域网体系结构 146
5.7 局域网组网设备 148
5.7.1 服务器和工作站 148
5.7.2 网卡 150
5.7.3 中继器和集线器 151
5.7.4 网桥和交换机 153
5.7.5 无线局域网设备 155
5.7.6 无线局域网组网方式 156
5.8 虚拟局域网 159
5.8.1 虚拟局域网概述 159
5.8.2 虚拟局域网的优点 160
5.8.3 虚拟局域网的实现技术 161
基本练习与思考题 163
扩展学习与思考 166
认知与实验活动 166
第6章 广域网技术 169
6.1 广域网概述 169
6.1.1 广域网的特点 169
6.1.2 广域网服务的实现模型 170
6.1.3 常见广域网设备 171
6.1.4 常见广域网的服务类型和带宽 171
6.1.5 广域网与OR参考模型 173
6.2 点到点协议 174
6.3 公用电话交换网 175
6.3.1 公用电话交换网的组成 176
6.3.2 公用电话交换网在计算机网络中的应用 176
6.4 综合业务数字网 177
6.4.1 综合业务数字网的组成 178
6.4.2 综合业务数字网的速率服务 179
6.4.3 综合业务数字网的应用 179
6.5 异步传送模式 180
6.5.1 异步传送模式的实现 180
6.5.2 异步传送模式的特点和应用 181
6.6 帧中继 182
6.6.1 帧中继的实现 182
6.6.2 帧中继的组成 183
6.6.3 帧中继的优点 183
6.6.4 帧中继的应用 184
6.7 同步数字系列技术 184
6.7.1 同步数字系列的实现 185
6.7.2 同步数字系列的特点 187
6.7.3 同步数字系列的应用 188
基本练习与思考题 188
扩展学习与思考 189
认知与实验活动 189
第7章 网络层 191
7.1 网络层功能概述 192
7.1.1 为什么需要网络层 192
7.1.2 网络层的基本功能 194
7.1.3 网络层所提供的服务 195
7.1.4 TCP／IP的网络层 197
7.2 IP协议 197
7.2.1 IP协议的作用与特点 197
7.2.2 IP分组 198
7.2.3 IP地址 201
7.2.4 IP地址的规划 205
7.2.5 子网划分 206
7.2.6 子网掩码 211
7.2.7 无类别域际路由 214
7.2.8 网络地址转换 216
7.3 地址解析协议与逆地址解析协议 217
7.3.1 地址解析协议 217
7.3.2 逆地址解析协议 221
7.4 Internet控制消息协议 221
7.5 路由和路由协议 223
7.5.1 路由与路由表 223
7.5.2 静态路由和动态路由 225
7.5.3 路由协议 227
7.5.4 路由协议举例 230
7.6 路由器在网络互联中的作用 233
7.6.1 实现异构网络的互联 233
7.6.2 实现网络的逻辑划分 234
7.6.3 实现虚拟局域网之间的通信 235
7.7 IPv6 236
7.7.1 IPv6的发展背景 236
7.7.2 IPv6的特点 237
7.7.3 IPv6分组 238
7.7.4 IPv6地址 240
7.7.5 从IPv4到IPv6的过渡 243
基本练习与思考题 246
扩展学习与思考 252
认知与实验活动 252
第8章 运输层 254
8.1 OSI运输层概述 254
8.1.1 运输层的作用与地位 254
8.1.2 运输层的基本功能 257
8.1.3 网络服务与服务质量 258
8.2 TCP／IP模型的运输层 260
8.3 传输控制协议 261
8.3.1 TCP分段的格式 262
8.3.2 端口和套接字 264
8.3.3 TCP连接的建立与拆除 265
8.3.4 TCP可靠数据传输的实现 267
8.4 用户数据报协议 270
8.4.1 用户数据报协议的特点 270
8.4.2 用户数据报 271
8.4.3 用户数据报协议的工作过程 272
基本练习与思考题 274
扩展学习与思考 277
认知与实验活动 277
第9章 应用层 279
9.1 应用层概述 280
9.1.1 应用层的基本功能 280
9.1.2 TCP／IP的应用层 280
9.2 DNS服务 282
9.2.1 域、域名和域名空间 282
9.2.2 域名服务器 284
9.2.3 域名解析 285
9.3 Web服务 288
9.3.1 Web的基本概念 289
9.3.2 Web服务的实现过程 291
9.4 电子邮件服务 292
9.5 文件传送服务 295
9.6 远程登录服务 298
基本练习与思考题 300
扩展学习与思考 303
认知与实验活动 303
第10章 典型的IP网络及应用 305
10.1 Internet 305
10.1.1 Internet的概念与组成 305
10.1.2 Internet的形成与发展 307
10.1.3 Internet在我国的发展 308
10.1.4 Internet的主要特点与应用 311
10.1.5 Internet的接入 311
10.2 Intranet 319
10.2.1 Intranet的概念 319
10.2.2 Intranet的组成 320
10.2.3 Intranet的特点 321
10.2.4 Intranet的应用 321
10.3 Extranet 322
10.3.1 Extranet概述 322
10.3.2 Extranet、Intranet和Internet的比较 323
10.4 虚拟专用网 324
10.4.1 虚拟专用网的需求背景 324
10.4.2 虚拟专用网的定义与优越性 325
10.4.3 虚拟专用网的分类 325
基本练习与思考题 327
扩展学习与思考 328
认知与实验活动 328
第11章 网络管理与网络安全 329
11.1 网络管理概述 330
11.1.1 网络管理的基本概念 330
11.1.2 网络管理的功能模型 331
11.1.3 网络管理的信息模型与组织模型 333
11.2 基于TCP／IP的网络管理 334
11.2.1 SNMP网络管理模型 334
11.2.2 简单网络管理协议 335
11.2.3 常见的SNMP网络管理软件 337
11.2.4 软件定义网络下的网络管理 340
11.3 网络安全 341
11.3.1 网络安全的基本概念 341
11.3.2 网络安全体系结构 344
11.3.3 传输安全与加密技术 346
11.3.4 网络边界安全与防火墙技术 348
11.3.5 系统安全与入侵检测技术 351
11.3.6 网络病毒及其防范 353
基本练习与思考题 356
扩展学习与思考 357
认知与实验活动 357
第12章 网络操作系统 360
12.1 网络操作系统概述 360
12.1.1 网络操作系统的功能与特点 360
12.1.2 网络操作系统的组成与分类 361
12.2 常见的网络操作系统 363
12.2.1 Windows网络操作系统 363
12.2.2 UNIX操作系统 368
12.2.3 Linux操作系统 371
12.2.4 常见网络操作系统的比较 375
基本练习与思考题 375
扩展学习与思考 376
认知与实验活动 377
参考文献 379