第一篇 网络通信基础 3
第1章 绪论 3
1.1 网络的基本概念及基本要素 3
1.2 网络通信发展的历史 5
1.3 通信网络系统的主要指标 8
1.4 通信协议及标准制定的主要国际组织和机构 11
1.5 本章小结 13
思考题与习题 14
参考文献 14
第2章 网络通信的数学基础 15
2.1 排队论基础 15
2.1.1 排队系统的基本模型 15
2.1.2 通信网络中常用的随机过程 20
2.1.3 马尔可夫链 25
2.1.4 M/M/n排队模型 29
2.1.5 M/G/1排队模型 39
2.1.6 排队网络系统 48
2.1.7 排队论基础小结 54
2.2 图论基础 55
2.2.1 图的基本概念 56
2.2.2 图的矩阵表示 64
2.2.3 网络中常用的图论算法 72
2.2.4 网络的极大流分析 78
2.2.5 图论基础小结 83
2.3 最优化方法 85
2.3.1 最优化的基本概念 85
2.3.2 几个数学基本概念 86
2.3.3 线性规划问题 89
2.3.4 非线性规划问题 92
2.3.5 一维搜索 96
2.3.6 无约束问题最优化方法 99
2.3.7 约束问题最优化方法 103
2.3.8 启发式算法 107
2.3.9 最优化方法在无线通信网络中应用的示例 109
2.3.10 最优化方法小结 111
2.4 博弈论基础 112
2.4.1 博弈论简介 112
2.4.2 非合作博弈 113
2.4.3 合作博弈 115
2.4.4 常用博弈模型介绍 116
2.4.5 博弈论在无线通信网络中的应用 120
2.4.6 博弈论小结 126
思考题与习题 126
参考文献 132
第3章 网络通信的技术基础 134
3.1 传输信道 134
3.1.1 信道的基本概念 134
3.1.2 恒参信道 135
3.1.3 随参信道 136
3.1.4 空-时无线信道 138
3.2 网络的拓扑结构与特点 141
3.3 传输差错控制 144
3.3.1 选择差错控制方式的基本因素 144
3.3.2 差错控制的基本概念 145
3.4 路由技术 149
3.4.1 网络状态信息 149
3.4.2 网络路由计算和选择 153
3.5 数据业务流的自相似模型 154
3.5.1 自相似性的基本概念 154
3.5.2 自相似性的性质 158
3.5.3 数据通信量的自相似性 160
3.5.4 通信量的自相似特性对排队系统的影响 161
3.5.5 自相似过程的参数估计 162
3.6 流量管理与拥塞控制 164
3.6.1 流量管理问题 164
3.6.2 流量管理与拥塞控制的基本方式 164
3.6.3 接入控制 165
3.7 交换与分组调度方法 168
3.7.1 节点内的分组交换 169
3.7.2 端口的分组调度 172
3.8 用户的移动管理方法 178
3.8.1 移动代理方式 179
3.8.2 归属地登记方式 179
3.9 本章小结 179
思考题与习题 180
参考文献 181
第4章 通信网络协议的层次模型 182
4.1 ISO的OSI七层网络协议模型 183
4.2 OSI参考模型的层与层间体系结构 186
4.3 层与层实体间的服务原语 187
4.4 TCP/IP的网络结构模型 189
4.5 本章小结 194
思考题与习题 194
参考文献 195
第5章 通信网络仿真概述 196
5.1 网络仿真的基本概念 196
5.2 常见的网络仿真工具及工作原理 197
5.3 网络仿真工作流程 198
5.4 本章小结 200
思考题与习题 200
参考文献 200
第二篇 网络通信的基本技术与协议 203
第6章 公用电话交换网 203
6.1 PSTN的典型结构 203
6.2 PSTN的程控交换机基本结构 204
6.3 PSTN的信号及呼叫过程 206
6.4 PSTN的数据传输 208
6.5 PSTN的演进技术 208
6.5.1 ISDN 208
6.5.2 智能网技术 211
6.6 本章小结 213
思考题与习题 213
参考文献 213
第7章 移动通信网络 214
7.1 2G移动通信系统 215
7.1.1 移动通信系统的基本组成 215
7.1.2 移动通信的基本工作过程 216
7.2 3G移动通信系统 220
7.2.1 3G接入网系统结构与通用协议模型 221
7.2.2 3G无线接口协议与基本功能 224
7.3 LTE/4G移动通信系统 228
7.3.1 LTE/4G接入网系统结构与演进通用协议模型 228
7.3.2 LTE/4G无线接口协议及其基本功能 231
7.4 5G移动通信系统展望 234
7.4.1 5G移动通信系统研发路线图 234
7.4.2 5G核心技术 235
7.5 本章小结 237
思考题与习题 237
参考文献 238
第8章 电信支撑网 239
8.1 信令系统和信令网 239
8.2 同步系统和数字同步网 241
8.3 本章小结 245
思考题与习题 245
参考文献 245
第9章 计算机接入网 246
9.1 计算机接入网的主要类型 246
9.2 IEEE 802系列协议规范 250
9.3 802.3 协议规范与局域网 253
9.4 802.11 协议规范与无线局域网 255
9.4.1 802.11 协议系列规范 255
9.4.2 802.11 协议参考模型及功能 257
9.4.3 802.11 的基本工作模式 260
9.4.4 802.11 的Mesh工作模式 263
9.4.5 802.11 中的隐藏节点和暴露节点问题及解决方法 268
9.4.6 802.11 物理层特性 269
9.5 802.16 协议规范与无线城域网 270
9.5.1 802.16 协议系列规范 270
9.5.2 802.16 协议参考模型及功能 271
9.5.3 802.16 传输媒介的访问管理 275
9.5.4 802.16 业务类型和服务管理 278
9.5.5 802.16 的Mesh工作模式 282
9.5.6 802.16 的物理层特性 290
9.6 本章小结 291
思考题与习题 291
参考文献 292
第10章 IP网技术 293
10.1 TCP/IP 294
10.1.1 TCP/IP的网络层 295
10.1.2 TCP/IP的传输层 320
10.1.3 IP网中实时业务传输控制协议 326
10.1.4 TCP/IP的发展 332
10.2 IP网的QoS技术 333
10.2.1 IP网的QoS概念 333
10.2.2 资源预留协议与综合服务 334
10.2.3 区分服务 343
10.2.4 综合服务与区分服务的整合问题 349
10.2.5 本节小结 351
10.3 移动IP 351
10.3.1 移动IP的基本概念 351
10.3.2 移动IP的工作原理 353
10.3.3 移动IP的主要控制消息 363
10.3.4 移动IP小结 368
10.4 IPv6协议 368
10.4.1 IPv6协议概述 368
10.4.2 IPv6报文结构 370
10.4.3 IPv6编址方式 376
10.4.4 IPv6的网络管理消息协议 380
10.4.5 IPv6的地址配置 386
10.4.6 互联网从IPv4到IPv6的演进 388
10.5 本章小结 393
思考题与习题 393
参考文献 395
第11章 通信系统的骨干网技术 396
11.1 ATM技术 396
11.1.1 ATM技术的产生背景和主要协议规范 396
11.1.2 ATM的基本工作原理和主要特性 397
11.1.3 ATM协议的参考模型 399
11.1.4 ATM交换技术 415
11.1.5 ATM网络的业务量管理与拥塞控制 421
11.1.6 ATM网络的应用 436
11.1.7 ATM技术小结 443
11.2 多协议标签交换技术 444
11.2.1 MPLS的产生背景与有关协议规范 444
11.2.2 MPLS网络的基本组成与特性 445
11.2.3 标签分发协议 451
11.2.4 MPLS的路由方法 454
11.2.5 基于ATM技术的MPLS网络系统 455
11.2.6 MPLS技术小结 457
11.3 NGN与软交换技术 458
11.3.1 NGN与软交换技术的概念 458
11.3.2 基于软交换的NGN 459
11.3.3 软交换系统中的主要协议 463
11.3.4 软交换工作过程示例 465
11.3.5 本节小结 467
11.4 SDN 467
11.4.1 SDN的概念 467
11.4.2 SDN体系结构简介 467
11.4.3 OpenFlow协议 470
11.4.4 OpenFlow交换机 473
11.4.5 NFV 474
11.4.6 SDN及NFV发展面临的主要问题 478
11.4.7 软件定义网络小结 479
思考题与习题 479
参考文献 481
第三篇 通信网络的管理与应用 485
第12章 通信网络管理 485
12.1 通信网络管理概述 485
12.2 网络管理的标准及协议 486
12.3 OSI网络管理框架 486
12.3.1 OSI公共信息服务CMIS 486
12.3.2 公共管理信息协议CMIP 489
12.3.3 OSI管理信息结构 490
12.4 电信管理网 493
12.4.1 TMN功能 493
12.4.2 TMN信息体系结构 495
12.5 互联网网络管理 495
12.5.1 基于SNMP的管理框架 495
12.5.2 SNMP参考模型 496
12.5.3 SNMP的管理信息结构 497
12.5.4 SNMP 497
12.5.5 管理信息库 499
12.5.6 SNMP与CMIP比较 500
12.6 网络管理的应用 501
12.6.1 网络监测 501
12.6.2 流量检测 502
12.6.3 故障管理 505
12.6.4 流量管理 508
思考题与习题 511
参考文献 511
第13章 通信网络安全 513
13.1 网络安全定义及相关术语 513
13.1.1 网络安全的定义 513
13.1.2 相关术语概念 514
13.2 加密传输体系 516
13.2.1 对称加密 516
13.2.2 非对称加密 517
13.2.3 混合加密 518
13.2.4 密钥管理 519
13.2.5 公钥基础设施 523
13.3 传输层安全 526
13.3.1 SSL协议 526
13.3.2 TLS协议 528
13.4 应用层安全 529
13.4.1 电子邮件安全 529
13.4.2 Web安全 531
13.5 防火墙与入侵检测 534
13.5.1 防火墙 534
13.5.2 入侵检测 535
思考题与习题 537
参考文献 537
第14章 互联网应用 538
14.1 互联网应用层协议 538
14.1.1 HTTP 538
14.1.2 邮件传输协议 540
14.1.3 邮件访问协议IMAP/POP3 541
14.1.4 FTP 542
14.1.5 域名系统 543
14.2 互联网应用的发展 545
14.3 社交媒体 547
14.3.1 即时通信 547
14.3.2 微博／微信 548
14.3.3 网络论坛 549
14.4 搜索引擎 549
14.4.1 网络爬虫 549
14.4.2 倒排索引 551
14.4.3 检索服务 552
14.5 多媒体应用 554
14.5.1 网络新闻 554
14.5.2 流媒体 555
14.5.3 网络游戏 557
14.6 电子商务 558
14.6.1 网络购物 558
14.6.2 网上支付 561
14.6.3 网上银行 561
14.6.4 在线旅游 562
思考题与习题 564
参考文献 564
第15章 物联网应用 565
15.1 物联网体系结构 565
15.1.1 感知层功能及关键技术 565
15.1.2 网络层功能及关键技术 566
15.1.3 应用层功能及关键技术 567
15.2 传感器与检测技术 567
15.2.1 射频识别RFID技术 567
15.2.2 传感器技术 569
15.3 无线传感器网络 571
15.3.1 无线传感器网络体系结构 571
15.3.2 无线传感器网络的特征 574
15.3.3 无线传感器网络应用领域 575
15.4 物联网数据融合与管理 575
15.4.1 数据存储 576
15.4.2 数据融合 577
15.5 物联网应用 577
15.5.1 智能家居 578
15.5.2 智能交通 579
15.5.3 医疗健康 579
思考题与习题 580
参考文献 580
第16章 云计算与云服务 581
16.1 基本概念与术语 581
16.1.1 云计算特性 581
16.1.2 角色 582
16.1.3 云部署模型 582
16.2 云计算的基础设施 583
16.3 云计算关键技术 584
16.3.1 虚拟化技术 584
16.3.2 云存储 585
16.3.3 编程模型 587
16.4 云计算的分层体系 588
16.4.1 基础设施即服务IaaS 589
16.4.2 平台即服务PaaS 589
16.4.3 软件即服务SaaS 589
16.5 云计算的应用 590
16.5.1 IaaS服务 590
16.5.2 PaaS服务 591
16.5.3 SaaS服务 591
思考题与习题 591
参考文献 591
缩写对照表 593