第一部分 网络基础 1
第1章 计算机网络概论 1
1.1计算机网络的演变和发展 1
1.1.1计算机网络的起源和形成 1
1.1.2开放的网络体系标准的发展 3
1.1.3因特网时代 4
1.1.4物联网时代 5
1.2计算机网络的定义和组成 8
1.2.1计算机网络的定义 8
1.2.2计算机网络的组成 8
1.2.3互联网络的概念 9
1.2.4因特网的结构 10
1.2.5物联网的结构 11
1.3计算机网络的分类 12
1.4计算机网络的拓扑结构 12
1.5计算机网络的主要性能参数 14
1.5.1带宽和传输速率 14
1.5.2时延、往返时延和时延变化 14
1.5.3吞吐量、丢包率 15
1.6计算机网络的标准化工作和相关技术组织 15
1.6.1因特网的标准组织 15
1.6.2国际电信联盟 16
1.6.3国际标准化组织 16
1.6.4电气和电子工程师协会 17
习题 17
第2章 计算机网络的体系结构 18
2.1基本概念 18
2.1.1分层的体系结构 18
2.1.2有关术语及概念 20
2.2 ISO/OSI参考模型 23
2.3 TCP/IP体系结构 25
2.4五层协议的体系结构 28
习题 29
第二部分 网络协议 31
第3章 物理层 31
3.1物理层概述 31
3.2数据通信基础知识 31
3.2.1通信的基本概念 31
3.2.2通信系统的模型与分类 33
3.2.3数据通信主要技术指标 35
3.2.4数据通信的方式 36
3.3数据编码和调制技术 39
3.3.1数字基带传输和数字频带传输 39
3.3.2数字基带传输常见码型 39
3.3.3脉冲编码调制 41
3.3.4数字信号的调制 41
3.3.5调制解调器 43
3.4多路复用技术 44
3.4.1频分多路复用技术 44
3.4.2波分多路复用技术 44
3.4.3时分多路复用技术 45
3.4.4码分多路复用技术 46
3.5数据交换技术 47
3.5.1电路交换 47
3.5.2分组交换 48
3.6物理层的传输介质 49
3.6.1导向传输介质 49
3.6.2非导向传输介质 51
3.7局域网的物理层 55
3.7.1以太网的物理层结构 55
3.7.2以太网的物理层实现 57
3.7.3以太网介质相关标准 58
3.8无线局域网的物理层 60
3.8.1无线局域网的物理层调制技术 60
3.8.2 IEEE 802.11的物理层标准 61
3.9广域网的数字传输系统 62
3.9.1 PCM数字传输系统 62
3.9.2同步光纤网SONET与同步数字体系SDH 63
3.10移动通信系统 64
习题 65
实验 双绞线的制作 66
第4章 数据链路层 68
4.1数据链路层概述 68
4.1.1数据链路层的基本概念 68
4.1.2数据链路层协议的功能 68
4.1.3差错校验的实现 71
4.1.4可靠交付与确认机制 73
4.2一个经典的数据链路层协议HDLC 75
4.2.1 HDLC的起源和影响 75
4.2.2 HDLC的工作原理 76
4.3因特网中的点到点协议PPP 78
4.3.1 PPP协议简介 78
4.3.2 PPP的工作原理 79
4.3.3 SDH上的PPP应用 82
4.3.4因特网接入中的PPP应用 82
4.4局域网 83
4.4.1信道分配与媒体访问控制 83
4.4.2共享式局域网的MAC子层 84
4.4.3 IEEE 802参考模型 86
4.4.4以太网的基本MAC帧 87
4.4.5交换以太网 90
4.4.6高速以太网 91
4.4.7虚拟局域网 91
4.5无线局域网 94
4.5.1无线局域网的组成 94
4.5.2 IEEE 802.11的MAC子层 95
4.5.3 IEEE 802.11的帧格式 98
4.6无线个域网 101
4.6.1蓝牙WPAN 101
4.6.2低速WPAN 103
习题 107
实验 以太网帧的构成 108
第5章 网络层 110
5.1网络层的基本概念 110
5.1.1网络层的主要功能 110
5.1.2网络层向上提供的两种服务 111
5.2 IPv4协议 113
5.2.1 IP数据报的格式 113
5.2.2 IP报文的分片 115
5.3因特网上的地址机制 116
5.3.1 IP地址及IP报文的寻址 116
5.3.2子网编址 118
5.3.3无分类的域间编址CIDR 122
5.3.4特殊用途的CIDR地址块 126
5.3.5地址解析协议ARP 127
5.3.6网络地址转换NAT 129
5.4因特网上的路由机制 130
5.4.1路由协议的基本概念 130
5.4.2 RIP协议 132
5.4.3 OSPF协议 135
5.4.4 BGP协议 137
5.5因特网上的控制协议ICMP 139
5.5.1 ICMP报文 139
5.5.2典型的ICMP应用实例 141
5.6因特网上的多播 142
5.6.1多播的概念 142
5.6.2 IP多播地址与硬件多播地址 143
5.6.3因特网上的组管理协议IGMP 144
5.6.4多播的路由选择 145
5.7下一代因特网协议IPv6 146
5.7.1 IPv6的背景及主要特点 146
5.7.2 IPv6的报文格式 146
5.7.3 IPv6地址 148
5.7.4 ICMPv6 151
5.7.5向IPv6的过渡 152
5.8移动IP 153
5.9网络层的QoS 156
5.9.1 QoS的一般概念 156
5.9.2集成服务 157
5.9.3区分服务 158
习题 160
实验 162
实验一 地址解析协议ARP协议实验 162
实验二ICMP协议实验 163
实验三IP协议及traceroute路由跟踪 164
第6章 传输层 167
6.1传输层的基本概念 167
6.1.1面向连接和无连接服务 167
6.1.2因特网上的端到端通信 167
6.1.3端口和套接字的概念 168
6.1.4传输层的多路复用与多路分解 169
6.2因特网上的用户数据报协议 170
6.2.1 UDP概述 170
6.2.2 UDP数据报结构 171
6.2.3 UDP校验和 172
6.3因特网上的传输控制协议 172
6.3.1 TCP概述 172
6.3.2 TCP报文段结构 173
6.3.3 TCP序号与确认 174
6.3.4 TCP重传机制 175
6.3.5 TCP连接管理 176
6.3.6 TCP流量控制 180
6.3.7 TCP拥塞控制 181
6.4用于多媒体传输的实时传输/传输控制协议 184
习题 186
实验 186
实验一UDP协议实验 186
实验二TCP协议实验 187
第7章 应用层 189
7.1应用层的基本概念 189
7.2网络应用的工作模式 190
7.2.1 C/S工作模式 190
7.2.2 B/S工作模式 191
7.2.3 P2P工作模式 192
7.3因特网上的域名机制 194
7.3.1分层的域名空间 194
7.3.2域名服务器与域名解析 195
7.4因特网上的基本应用 196
7.4.1电子邮件 196
7.4.2万维网 201
7.4.3文件传输服务 205
7.4.4远程登录 206
7.4.5动态主机配置协议 207
7.4.6网络管理及简单网络管理协议 208
7.5因特网上的新型应用 211
7.5.1基于P2P的文件分发 211
7.5.2基于P2P的因特网电话服务 214
习题 218
实验HTTP协议实验 218
第8章 网络安全 221
8.1网络安全概述 221
8.1.1网络系统所面临的威胁 221
8.1.2网络安全体系应提供的安全服务 222
8.2网络攻击 222
8.2.1网络攻击概述 222
8.2.2拒绝服务攻击 223
8.2.3恶意代码 225
8.3网络安全基本技术 228
8.3.1加密 228
8.3.2数字签名 231
8.3.3身份认证 232
8.3.4密钥分配 235
8.4网络安全协议 240
8.4.1网络层安全协议IPSec 240
8.4.2传输层安全协议SSL 243
8.4.3电子邮件安全协议PGP 248
8.4.4无线局域网的安全协议802.11i 251
8.5安全标准与法律法规 253
8.5.1网络安全评估标准 253
8.5.2安全法律与法规 255
习题 257
实验 258
实验一 数字证书的生成与安装 258
实验二SSL安全协议分析实验 263
第三部分 网络集成与应用 265
第9章 园区网组网及案例分析 265
9.1网络结构 265
9.1.1拓扑结构 265
9.1.2三层组网结构 265
9.1.3扁平化的两层结构 267
9.2局域网硬件设备 267
9.2.1集线器 267
9.2.2交换机 268
9.2.3路由器 270
9.2.4三层交换机 272
9.2.5无线局域网络设备 273
9.3综合布线系统 276
9.3.1综合布线系统的标准 276
9.3.2综合布线系统的构成 277
9.3.3综合布线系统的常用传输介质 278
9.4IP地址的分配与管理 278
9.4.1 IP地址分配原则 278
9.4.2 IP地址分配方式 279
9.4.3 IP地址的管理 280
9.5网络安全防护技术 280
9.5.1防火墙 280
9.5.2入侵检测 283
9.5.3网络防病毒 284
9.5.4 VPN技术 284
9.6因特网的接入 286
9.6.1几种常用的因特网接入方式 286
9.6.2园区网的因特网接入 287
9.7园区网组网实例 287
第10章 基于Socket API的网络应用编程 289
10.1网络应用编程概述 289
10.2 Socket编程的基本概念 290
10.2.1 BSD Socket API简介 290
10.2.2 BSD Socket的种类 291
10.2.3 BSD Socket API的基本知识 291
10.3 TCP Socket编程方法 295
10.3.1 TCP Socket的工作流程 295
10.3.2 TCP Socket应用编程示例 296
10.4 UDP Socket编程方法 299
10.4.1 UDP Socket的工作流程 299
10.4.2 UDP Socket应用编程示例 300
10.5 Raw Socket编程方法 302
10.5.1协议首部数据结构 302
10.5.2校验和的计算 303
10.5.3 Raw Socket应用编程示例 304
10.6网络服务器的工作模式 305
实验 306
实验一 基于UDP的对等通信编程 306
实验二 简单Web代理服务器 307
第四部分 附录 309
附录A英文缩写词汇表 309
附录B Wireshark简介与使用指南 315
附录C有关RFC文档 318
参考文献 320