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第1章 计算机网络概论1

1.1 计算机网络的形成与发展1

1.1.1 计算机网络发展阶段的划分1

1.1.2 计算机网络的形成2

1.1.3 网络体系结构与协议标准化的研究4

1.1.4 Internet的应用与高速网络技术发展5

1.1.5 宽带网络与全光网络技术的研究与发展7

1.2 计算机网络定义与分类8

1.2.1 计算机网络定义的基本内容9

1.2.2 计算机网络的分类9

1.3 计算机网络的组成与结构11

1.3.1 资源子网的概念11

1.3.2 通信子网的概念12

1.3.3 现代网络结构的特点14

1.4 计算机网络的拓扑构型14

1.4.1 计算机网络拓扑的定义14

1.4.2 计算机网络拓扑的分类14

1.5 典型计算机网络15

1.5.1 ARPAnet15

1.5.2 NSFnet16

1.5.3 Internet18

1.5.4 Internet 219

1.6 网络计算研究与应用的发展19

1.6.1 网络计算的基本概念19

1.6.2 移动计算网络的研究与应用20

1.6.3 多媒体网络的研究与应用22

1.6.4 网络并行计算的研究与应用25

1.6.5 存储区域网络的研究与应用28

小结29

习题30

第2章 网络体系结构与网络协议32

2.1 网络体系结构的基本概念32

2.1.1 网络协议的概念32

2.1.2 协议、层次、接口与体系结构的概念34

2.1.3 网络体系结构的研究方法35

2.2 OSI参考模型36

2.2.1 OSI参考模型的基本概念36

2.2.2 OSI参考模型的结构37

2.2.3 OSI参考模型各层的功能38

2.2.4 OSI环境中的数据传输过程39

2.2.5 面向连接服务与无连接服务41

2.3 TCP/IP参考模型43

2.3.1 TCP/IP参考模型的发展43

2.3.2 TCP/IP参考模型各层的功能44

2.4 OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较47

2.4.1 对OSI参考模型的评价47

2.4.2 对TCP/IP参考模型的评价47

2.5 网络与Internet协议标准组织与管理机构48

2.5.1 网络协议标准组织48

2.5.2 RFC文档、Internet草案与Internet协议标准49

2.5.3 Internet管理机构50

2.6 一种建议的参考模型52

小结53

习题53

第3章 物理层56

3.1 物理层与物理层协议的基本概念56

3.1.1 物理层的基本概念56

3.1.2 物理层基本服务功能57

3.1.3 物理层向数据链路层提供的服务57

3.2 数据通信的基本概念58

3.2.1 信息、数据与信号58

3.2.2 数据传输类型与通信方式61

3.2.3 传输介质的主要类型65

3.3 数据编码技术71

3.3.1 数据编码类型71

3.3.2 模拟数据编码方法72

3.3.3 数字数据编码方法74

3.3.4 脉冲编码调制方法76

3.4 基带传输技术78

3.4.1 基带传输的定义78

3.4.2 通信信道带宽对基带传输的影响78

3.4.3 数据传输速率的定义与信道速率的极限80

3.5 频带传输技术81

3.5.1 电话交换网的结构81

3.5.2 频带传输的定义83

3.5.3 调制解调器的基本工作原理83

3.6 多路复用技术86

3.6.1 多路复用技术的分类86

3.6.2 频分多路复用86

3.6.3 波分多路复用87

3.6.4 时分多路复用89

3.7 广域网中的数据交换技术92

3.7.1 线路交换方式92

3.7.2 存储转发交换方式94

3.7.3 数据报方式95

3.7.4 虚电路方式96

3.7.5 ATM交换方式98

3.8 同步数字体系SDH102

3.8.1 SDH发展的背景102

3.8.2 SDH速率体系103

3.8.3 SDH复用结构104

3.8.4 SDH的主要技术特点104

小结105

习题106

第4章 数据链路层109

4.1 差错产生与差错控制方法109

4.1.1 设计数据链路层的原因109

4.1.2 差错产生的原因和差错类型110

4.1.3 误码率的定义110

4.1.4 检错码与纠错码111

4.1.5 循环冗余编码工作原理112

4.1.6 差错控制机制115

4.2 数据链路层的基本概念117

4.2.1 物理线路与数据链路117

4.2.2 数据链路控制117

4.2.3 数据链路层向网络层提供的服务118

4.3 面向字符型数据链路层协议实例120

4.3.1 数据链路层协议的分类120

4.3.2 面向字符型协议实例——BSC121

4.4 面向比特型数据链路层协议实例——HDLC123

4.4.1 HDLC产生的背景123

4.4.2 数据链路的配置方式和数据传送方式124

4.4.3 HDLC的帧结构126

4.4.4 数据链路层的工作过程131

4.5 Internet中的数据链路层134

4.5.1 Internet数据链路层协议134

4.5.2 SLIP协议135

4.5.3 CSLIP协议136

4.5.4 PPP协议137

小结139

习题140

第5章 介质访问控制子层143

5.1 局域网与城域网基本概念143

5.1.1 决定局域网与城域网性能的三要素143

5.1.2 局域网拓扑结构类型与特点144

5.1.3 传输介质类型与介质访问控制方法148

5.1.4 IEEE 802参考模型148

5.2 Ethernet局域网150

5.2.1 Ethernet的发展150

5.2.2 Ethernet帧结构与帧发送、接收流程分析151

5.2.3 Ethernet实现方法159

5.2.4 Ethernet物理地址160

5.2.5 网络协议分析器及其应用162

5.3 令牌总线165

5.3.1 令牌总线的工作原理165

5.3.2 令牌总线的环维护工作166

5.3.3 令牌总线的主要特点166

5.4 令牌环网与光纤分布式数据接口166

5.4.1 令牌环网的工作原理166

5.4.2 IEEE 802.5标准167

5.4.3 光纤分布式数据接口168

5.5 高速局域网的工作原理169

5.5.1 高速局域网的研究方法169

5.5.2 快速以太网170

5.5.3 千兆以太网173

5.5.4 10Gb/s Ethernet175

5.6 交换式局域网的工作原理176

5.6.1 交换式局域网的基本结构176

5.6.2 局域网交换机的工作原理177

5.6.3 局域网交换机的技术特点179

5.7 虚拟局域网的工作原理180

5.7.1 虚拟网络的概念180

5.7.2 虚拟局域网的实现技术181

5.8 无线局域网184

5.8.1 无线局域网的应用184

5.8.2 红外无线局域网186

5.8.3 扩频无线局域网186

5.8.4 无线局域网标准IEEE 802.11188

5.9 局域网互联与网桥的基本工作原理190

5.9.1 局域网互联的基本概念190

5.9.2 网桥的基本工作原理191

5.9.3 网桥的层次结构192

5.9.4 网桥的路由选择策略194

5.9.5 网桥与广播风暴197

5.9.6 多端口网桥与第二层交换199

小结200

习题200

第6章 网络层204

6.1 网络层与网络互联的基本概念204

6.1.1 网络层基本概念204

6.1.2 网络互联的基本概念205

6.2 IP地址206

6.2.1 IP地址类型206

6.2.2 特殊IP地址形式210

6.3 子网与超网的基本概念213

6.3.1 为什么要研究子网和超网213

6.3.2 子网掩码与子网地址空间的划分方法214

6.3.3 子网规划与地址空间的划分217

6.4 IP分组交付和路由选择221

6.4.1 IP分组交付221

6.4.2 路由选择的基本概念222

6.4.3 提高路由表查询效率的基本方法225

6.5 Internet的路由选择协议230

6.5.1 自治系统与路由选择协议230

6.5.2 内部网关协议232

6.5.3 最短路径优先协议：OSPF234

6.5.4 外部网关协议236

6.6 IP协议239

6.6.1 IP协议的特点239

6.6.2 IP数据报结构与报头格式241

6.6.3 IP数据报的分片与重组244

6.7 地址解析248

6.7.1 IP地址与物理地址的映射248

6.7.2 地址解析协议250

6.7.3 反向地址解析协议253

6.8 路由器与第三层交换253

6.8.1 路由器的基本功能253

6.8.2 路由器的基本工作原理254

6.8.3 路由器的结构256

6.8.4 第三层交换258

6.9 网际控制报文协议261

6.9.1 网际控制报文协议的作用与特点261

6.9.2 ICMP报文类型262

6.9.3 ICMP差错控制263

6.10 IP多播与Internet组管理协议267

6.10.1 IP多播的基本概念267

6.10.2 Internet组管理协议268

6.10.3 多播路由器与IP多播中的隧道技术269

6.11 IPv6与IPSec270

6.11.1 IPv6的主要特点270

6.11.2 IP安全协议272

小结274

习题274

第7章 传输层278

7.1 网络环境中分布式进程通信的基本概念278

7.1.1 单机系统中的进程通信方法279

7.1.2 网络环境中分布式进程通信的特点280

7.1.3 网络应用程序进程间相互作用的客户/服务器模式282

7.1.4 进程通信中客户/服务器模式的实现方法284

7.2 传输层的基本功能286

7.2.1 传输层端到端通信的概念286

7.2.2 传输层协议的基本功能287

7.2.3 网络服务与服务质量289

7.3 用户数据报协议291

7.3.1 UDP协议的主要特点291

7.3.2 UDP的基本工作过程292

7.3.3 UDP端口号分配方法295

7.3.4 UDP数据报格式296

7.4 传输控制协议298

7.4.1 TCP协议的主要特点298

7.4.2 TCP的端口号分配和Socket地址300

7.4.3 TCP报文段格式301

7.4.4 TCP传输连接建立与释放303

7.4.5 TCP流量与拥塞控制305

7.4.6 TCP差错控制310

7.4.7 TCP的计时器314

小结315

习题315

第8章 应用层319

8.1 应用层协议的基本概念319

8.1.1 主要的应用层协议319

8.1.2 TCP/IP协议族及协议之间的关系320

8.2 域名系统320

8.2.1 域名系统的基本概念320

8.2.2 域名服务器的层次结构323

8.2.3 域名解析325

8.2.4 域名系统性能优化327

8.3 电子邮件服务328

8.3.1 电子邮件的概念328

8.3.2 电子邮件服务的工作过程329

8.3.3 电子邮件协议的发展331

8.3.4 简单邮件传送协议331

8.3.5 邮件读取协议332

8.4 文件传输服务333

8.4.1 文件传输的概念333

8.4.2 文件传输的工作过程334

8.4.3 匿名FTP服务334

8.4.4 FTP客户程序334

8.5 新闻与公告类服务335

8.5.1 网络新闻组335

8.5.2 电子公告牌336

8.6 WWW服务336

8.6.1 WWW服务的基本概念336

8.6.2 超文本、超媒体与超文本标记语言338

8.6.3 URL与信息定位341

8.6.4 WWW浏览器342

8.6.5 WWW基本工作过程与协议层次344

8.7 典型应用层协议FTP的分析345

8.7.1 FTP模型与测试分析环境345

8.7.2 FTP控制连接建立过程的协议分析347

8.7.3 FTP用户登录身份验证过程的协议分析350

8.7.4 FTP数据连接建立过程的协议分析355

8.7.5 FTP数据传输过程的协议分析356

8.7.6 FTP连接释放过程的分析360

小结365

习题365

第9章 网络安全与网络管理技术368

9.1 网络安全的重要性与研究的主要问题368

9.1.1 网络安全的重要性368

9.1.2 网络安全研究的主要问题371

9.1.3 网络安全标准377

9.2 加密与认证技术378

9.2.1 密码算法与密码体制的基本概念378

9.2.2 对称密钥密码体系379

9.2.3 非对称密钥密码体系381

9.2.4 数字信封技术383

9.2.5 数字签名技术384

9.2.6 身份认证技术的发展385

9.3 防火墙技术386

9.3.1 防火墙的基本概念386

9.3.2 包过滤路由器387

9.3.3 应用级网关的概念390

9.3.4 防火墙的系统结构392

9.4 网络防攻击与入侵检测技术397

9.4.1 网络攻击方法分析397

9.4.2 入侵检测的基本概念399

9.4.3 入侵检测的基本方法400

9.5 网络文件备份与恢复技术401

9.5.1 网络文件备份与恢复的重要性401

9.5.2 网络文件备份的基本方法401

9.6 网络防病毒技术402

9.6.1 造成网络感染病毒的主要原因402

9.6.2 网络病毒的危害403

9.6.3 典型网络防病毒软件的应用403

9.6.4 网络工作站防病毒方法404

9.7 网络管理技术405

9.7.1 网络管理的基本概念405

9.7.2 OSI管理功能域406

9.7.3 简单网络管理协议408

小结411

习题411

附录A RFC文档414

附录B 参考答案417

参考文献420