計算機網路

本書是國內外使用最廣泛、最權威的計算機網路經典教材。全書按照網路協議模型自下而上（物理層、數據鏈路層、介質訪問控制層、網路層、傳輸層和應用層）有系統地介紹了計算機網路的基本原理，並結合Internet給出了大量的協議實例。在講述網路各層次內容的同時，還與時俱進地引入了最新的網路技術，包括無線網路、3G蜂窩網路、RFID與感測器網路、內容分發與P2P網路、流媒體傳輸與IP語音，以及延遲容忍網路等。另外，本書針對當前網路應用中日益突出的安全問題，用了一整章的篇幅對計算機網路的安全性進行了深入討論，而且把相關內容與最新網路技術結合起來闡述。

第1章 引言 1

1.1 使用計算機網路 2

1.1.1 商業應用 2

1.1.2 家庭應用 4

1.1.3 移動用戶 8

1.1.4 社會問題 10

1.2 網路硬體 13

1.2.1 個域網 14

1.2.2 區域網 15

1.2.3 城域網 18

1.2.4 廣域網 18

1.2.5 網際網路路 21

1.3 網路軟體 22

1.3.1 協議層次結構 22

1.3.2 層次設計問題 26

1.3.3 面向連接與無連接服務 27

1.3.4 服務原語 29

1.3.5 服務與協議的關係 31

1.4 參考模型 32

1.4.1 OSI參考模型 32

1.4.2 TCP/IP參考模型 35

1.4.3 本書使用的模型 37

1.4.4 OSI參考模型與TCP/IP參考模型的比較 38

1.4.5 OSI模型和協議的評判 39

1.4.6 TCP/IP參考模型的評判 41

1.5 網路實例 42

1.5.1 網際網路 42

1.5.2 第三代行動電話網路 50

1.5.3 無線區域網：802.11 54

1.5.4 RFID和感測器網路 57

1.6 網路標準化 59

1.6.1 電信領域有影響力的組織 60

1.6.2 國際標準領域有影響力的組織 61

1.6.3 Internet標準領域有影響力的組織 62

1.7 度量單位 64

1.8 本書其餘部分的概要 65

1.9 本章總結 66

習題 67

第2章 物理層 70

2.1 數據通信的理論基礎 70

2.1.1 傅里葉分析 70

2.1.2 帶寬有限的信號 71

2.1.3 通道的最大數據速率 73

2.2 引導性傳輸介質 74

2.2.1 磁介質 74

2.2.2 雙絞線 75

2.2.3 同軸電纜 76

2.2.4 電力線 77

2.2.5 光纖 77

2.3 無線傳輸 82

2.3.1 電磁頻譜 82

2.3.2 無線電傳輸 85

2.3.3 微波傳輸 86

2.3.4 紅外傳輸 89

2.3.5 光通信 89

2.4 通信衛星 90

2.4.1 地球同步衛星 91

2.4.2 中地球軌道衛星 94

2.4.3 低地球軌道衛星 94

2.4.4 衛星與光纖 96

2.5 數字調製與多路復用 97

2.5.1 基帶傳輸 98

2.5.2 通帶傳輸 101

2.5.3 頻分復用 103

2.5.4 時分復用 105

2.5.5 碼分復用 106

2.6 公共電話交換網路 108

2.6.1 電話系統結構 109

2.6.2 電話政治化 111

2.6.3 本地迴路：數據機、ADSL和光纖 112

2.6.4 中繼線和多路復用 119

2.6.5 交換 125

2.7 行動電話系統 128

2.7.1 第一代行動電話（1G）：模擬語音 130

2.7.2 第二代行動電話（2G）：數字語音 132

2.7.3 第三代行動電話（3G）：數字語音和數據 136

2.8 有線電視 140

2.8.1 共用天線電視 140

2.8.2 線纜上的Internet 141

2.8.3 頻譜分配 142

2.8.4 線纜數據機 143

2.8.5 ADSL與有線電視電纜 145

2.9 本章總結 146

習題 147

第3章 數據鏈路層 151

3.1 數據鏈路層的設計問題 151

3.1.1 提供給網路層的服務 152

3.1.2 成幀 153

3.1.3 差錯控制 156

3.1.4 流量控制 157

3.2 差錯檢測和糾正 158

3.2.1 糾錯碼 159

3.2.2 檢錯碼 163

3.3 基本數據鏈路層協議 167

3.3.1 一個烏托邦式的單工協議 171

3.3.2 無錯通道上的單工停-等式協議 172

3.3.3 有錯通道上的單工停-等式協議 173

3.4 滑動窗口協議 176

3.4.1 1位滑動窗口協議 178

3.4.2 回退N協議 180

3.4.3 選擇重傳協議 185

3.5 數據鏈路協議實例 189

3.5.1 SONET上的數據包 189

3.5.2 對稱數字用戶線 192

3.6 本章總結 194

習題 195

第4章 介質訪問控制子層 199

4.1 通道分配問題 199

4.1.1 靜態通道分配 199

4.1.2 動態通道分配的假設 201

4.2 多路訪問協議 202

4.2.1 ALOHA 202

4.2.2 載波偵聽多路訪問協議 206

4.2.3 無衝突協議 208

4.2.4 有限競爭協議 211

4.2.5 無線區域網協議 214

4.3 乙太網 216

4.3.1 經典乙太網物理層 217

4.3.2 經典乙太網的MAC子層協議 218

4.3.3 乙太網性能 221

4.3.4 交換式乙太網 222

4.3.5 快速乙太網 224

4.3.6 千兆乙太網 226

4.3.7 萬兆乙太網 229

4.3.8 乙太網回顧 230

4.4 無線區域網 231

4.4.1 802.11體系結構和協議棧 231

4.4.2 802.11物理層 232

4.4.3 802.11 MAC子層協議 234

4.4.4 802.11幀結構 239

4.4.5 服務 240

4.5 寬頻無線 241

4.5.1 802.16 與802.11和3G的比較 242

4.5.2 802.16體系結構與協議棧 243

4.5.3 802.16物理層 244

4.5.4 802.16的MAC子層協議 245

4.5.5 802.16幀結構 246

4.6 藍牙 247

4.6.1 藍牙體系結構 248

4.6.2 藍牙應用 248

4.6.3 藍牙協議棧 249

4.6.4 藍牙無線電層 250

4.6.5 藍牙鏈路層 250

4.6.6 藍牙幀結構 251

4.7 RFID 253

4.7.1 EPC Gen 2體系結構 253

4.7.2 EPC Gen 2物理層 254

4.7.3 EPC Gen 2標籤標識層 255

4.7.4 標籤標識消息格式 256

4.8 數據鏈路層交換 256

4.8.1 網橋的使用 257

4.8.2 學習網橋 258

4.8.3 生成樹網橋 260

4.8.4 中繼器/集線器/網橋/交換機/路由器和網關 263

4.8.5 虛擬區域網 265

4.9 本章總結 270

習題 271

第5章 網路層 274

5.1 網路層的設計問題 274

5.1.1 存儲轉發數據包交換 274

5.1.2 提供給傳輸層的服務 275

5.1.3 無連接服務的實現 276

5.1.4 面向連接服務的實現 277

5.1.5 虛電路與數據報網路的比較 278

5.2 路由演演算法 279

5.2.1 優化原則 281

5.2.2 最短路徑演演算法 281

5.2.3 泛洪演演算法 283

5.2.4 距離矢量演演算法 285

5.2.5 鏈路狀態路由 288

5.2.6 層次路由 292

5.2.7 廣播路由 293

5.2.8 組播路由 295

5.2.9 選播路由 297

5.2.10 移動主機路由 298

5.2.11 自組織網路路由 300

5.3 擁塞控制演演算法 302

5.3.1 擁塞控制的途徑 304

5.3.2 流量感知路由 305

5.3.3 准入控制 306

5.3.4 流量調節 307

5.3.5 負載脫落 310

5.4 服務質量 311

5.4.1 應用需求 312

5.4.2 流量整形 313

5.4.3 包調度 316

5.4.4 准入控制 319

5.4.5 綜合服務 322

5.4.6 區分服務 324

5.5 網路互聯 326

5.5.1 網路如何不同 327

5.5.2 何以連接網路 328

5.5.3 隧道 330

5.5.4 網際網路路由 331

5.5.5 數據包分段 332

5.6 Internet的網路層 335

5.6.1 IPv4協議 337

5.6.2 IP地址 340

5.6.3 IPv6協議 350

5.6.4 Internet控制協議 357

5.6.5 標籤交換和MPLS 362

5.6.6 OSPF——內部網關路由協議 364

5.6.7 BGP——外部網關路由協議 368

5.6.8 Internet組播 373

5.6.9 移動IP 374

5.7 本章總結 376

習題 377

第6章 傳輸層 382

6.1 傳輸服務 382

6.1.1 提供給上層的服務 382

6.1.2 傳輸服務原語 383

6.1.3 Berkeley套接字 386

6.1.4 套接字編程實例：Internet文件伺服器 388

6.2 傳輸協議的要素 392

6.2.1 定址 393

6.2.2 連接建立 395

6.2.3 連接釋放 400

6.2.4 差錯控制和流量控制 403

6.2.5 多路復用 407

6.2.6 崩潰恢復 407

6.3 擁塞控制 409

6.3.1 理想的帶寬分配 409

6.3.2 調整發送速率 412

6.3.3 無線問題 415

6.4 Internet傳輸協議：UDP 417

6.4.1 UDP概述 417

6.4.2 遠程過程調用 419

6.4.3 實時傳輸協議 421

6.5 Internet傳輸協議：TCP 425

6.5.1 TCP概述 425

6.5.2 TCP服務模型 426

6.5.3 TCP協議 428

6.5.4 TCP段的頭 429

6.5.5 TCP連接建立 432

6.5.6 TCP連接釋放 433

6.5.7 TCP連接管理模型 434

6.5.8 TCP滑動窗口 435

6.5.9 TCP計時器管理 438

6.5.10 TCP擁塞控制 440

6.5.11 TCP未來 448

6.6 性能問題 449

6.6.1 計算機網路中的性能問題 449

6.6.2 網路性能測量 450

6.6.3 針對快速網路的主機設計 452

6.6.4 快速處理段 454

6.6.5 頭壓縮 457

6.6.6 長肥網路的協議 458

6.7 延遲容忍網路 461

6.7.1 DTN體系結構 462

6.7.2 數據束協議 464

6.8 本章總結 466

習題 467

第7章 應用層 471

7.1 DNS——域名系統 471

7.1.1 DNS名字空間 472

7.1.2 域名資源記錄 474

7.1.3 名字伺服器 477

7.2 電子郵件 480

7.2.1 體系結構和服務 481

7.2.2 用戶代理 482

7.2.3 郵件格式 486

7.2.4 郵件傳送 492

7.2.5 最後傳遞 497

7.3 萬維網 499

7.3.1 體系結構概述 500

7.3.2 靜態Web頁面 512

7.3.3 動態Web頁面和Web應用 519

7.3.4 HTTP——超文本傳輸協議 529

7.3.5 移動Web 536

7.3.6 Web搜索 538

7.4 流式音視頻 539

7.4.1 數字音頻 541

7.4.2 數字視頻 545

7.4.3 流式存儲媒體 551

7.4.4 流式直播媒體 557

7.4.5 實時會議 560

7.5 內容分發 568

7.5.1 內容和Internet流量 569

7.5.2 伺服器農場和Web代理 571

7.5.3 內容分發網路 574

7.5.4 對等網路 578

7.6 本章總結 586

習題 587

第8章 網路安全 591

8.1 密碼學 593

8.1.1 密碼學概論 594

8.1.2 置換密碼 596

8.1.3 替代密碼 597

8.1.4 一次性密鑰 598

8.1.5 兩個基本的密碼學原則 602

8.2 對稱密鑰演演算法 603

8.2.1 DES—數據加密標準 605

8.2.2 AES—高級加密標準 607

8.2.3 密碼模式 610

8.2.4 其他密碼模式 614

8.2.5 密碼分析 615

8.3 公開密鑰演演算法 615

8.3.1 RSA 616

8.3.2 其他公開密鑰演演算法 618

8.4 數字簽名 618

8.4.1 對稱密鑰簽名 619

8.4.2 公開密鑰簽名 620

8.4.3 消息摘要 621

8.4.4 生日攻擊 624

8.5 公鑰的管理 626

8.5.1 證書 627

8.5.2 X.509 628

8.5.3 公鑰基礎設施 629

8.6 通信安全 632

8.6.1 IPSec 632

8.6.2 防火牆 635

8.6.3 虛擬專用網路 638

8.6.4 無線安全性 639

8.7 認證協議 643

8.7.1 基於共享密鑰的認證 644

8.7.2 建立共享密鑰：Diffie-Hellman密鑰交換 647

8.7.3 使用密鑰分發中心的認證 649

8.7.4 使用Kerberos的身份認證 651

8.7.5 使用公開密鑰密碼學的認證 653

8.8 電子郵件安全性 654

8.8.1 PGP-良好的隱私性 654

8.8.2 S/MIME 658

8.9 Web安全性 658

8.9.1 威脅 658

8.9.2 安全命名 659

8.9.3 SSL—安全套接層 664

8.9.4 移動代碼安全性 667

8.10 社會問題 669

8.10.1 隱私 670

8.10.2 言論自由 672

8.10.3 版權 675

8.11 本章總結 677

習題 678

第9章 閱讀清單和參考書目 684

9.1 進一步閱讀的建議 684

9.1.1 概論與綜合論著 684

9.1.2 The Physical Layer 685

9.1.3 數據鏈路層 686

9.1.4 介質訪問控制子層 686

9.1.5 網路層 687

9.1.6 傳輸層 688

9.1.7 應用層 688

9.1.8 網路安全 689

9.2 按字母順序參考書目 690