計算機網路技術

為進一步適應高等院校對提高人才培養質量的需要，參照《中國計算機科學與技術學科教程2002》中擬定的“網路及其計算（NC）”的知識要點，以及教育部考試中心和中國學位與研究生教育學會工科工作委員會制訂的《2009年全國碩士研究生入學統一考試計算機科學與技術學科聯考計算機學科專業基礎綜合考試大綱》中“計算機網路”部分的規定，同時借鑒近年來國外計算機科學技術領域的教育成果，結合計算機網路技術的應用現狀和發展趨勢，精心編寫了本書。

本書仍然堅持作者以往的寫作風格，採用大量的圖表和實例，通過簡潔、明快的語言描述，較為全面系統地介紹了計算機網路的基本概念、原理及應用。主要內容包括計算機網路基礎知識、物理層、數據鏈路層、介質訪問控制子層、網路層、傳輸層、應用層、無線網路、IPv6和網路安全。

本書在內容安排上力求體現計算機網路的自身特性，強調對體系結構和協議的理解與應用，並符合教學要求；在寫作中力求概念講解清晰、明了，原理闡述清楚、簡潔，應用實例設計新穎、實用，以增強本書的實用性和可讀性。

本書可以作為普通高校計算機專業、通信專業及電子信息類專業本科生核心課程的教材，同時可以作為通信專業和電子信息類專業研究生的教材，也可供從事計算機網路設計、建設、管理和應用的技術人員參考。

第1章計算機網路技術概述

1.1計算機網路是信息社會的基石

1.1.1信息化與信息社會

1.1.2計算機網路在全球信息化中的作用

1.2計算機網路的概念

1.2.1計算機網路的定義

1.2.2計算機網路的分類

1.2.3計算機網路的拓撲結構

1.3計算機網路的數據交換方式

1.3.1電路交換

1.3.2報文交換

1.3.3分組交換

1.3.4電路交換、報文交換及分組交換的比較

1.4計算機網路體系結構

1.4.1計算機網路體系結構與層次模型的定義

1.4.2協議、實體、介面與服務的概念

1.4.3常見計算機網路體系結構及比較

1.4.4TCP/IP體系結構

1.5Internet

1.5.1Internet的概念

1.5.2Internet的產生和發展

1.5.3Internet的組織與管理

1.5.4Internet2

習題

第2章物理層

2.1物理層概述

2.1.1物理層的概念

2.1.2物理層的特性

2.2數據通信基礎

2.2.1數據通信模型

2.2.2信息、數據、信號和通道

2.2.3數據電路與數據鏈路

2.3通道特性

2.3.1帶寬與速率

2.3.2誤碼率

2.3.3通道延遲

2.3.4失真

2.4傳輸介質

2.4.1電磁波的頻譜及在通信系統中的應用

2.4.2有導向傳輸介質

2.4.3無導向傳輸介質

2.5數據傳輸方式

2.5.1并行傳輸與串列傳輸

2.5.2同步傳輸與非同步傳輸

2.5.3單工、半雙工和全雙工通信

2.6通道復用技術

2.6.1頻分復用

2.6.2時分復用

2.6.3波分復用

2.7遠程數字傳輸技術

2.7.1脈碼調製（PCM）

2.7.2同步數字體系/同步光纖網路（SDH/SONET）

2.8接入網技術

2.8.1ADSL接入技術

2.8.2光纖同軸電纜混合網（HFC）接入技術

2.8.3光纖接入技術

習題

目錄

計算機網路技術

第3章數據鏈路層

3.1數據鏈路層概述

3.1.1成幀

3.1.2數據鏈路層的主要功能

3.2差錯控制技術

3.2.1差錯產生的主要原因

3.2.2差錯控制機制

3.2.3循環冗餘校驗碼（CRC）

3.3流量控制技術

3.3.1停止等待協議

3.3.2連續ARQ協議和滑動窗口

3.3.3選擇重傳ARQ協議

3.4面向字元型的數據鏈路層協議BSC

3.4.1BSC的幀格式

3.4.2BSC協議的工作過程

3.5面向比特型的數據鏈路層協議HDLC

3.5.1HDLC概述

3.5.2HDLC的幀格式

3.5.3HDLC的幀類型

3.6Internet中的數據鏈路層協議PPP

3.6.1PPP概述

3.6.2PPP的工作過程

3.6.3PPP的幀格式

3.6.4PPPoE

習題

第4章介質訪問控制子層

4.1介質訪問控制子層概述

4.1.1將數據鏈路層分為MAC子層和LLC子層的原因

4.1.2LLC子層的功能被弱化

4.2區域網的介質訪問控制（MAC）子層

4.2.1影響區域網性能的主要因素

4.2.2區域網網卡

4.2.3曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼

4.2.4CSMA/CD協議

4.2.5區域網MAC子層的物理地址

4.3乙太網技術

4.3.1乙太網的MAC幀結構

4.3.2乙太網

4.3.3快速乙太網

4.3.4千兆乙太網

4.3.5萬兆乙太網

4.4交換式乙太網

4.4.1共享式乙太網與交換式乙太網的比較

4.4.2乙太網網橋

4.4.3乙太網交換機

4.5乙太網中的標籤技術及應用

4.5.1VLAN技術

4.5.2QinQ技術

4.5.3MACinMAC技術

習題

第5章網路層

5.1網路層概述

5.1.1網路層的概念

5.1.2網路層提供的服務

5.1.3網路互聯及網際網路路的概念

5.2IP地址及管理

5.2.1IP地址與MAC地址之間的關係

5.2.2IP地址的組成

5.2.3標準IP地址的分類

5.2.4掩碼的概念和確定方法

5.2.5幾種特殊的IP地址

5.2.6子網劃分實例介紹

5.2.7可變長子網掩碼（VLSM）

5.2.8無類別域間路由（CIDR）

5.3IP數據報的格式

5.3.1IP數據報的頭部格式

5.3.2IP數據報的大小與網路MTU

5.3.3網際網路中分組的轉發過程

5.4地址解析協議（ARP）和反向地址解析協議（RARP）

5.4.1地址解析協議（ARP）

5.4.2反向地址解析協議（RARP）

5.5網際控制報文協議（ICMP）

5.5.1ICMP的工作原理

5.5.2ICMP的差錯控制功能及應用

5.6路由選擇協議

5.6.1路由選擇協議概述

5.6.2路由信息協議（RIP）

5.6.3開放最短路徑優先（OSPF）協議

5.6.4邊界網關協議（BGP）

5.7IP組播與網際組管理協議（IGMP）

5.7.1IP組播的基本概念

5.7.2D類IP地址與乙太網組播地址之間的映射關係

5.7.3網際組管理協議（IGMP）

5.7.4組播路由選擇協議

5.8網路地址轉換（NAT）

5.8.1NAT的概念

5.8.2NAT的地址翻譯類型

5.8.3NAT技術的特點

5.9路由器和三層交換機

5.9.1路由器的結構

5.9.2三層交換技術

習題

第6章傳輸層

6.1傳輸層概述

6.1.1進程之間的通信

6.1.2傳輸層的協議

6.1.3進程命名與定址

6.1.4多重協議識別

6.1.5端到端通信

6.2用戶數據報協議（UDP）

6.2.1UDP概述

6.2.2UDP隊列

6.2.3UDP用戶數據報結構

6.3傳輸控制協議（TCP）

6.3.1TCP概述

6.3.2TCP報文段的格式

6.3.3TCP的傳輸連接管理

6.3.4TCP可靠傳輸的實現方法

6.3.5TCP流量控制

6.3.6TCP擁塞控制

6.3.7TCP差錯控制

習題

第7章應用層

7.1應用層概述

7.1.1應用進程之間的相互作用模式

7.1.2系統調用

7.2域名系統（DNS）

7.2.1主機名與IP地址之間的映射關係

7.2.2DNS的組成

7.2.3DNS伺服器

7.2.4DNS的解析過程

7.2.5地址轉換

7.3文件傳輸協議（FTP）

7.3.1FTP概述

7.3.2FTP的工作原理

7.3.3簡單文件傳輸協議（TFTP）

7.4遠程登錄（Telnet）

7.4.1Telnet概述

7.4.2Telnet的工作原理

7.5動態主機配置協議（DHCP）

7.5.1DHCP概述

7.5.2DHCP的工作原理

7.5.3DHCP中繼代理

7.5.4DHCP地址的分配類型

7.6萬維網（WWW）

7.6.1WWW概述

7.6.2統一資源定位符（URL）

7.6.3超文本傳輸協議（HTTP）

7.6.4Cookies

7.6.5WWW頁面

7.6.6WWW瀏覽器

7.6.7WWW搜索引擎

7.7電子郵件

7.7.1電子郵件系統概述

7.7.2發送電子郵件的協議——SMTP

7.7.3接收電子郵件的協議——POP3和IMAP

7.7.4多用途網際網路郵件擴充（MIME）

7.7.5基於Web的電子郵件——WebMail

7.8簡單網路管理協議（SNMP）

7.8.1SNMP概述

7.8.2管理信息庫(MIB)

7.8.3管理信息結構（SMI）

7.8.4簡單網路管理協議（SNMP）

7.8.5SNMP的工作機制

7.8.6SNMP的報文格式

習題

第8章無線網路

8.1無線通信基本原理

8.1.1電磁波的產生與傳輸

8.1.2無線通信

8.1.3用電磁波傳輸數據

8.2無線通信技術概述

8.2.1無線蜂窩系統

8.2.2無線數據通信系統

8.3無線區域網

8.3.1無線區域網概述

8.3.2無線區域網的拓撲結構

8.3.3無線區域網的協議結構

8.3.4無線區域網的MAC子層協議

8.3.5無線區域網的幀結構

8.3.6無線區域網的物理層

8.3.7無線區域網的關聯操作

8.3.8無線區域網的通道定義

習題

第9章IPv6

9.1IPv6概述

9.1.1IPv6的產生與發展

9.1.2IPv6的新特性

9.2IPv6基礎知識

9.2.1IPv6編址

9.2.2IPv6的地址分類

9.2.3IPv6數據報

9.2.4ICMPv6

9.3鄰居發現（ND）協議

9.3.1鄰居發現協議概述

9.3.2鄰居發現協議的報文格式

9.3.3IPv6地址解析

9.3.4無狀態地址自動配置

9.3.5路由器重定向

9.4DHCPv6協議

9.4.1DHCPv6概述

9.4.2DHCPv6的工作過程

9.4.3DHCPv6中繼代理

9.5IPv6中的DNS協議

9.6IPv6路由協議

9.6.1IPv6路由協議概述

9.6.2RIPng

9.6.3OSPFv3

9.6.4BGP4+

9.7IPv6過渡技術

9.7.1IPv6過渡技術概述

9.7.2利用IPv4網路互聯IPv6網路

9.7.3IPv6網路與IPv4網路之間的互聯互通

習題

第10章網路安全

10.1信息與網路安全

10.1.1信息安全與網路安全的概念

10.1.2信息安全與網路安全之間的關係

10.2網路安全威脅與控制

10.2.1網路安全威脅的主要類型

10.2.2網路安全控制措施

10.4數據加密技術及應用

10.4.1數據加密的概念

10.4.2對稱加密

10.4.3非對稱加密

10.4.4數字簽名

10.4.5報文鑒別

10.4.6密鑰的管理

10.5其他網路安全技術介紹

10.5.1公開密鑰基礎設備（PKI）體系結構

10.5.2授權管理基礎設施（PMI）體系結構

10.5.3安全電子交易（SET）協議

10.5.4安全套接層（SSL）協議

10.5.5網路層安全協議棧IPSec

10.5.6虛擬專用網（VPN）

習題

參考文獻