计算机网络(第3版)

第1章 概述1
1.1 计算机网络的基本概念1
1.1.1 什么是计算机网络1
1.1.2 计算机网络的分类和网络结构2
1.1.3 计算机网络的性能指标7
1.2 计算机网络的发展历程8
1.2.1 计算机网络产生的背景9
1.2.2 计算机网络的产生10
1.2.3 计算机网络的飞速发展11
1.2.4 Internet时代13
1.2.5 计算机网络在我国的发展14
1.3 计算机网络体系结构15
1.3.1 OSI体系结构15
1.3.2 TCP/IP体系结构18
1.3.3 五层体系结构19
1.4 计算机网络的标准化工作22
1.4.1 标准化组织22
1.4.2 RFC文档22
思考题23

第2章 物理层25
2.1 概述25
2.2 频带传输技术27
2.2.1 什么是频带传输27
2.2.2 调制解调技术27
2.3 基带传输技术29
2.3.1 什么是基带传输29
2.3.2 编码解码技术29
2.3.3 信道的极限传输速率33
2.4 信道复用技术34
2.4.1 概述34
2.4.2 频分复用(FDM)34
2.4.3 时分复用(TDM)和统计时分复用(STDM)35
2.4.4 准同步数字系列(PDH)36
2.4.5 同步数字系列(SDH)38
2.4.6 波分复用(WDM)41
2.5 宽带接入技术42
2.5.1 概述42
2.5.2 数字用户线xDSL42
2.5.3 混合光纤同轴电缆网(HFC)44
2.6 传输媒体47
2.6.1 双绞线47
2.6.2 同轴电缆48
2.6.3 光纤48
2.6.4 无线传输50
思考题52

第3章 数据链路层54
3.1 概述54
3.2 帧同步和透明传输55
3.2.1 帧同步55
3.2.2 透明传输56
3.3 差错检验57
3.3.1 差错检验方法57
3.3.2 循环冗余检验(CRC)58
3.4 数据链路控制60
3.4.1 数据链路控制的基本思想60
3.4.2 数据链路控制的基本机制60
3.4.3 自动请求重传(ARQ)62
3.5 高级数据链路控制规程(HDLC)67
3.6 点对点协议(PPP)67
3.6.1 PPP及其帧格式67
3.6.2 PPP运行状态图68
3.6.3 PPP的身份认证69
思考题69

第4章 局域网71
4.1 概述71
4.2 IEEE802局域网体系结构72
4.2.1 IEEE802局域网参考模型72
4.2.2 媒体接入控制子层73
4.2.3 逻辑链路控制子层75
4.3 以太网工作原理76
4.3.1 以太网技术的发展76
4.3.2 以太网媒体接入控制方式CSMA/CD78
4.3.3 以太网传输特点84
4.3.4 以太网信道利用率85
4.3.5 以太网帧格式86
4.4 传统以太网88
4.4.1 物理层88
4.4.2 网络接口卡(NIC)89
4.4.3 中继器和集线器89
4.4.4 传统以太网及其网络结构90
4.5 高速以太网92
4.5.1 100BaseT92
4.5.2 千兆以太网96
4.5.3 万兆以太网99
4.6 交换式以太网102
4.6.1 概述102
4.6.2 网桥102
4.6.3 交换机104
4.6.4 交换式以太网及其特点105
4.7 虚拟局域网(VLAN)107
4.7.1 VLAN及其特点107
4.7.2 VLAN划分107
4.7.3 VLAN帧格式108
4.7.4 VLAN运行109
4.8 无线局域网(WLAN)112
4.8.1 IEEE802.1 1WLAN112
4.8.2 IEEE802.1 1物理层标准114
4.8.3 IEEE802.1 1MAC层帧和帧格式117
4.8.4 IEEE802.1 1MAC层DCF119
4.8.5 IEEE802.1 1MAC层PCF125
4.8.6 WLAN管理125
思考题127

第5章 网络层130
5.1 概述130
5.1.1 网络互联130
5.1.2 分组交换131
5.1.3 路由器132
5.1.4 Internet网际层133
5.2 网际协议(IP)134
5.2.1 分类IPv4地址及划分子网134
5.2.2 IP数据报格式137
5.2.3 IP差错检验算法139
5.2.4 IP数据报的分片与重组140
5.2.5 IP数据报转发141
5.2.6 IP数据报选项146
5.3 地址解析协议(ARP)147
5.3.1 概述147
5.3.2 ARP地址解析机制148
5.4 因特网控制报文协议(ICMP)150
5.4.1 ICMP及其报文格式150
5.4.2 ICMP报文151
5.5 无类别域间路由选择(CIDR)153
5.5.1 CIDR编址153
5.5.2 构造超网155
5.5.3 最长前缀匹配155
5.6 路由选择协议156
5.6.1 概述156
5.6.2 路由信息协议(RIP)158
5.6.3 开放最短路径优先协议(OSPF)161
5.6.4 边界网关协议(BGP)167
5.7 IP多播170
5.7.1 概述170
5.7.2 因特网组管理协议(IGMP)172
5.7.3 距离矢量多播路由选择协议(DVMRP)174
5.8 下一代的网际协议IPv6178
5.8.1 概述178
5.8.2 IPv6地址178
5.8.3 IPv6数据报格式180
5.8.4 IPv4向IPv6过渡182
5.9 IP主干网185
5.9.1 异步传输模式(ATM)185
5.9.2 IPoverATM193
5.9.3 多协议标记交换(MPLS)194
5.9.4 IPoverSDH195
5.9.5 IPoverWDM196
思考题197

第6章 传输层201
6.1 概述201
6.2 传输层端口202
6.2.1 端口及其作用202
6.2.2 两类端口203
6.3 用户数据报协议(UDP)203
6.3.1 UDP用户数据报203
6.3.2 UDP伪报头204
6.3.3 UDP的特点204
6.4 传输控制协议（TCP)205
6.4.1 TCP的编号与确认205
6.4.2 TCP报文段206
6.4.3 TCP连接管理209
6.4.4 TCP重传机制212
6.4.5 TCP流量控制215
6.4.6 TCP拥塞控制218
6.5 多媒体传输224
6.5.1 概述224
6.5.2 一个多媒体传输的例子225
6.5.3 实时传输协议(RTP)226
6.5.4 实时传输控制协议（RTCP)229
6.5.5 实时流式协议(RTSP)230
思考题231

第7章 应用层233
7.1 网络应用进程的交互模式233
7.2 域名系统(DNS)234
7.2.1 Internet域名结构234
7.2.2 域名解析236
7.3 文件传输协议（FTP)240
7.3.1 FTP工作机制240
7.3.2 FTP访问控制241
7.4 电子邮件（E-mail)241
7.4.1 概述241
7.4.2 电子邮件系统242
7.4.3 电子邮件的信息格式243
7.4.4 简单的邮件传送协议（SMTP)246
7.4.5 邮局协议（POP)247
7.5 万维网(WWW)247
7.5.1 概述247
7.5.2 万维网工作机制248
7.5.3 统一资源定位符（URL)250
7.5.4 超文本传输协议（HTTP)251
7.5.5 超文本标记语言（HTML)252
7.5.6 动态网页技术255
7.6 动态主机配置协议（DHCP)257
7.6.1 概述257
7.6.2 DHCP工作机理257
7.7 SNMP网络管理系统259
7.7.1 概述259
7.7.2 简单网络管理协议（SNMP)261
7.7.3 管理信息结构（SMI)264
7.7.4 管理信息库（MIB)267
思考题269

第8章 网络安全271
8.1 概述271
8.1.1 网络安全的重要性271
8.1.2 网络攻击和网络安全服务271
8.2 两种密码体制272
8.2.1 密码学基础272
8.2.2 对称密钥密码体制与公开密钥密码体制274
8.2.3 对称密钥密码体制的经典算法DES275
8.2.4 公开密钥密码体制的经典算法RSA280
8.3 数字签名和报文摘要281
8.3.1 数字签名281
8.3.2 报文摘要283
8.4 身份认证和密钥分发284
8.4.1 概述284
8.4.2 基于对称密钥的身份认证和密钥分发285
8.4.3 基于公钥的身份认证和公钥分发287
8.5 Internet网络安全技术288
8.5.1 网际层安全技术288
8.5.2 传输层安全技术292
8.5.3 应用层安全技术293
8.6 防火墙295
8.6.1 概述295
8.6.2 防火墙技术295
8.6.3 防火墙系统297
8.7 虚拟专用网(VPN)299
8.7.1 概述299
8.7.2 VPN隧道和隧道协议300
8.7.3 L2TPVPN301
8.7.4 IPSecVPN305
思考题306
参考文献308

插图：


第1章概述1.1计算机网络的基本概念1.1.1什么是计算机网络计算机网络的产生和发展在现代科学技术史上具有划时代的意义。因特网（Internet）彻底改变了人们的工作和生活方式，改变了企事业单位的运营和管理方式。电子邮件、IP电话成为人们重要的交流方式；Web浏览成为人们获取信息的主要渠道；网上办公、电子商务、网络金融、网络会议、远程教育、远程生产监控等迅速步入现代社会各个角落，成为人们日常工作和活动不可或缺的方式。什么是计算机网络（computernetwork）？目前还没有一个权威的定义。荷兰阿姆斯特丹Vrije大学计算机科学系教授、荷兰皇家艺术与科学院院士AndrewS.Tanenbaum言简意赅的提法得到了广泛的认同：计算机网络是指自治的计算机互连起来的集合。计算机之间相互连接并能相互交换信息则称为互连，自治是指计算机是能够独立进行处理的设备，而不是无自行处理能力的附属设备（如终端）。上述定义概括地给出计算机网络的概念，要具体地说明它的内涵，可以从计算机网络的组成和应用两个方面去描述。1.计算机网络的组成计算机网络的组成包括硬件和软件两部分。（1）硬件（hardware）·计算机。按着ARPANET沿用下来的术语也称为主机（host），可以是个人计算机（即PC）、大型计算机、客户机（client）或称工作站（workstation）、服务器（server）等，在网络中它们称为端系统（EndSystems，ES）。·通信设备。即中间系统（IntermediateSystems，IS），如交换机（switch）和路由器（router）等，其功能主要为主机转发数据。端系统和中间系统在网络中称为结点（node，或结点）。·接口设备。网络接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC），如调制解调器（Modem）等，作为计算机与网络的接口。·传输媒体或称传输介质（medium），如双绞线、同轴电缆、光纤、无线电和卫星链路等。