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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计算机网络的形成与发展2

1.1.3 Internet的高速发展10

1.1.4宽带城域网与三网融合技术的发展10

1.1.5物联网技术的形成与发展11

1.2计算机网络技术发展的三条主线13

1.2.1第一条主线：从ARPANET到Internet13

1.2.2第二条主线：从无线分组网到无线自组网、无线传感器网络13

1.2.3第三条主线：网络安全技术14

1.3计算机网络定义与分类15

1.3.1计算机网络定义15

1.3.2计算机网络的分类方法16

1.3.3广域网16

1.3.4城域网18

1.3.5局域网21

1.3.6个人区域网21

1.4计算机网络的组成与结构22

1.4.1早期计算机网络的组成与结构22

1.4.2 ISP的层次结构23

1.4.3 Internet的网络结构24

1.5计算机网络拓扑结构25

1.5.1计算机网络拓扑的定义25

1.5.2计算机网络拓扑的分类与特点26

1.6分组交换技术的基本概念27

1.6.1数据交换方式的分类27

1.6.2线路交换的特点28

1.6.3分组交换的特点29

1.6.4数据报方式与虚电路方式31

1.6.5分组交换与线路交换的比较33

1.6.6面向连接服务与无连接服务37

小结38

习题39

第2章 网络体系结构与网络协议44

2.1网络体系结构的基本概念44

2.1.1网络协议的基本概念44

2.1.2协议、层次、接口与体系结构的基本概念46

2.1.3网络体系结构的研究方法47

2.2 OSI参考模型48

2.2.1 OSI参考模型的基本概念48

2.2.2 OSI参考模型层次划分的主要原则49

2.2.3 OSI参考模型各层的主要功能49

2.2.4 OSI环境中的数据传输过程50

2.3 TCP/IP参考模型53

2.3.1 TCP/IP参考模型的研究53

2.3.2 TCP/IP参考模型各层的功能53

2.4 OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较55

2.4.1对OSI参考模型的评价55

2.4.2对TCP/IP参考模型的评价55

2.5网络与Internet协议标准化组织与管理机构56

2.5.1网络协议标准化组织56

2.5.2 RFC文档、Internet草案与Internet协议标准56

2.5.3 Internet管理机构57

2.6一种建议的参考模型59

小结59

习题59

第3章 物理层63

3.1物理层与物理层协议的基本概念63

3.1.1物理层的基本服务功能63

3.1.2物理层协议的类型64

3.1.3物理层向数据链路层提供的服务65

3.2数据通信的基本概念66

3.2.1信息、数据与信号66

3.2.2数据通信方式67

3.2.3传输介质的主要类型与特性71

3.2.4数据编码分类78

3.3频带传输技术78

3.3.1模拟数据编码方法78

3.3.2波特率的定义80

3.4基带传输技术81

3.4.1基带传输的定义81

3.4.2数字数据编码方法81

3.4.3脉冲编码调制方法83

3.4.4比特率的定义84

3.4.5奈奎斯特准则与香农定理85

3.5多路复用技术86

3.5.1多路复用的基本概念86

3.5.2时分多路复用87

3.5.3频分多路复用88

3.5.4波分多路复用89

3.6同步光纤网SONET与同步数字体系SDH90

3.6.1 SONET与SD H的基本概念90

3.6.2基本速率标准的制定90

3.6.3 SDH速率体系91

3.7接入技术92

3.7.1接入技术的分类92

3.7.2 ADSL接入技术93

3.7.3 HFC接入技术95

3.7.4光纤接入技术97

3.7.5移动通信接入技术98

小结101

习题101

第4章 数据链路层105

4.1差错产生与差错控制方法105

4.1.1设计数据链路层的原因105

4.1.2差错产生的原因和差错类型106

4.1.3误码率的定义107

4.1.4检错码与纠错码107

4.1.5循环冗余编码工作原理107

4.1.6差错控制机制110

4.2数据链路层的基本概念111

4.2.1物理线路与数据链路111

4.2.2数据链路层的主要功能111

4.2.3数据链路层向网络层提供的服务112

4.2.4数据链路层协议的分类112

4.3面向比特型数据链路层协议——HDLC协议113

4.3.1 HDLC协议产生的背景113

4.3.2数据链路的配置方式和数据传送方式113

4.3.3 HDLC帧结构114

4.3.4 HDLC协议工作原理117

4.3.5数据链路层与物理层的关系119

4.4数据链路层滑动窗口协议与帧传输效率分析120

4.4.1数据链路层滑动窗口协议的分类120

4.4.2单帧停止等待协议121

4.4.3多帧连续发送协议123

4.5点-点协议PPP125

4.5.1 PPP协议的主要特点125

4.5.2 PPP协议帧结构126

4.5.3 PPP协议工作过程127

小结130

习题130

第5章 介质访问控制子层135

5.1局域网技术的发展与演变135

5.1.1局域网技术的研究与发展135

5.1.2介质访问控制方法CSMA/ CD、 Token Bus与Token Ring的比较136

5.1.3 Ethernet技术的研究与发展140

5.1.4局域网参考模型与协议标准143

5.2 Ethernet基本工作原理145

5.2.1 Ethernet数据发送流程分析145

5.2.2 Ethernet帧结构148

5.2.3 Ethernet接收流程的分析150

5.2.4 Ethernet网卡设计与物理地址152

5.2.5 Ethernet物理层标准命名方法154

5.3交换式局域网与虚拟局域网技术155

5.3.1交换式局域网技术155

5.3.2虚拟局域网技术158

5.4高速Ethernet的研究与发展162

5.4.1 Fast Ethernet162

5.4.2 Gigabit Ethernet164

5.4.3 10 Gigabit Ethernet164

5.4.4 40 Gigabit Ethernet与100 Gigabit Ethernet166

5.4.5光以太网与城域以太网166

5.5 Ethernet组网设备与组网方法168

5.5.1 Ethernet基本的组网方法与设备168

5.5.2交换Ethernet与高速Ethernet组网方法170

5.5.3局域网结构化布线的基本概念171

5.6局域网互联与网桥173

5.6.1局域网互联与网桥的基本概念173

5.6.2网桥的工作流程175

5.6.3生成树协议176

5.6.4网桥与中继器、集线器、交换机的比较179

5.7无线局域网181

5.7.1无线局域网发展背景181

5.7.2扩频无线局域网183

5.7.3无线局域网IEEE 802.11标准184

5.7.4 IEEE 802.11标准的MAC层协议187

小结191

习题192

第6章 网络层197

6.1网络层与IP协议197

6.1.1网络层基本概念197

6.1.2 IP协议的发展与演变198

6.2 IPv4协议的基本内容199

6.2.1 IP协议的主要特点199

6.2.2 IPv4分组格式200

6.3 IPv4地址206

6.3.1 IP地址的基本概念206

6.3.2标准分类IP地址207

6.3.3划分子网的三级地址结构212

6.3.4无类别域间路由CIDR215

6.3.5网络地址转换NAT217

6.4路由选择算法与分组交付219

6.4.1分组交付和路由选择的基本概念219

6.4.2路由表的建立、更新与路由选择协议225

6.4.3路由信息协议RIP227

6.4.4最短路径优先协议OSPF229

6.4.5外部网关协议BGP232

6.4.6路由器与第三层交换技术235

6.5 Internet控制报文协议——ICMP239

6.5.1 ICMP协议的作用与特点239

6.5.2 ICMP报文类型241

6.5.3 Ping与Traceroute命令243

6.6 IP多播与IGMP协议246

6.6.1 IP多播的基本概念246

6.6.2 IP多播地址246

6.6.3 IGMP协议的基本内容248

6.6.4多播路由器与IP多播中的隧道技术249

6.7 MPLS协议250

6.7.1资源预留协议RSVP与区分服务DiffServ250

6.7.2多协议标识交换MPLS251

6.7.3 MPLS VPN的应用253

6.8地址解析协议ARP255

6.8.1 IP地址与物理地址的映射255

6.8.2地址解析工作过程255

6.9移动IP协议258

6.9.1移动IP协议的基本概念258

6.9.2移动IP协议的设计目标与主要特征259

6.9.3移动IP协议的结构与基本术语259

6.9.4移动IPv4协议的基本工作原理261

6.9.5移动IPv4协议中移动节点和节点主机的基本操作264

6.10 IPv6协议266

6.10.1 IPv6协议的基本概念266

6.10.2 IPv6协议的主要特征266

6.10.3 IPv6地址268

6.10.4 IPv6分组结构与基本报头269

6.10.5 IPv4到IPv6过渡的基本方法271

小结274

习题275

第7章 传输层282

7.1传输层与传输层协议282

7.1.1传输层的基本功能282

7.1.2传输协议数据单元的基本概念283

7.1.3应用进程、传输层接口与套接字284

7.1.4网络环境中分布式进程标识方法285

7.1.5传输层的多路复用与多路分解287

7.1.6 TCP、UDP协议与应用层协议的关系288

7.2用户数据报协议UDP288

7.2.1 UDP协议的主要特点288

7.2.2 UDP协议报文格式289

7.2.3 UDP校验和的基本概念与计算示例290

7.2.4 UDP协议适用的范围290

7.3传输控制协议TCP291

7.3.1 TCP协议的主要特点291

7.3.2 TCP协议报文格式293

7.3.3 TCP连接建立与释放296

7.3.4 TCP协议滑动窗口与确认、重传机制300

7.3.5 TCP协议滑动窗口与流量控制、拥塞控制305

小结313

习题314

第8章 应用层319

8.1 Internet应用与应用层协议的分类319

8.1.1 Internet应用技术发展的三个阶段319

8.1.2 C/S模式与P2P模式的比较320

8.1.3应用层协议的分类322

8.2域名系统DNS324

8.2.1 DNS研究的背景324

8.2.2 DNS域名空间326

8.2.3域名服务器328

8.2.4域名解析329

8.2.5域名系统性能优化332

8.3远程登录服务与TELNET协议332

8.3.1 TELNET协议产生的背景332

8.3.2 TELNET协议基本工作原理333

8.4电子邮件服务与SMTP协议333

8.4.1电子邮件服务的基本概念333

8.4.2电子邮件服务的工作过程334

8.4.3 POP3、 IMAP4协议与基于Web的电子邮件336

8.5 Web与基于Web的网络应用338

8.5.1 Web服务的基本概念338

8.5.2超文本传输协议HTTP340

8.5.3超文本标记语言HTML343

8.5.4 Web浏览器345

8.5.5搜索引擎347

8.6即时通信与会话初始化协议SIP349

8.6.1即时通信工作模型349

8.6.2 SIP协议的基本内容350

8.7主机配置与动态主机配置协议DHCP353

8.7.1动态主机配置的基本概念353

8.7.2 DHCP的基本内容354

8.8网络管理与简单网管协议SNMP协议357

8.8.1网络管理的基本概念357

8.8.2 SNMP协议的基本内容359

8.9典型应用层协议——FTP的分析363

8.9.1 FTP模型与测试分析环境363

8.9.2 FTP控制连接建立过程的分析366

8.9.3 FTP用户登录与身份验证过程的分析367

8.9.4 FTP数据连接建立过程的协议分析369

8.9.5 FTP数据传输过程的分析370

8.9.6 FTP用户退出登录过程的分析372

8.9.7 FTP连接释放过程的分析373

小结374

习题375

第9章 网络安全382

9.1网络安全的基本概念382

9.1.1网络安全的重要性382

9.1.2网络安全服务功能与法律法规383

9.1.3网络安全威胁的发展趋势384

9.1.4网络安全研究的主要问题385

9.1.5网络攻击的主要类型388

9.2加密与认证技术391

9.2.1密码算法与密码体制的基本概念391

9.2.2对称密码体系393

9.2.3非对称密码体系394

9.2.4公钥基础设施PKI396

9.2.5数字签名技术397

9.2.6身份认证技术的发展399

9.3网络安全协议399

9.3.1网络安全协议的基本概念399

9.3.2网络层安全与IPSec协议、IPSec VPN400

9.3.3传输层安全与SSL、TLP协议402

9.3.4应用层安全与PGP、 SET协议403

9.4防火墙技术406

9.4.1防火墙的基本概念406

9.4.2包过滤路由器407

9.4.3应用级网关的概念409

9.4.4防火墙的系统结构411

9.4.5防火墙报文过滤规则制定方法414

9.5入侵检测技术418

9.5.1入侵检测的基本概念418

9.5.2入侵检测的基本方法419

9.5.3蜜罐技术的基本概念421

9.6网络业务持续性规划技术421

9.6.1网络文件备份与恢复的重要性421

9.6.2业务持续性规划技术研究422

9.7恶意代码与网络防病毒技术423

9.7.1恶意代码的定义与演变过程423

9.7.2病毒的基本概念425

9.7.3蠕虫的基本概念426

9.7.4特洛伊木马的基本概念426

9.7.5垃圾邮件的基本概念427

9.7.6流氓软件的基本概念427

9.7.7网络防病毒软件的应用428

小结429

习题430

附录A词汇索引436

附录B参考答案445

附录C参考文献453