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第1章 概述1

1.1 计算机网络在信息时代中的作用1

1.2 因特网概述3

1.2.1 网络的网络3

1.2.2 因特网发展的三个阶段4

1.2.3 因特网的标准化工作7

1.3 因特网的组成8

1.3.1 因特网的边缘部分8

1.3.2 因特网的核心部分10

1.4 计算机网络的定义与分类15

1.4.1 计算机网络的定义15

1.4.2 计算机网络的分类15

1.5 计算机网络的主要性能指标16

1.6 计算机网络体系结构20

1.6.1 网络协议20

1.6.2 层次模型与计算机网络体系结构21

1.6.3 具有五层协议的原理体系结构23

1.6.4 实体、协议和服务26

1.6.5 TCP/IP的体系结构27

1.7 计算机网络在我国的发展27

1.8 两个重要的新兴网络技术28

1.8.1 云计算29

1.8.2 物联网30

本章的重要概念31

习题31

第2章 物理层33

2.1 物理层的基本概念33

2.2 数据通信的基础知识34

2.2.1 数据通信系统的模型34

2.2.2 编码与调制35

2.2.3 信道的极限容量36

2.2.4 传输方式38

2.3 物理层下面的传输媒体39

2.3.1 导引型传输媒体40

2.3.2 非导引型传输媒体43

2.4 信道复用技术45

2.4.1 频分复用、时分复用和统计时分复用46

2.4.2 波分复用48

2.4.3 码分复用48

2.5 数字传输系统50

2.5.1 PCM速率体制50

2.5.2 SONET/SDH51

2.5.3 光网络52

2.6 互联网接入技术53

2.6.1 电话网拨号接入53

2.6.2 数字用户线接入53

2.6.3 光纤同轴混合网接入56

2.6.4 光纤接入57

2.6.5 以太网接入58

2.6.6 无线接入58

本章的重要概念59

习题60

第3章 数据链路层62

3.1 使用点对点信道的数据链路层62

3.1.1 数据链路层所处的地位62

3.1.2 数据链路和帧63

3.1.3 封装成帧64

3.1.4 差错检测67

3.1.5 可靠传输69

3.2 点对点协议PPP75

3.2.1 PPP的特点76

3.2.2 PPP的组成76

3.2.3 PPP的帧格式77

3.2.4 PPP的工作状态78

3.3 使用广播信道的数据链路层79

3.3.1 媒体接入控制79

3.3.2 局域网80

3.4 共享式以太网84

3.4.1 CSMA/CD协议84

3.4.2 共享式以太网的信道利用率88

3.4.3 使用集线器的星形拓扑89

3.4.4 以太网的帧格式90

3.5 网桥和以太网交换机92

3.5.1 在物理层扩展以太网92

3.5.2 在数据链路层扩展以太网93

3.5.3 以太网交换机98

3.5.4 虚拟局域网VLAN99

3.6 以太网的演进101

3.6.1 100BASE-T以太网101

3.6.2 吉比特以太网102

3.6.3 10吉比特和100吉比特以太网103

3.6.4 使用以太网进行宽带接入104

3.7 无线局域网105

3.7.1 无线局域网的组成105

3.7.2 802.11局域网的物理层109

3.7.3 802.11局域网的MAC协议109

3.7.4 802.11局域网的MAC帧113

3.7.5 其他无线计算机网络115

本章的重要概念116

习题118

第4章 网络层与网络互连121

4.1 网络层概述121

4.1.1 分组转发和路由选择121

4.1.2 网络层提供的两种服务122

4.1.3 虚电路网络124

4.2 网际协议IP125

4.2.1 异构网络互连126

4.2.2 IP地址及编址方式128

4.2.3 IP地址与物理地址134

4.2.4 地址解析协议ARP136

4.2.5 IP数据报的格式139

4.2.6 IP数据报的转发143

4.3 网际控制报文协议ICMP147

4.3.1 ICMP报文的种类147

4.3.2 ICMP的应用举例149

4.4 因特网的路由选择协议151

4.4.1 有关路由选择协议的几个基本概念151

4.4.2 内部网关协议RIP153

4.4.3 内部网关协议OSPF156

4.4.4 外部网关协议BGP159

4.5 路由器的工作原理162

4.5.1 路由器的构成162

4.5.2 路由器与交换机的比较165

4.5.3 三层交换机166

4.6 VPN与NAT167

4.6.1 虚拟专用网VPN167

4.6.2 网络地址转换NAT169

4.7 IP多播171

4.7.1 IP多播的基本概念171

4.7.2 在局域网上进行硬件多播173

4.7.3 IP多播需要两种协议173

4.7.4 网际组管理协议IGMP175

4.7.5 多播路由选择协议176

4.8 移动IP179

4.8.1 移动性对网络应用的影响179

4.8.2 移动IP的工作原理180

4.8.3 移动IP的标准182

4.8.4 蜂窝移动通信网中的移动性管理182

4.9 下一代的网际协议IPv6183

4.9.1 解决IP地址耗尽的根本措施183

4.9.2 IPv6的基本首部183

4.9.3 IPv6的编址185

4.9.4 从IPv4向IPv6过渡187

4.9.5 ICMPv6188

4.10 多协议标签交换MPLS189

本章的重要概念191

习题194

第5章 运输层199

5.1 运输层协议概述199

5.1.1 进程之间的通信199

5.1.2 因特网的运输层协议201

5.1.3 运输层的复用与分用202

5.2 用户数据报协议UDP203

5.2.1 UDP概述203

5.2.2 UDP的首部格式204

5.3 传输控制协议TCP205

5.3.1 TCP的主要特点205

5.3.2 TCP报文段结构207

5.3.3 TCP的可靠传输209

5.3.4 TCP的流量控制215

5.3.5 TCP的连接管理217

5.4 拥塞控制220

5.4.1 拥塞的原因与危害221

5.4.2 拥塞控制的基本方法222

5.4.3 TCP的拥塞控制223

本章的重要概念227

习题229

第6章 网络应用232

6.1 应用层概述232

6.1.1 网络应用程序体系结构232

6.1.2 应用层协议234

6.1.3 选择运输层协议235

6.2 域名系统DNS235

6.2.1 域名系统概述236

6.2.2 因特网的域名结构237

6.2.3 域名服务器238

6.2.4 域名解析的过程240

6.3 万维网WWW241

6.3.1 万维网概述241

6.3.2 统一资源定位符URL243

6.3.3 超文本传送协议HTTP244

6.3.4 万维网的文档250

6.3.5 移动Web253

6.3.6 万维网搜索引擎254

6.3.7 博客与微博256

6.4 电子邮件258

6.4.1 电子邮件系统的组成258

6.4.2 简单邮件传送协议SMTP260

6.4.3 电子邮件的信息格式261

6.4.4 邮件读取协议POP3和IMAP262

6.4.5 基于万维网的电子邮件263

6.4.6 通用因特网邮件扩展MIME264

6.5 文件传送协议FTP267

6.6 远程终端协议TELNET269

6.7 动态主机配置协议DHCP270

6.8 P2P文件共享271

6.8.1 P2P文件分发272

6.8.2 在 P2P对等方中搜索对象273

6.8.3 案例：BitTorrent275

6.9 多媒体网络应用276

6.9.1 实时多媒体数据传输中的问题277

6.9.2 实时运输协议RTP279

6.9.3 流式存储音频／视频280

6.9.4 流式实况音频／视频282

6.9.5 实时交互音频／视频283

6.10 网络应用编程接口285

6.10.1 TCP套接字编程286

6.10.2 一个简单的代码实例287

本章的重要概念289

习题291

第7章 网络安全294

7.1 网络安全概述294

7.1.1 安全威胁294

7.1.2 安全服务296

7.2 机密性与密码学296

7.2.1 对称密钥密码体制297

7.2.2 公钥密码体制298

7.3 完整性与鉴别299

7.3.1 报文摘要和报文鉴别码299

7.3.2 数字签名301

7.3.3 实体鉴别302

7.4 密钥分发与公钥认证303

7.4.1 对称密钥的分发303

7.4.2 公钥的签发与认证304

7.5 访问控制304

7.5.1 访问控制的基本概念305

7.5.2 访问控制策略306

7.6 网络各层的安全实例307

7.6.1 物理层实例：信道加密机307

7.6.2 数据链路层实例：802.11i308

7.6.3 网络层实例：IPsec310

7.6.4 运输层实例：SSL/TLS312

7.6.5 应用层实例：PGP314

7.7 系统安全：防火墙与入侵检测系统315

7.7.1 防火墙315

7.7.2 入侵检测系统317

7.8 网络攻击及其防范318

7.8.1 网络扫描318

7.8.2 网络监听319

7.8.3 拒绝服务攻击320

本章的重要概念322

习题324

附录A最短路径算法——Dijkstra算法326

附录B配套实验建议328

附录C英文缩写词334

附录D参考书目340