數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)

前言

　　面向21世紀課程教材《數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)》自出版以來已被許多學(xué)校選作教材，還被采納為同等學(xué)歷申請碩士學(xué)位計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科綜合水平全國統(tǒng)一考試第一本指定參考書，并獲2002年全國普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材一等獎。但是，通信技術(shù)與計算機技術(shù)是當代飛速發(fā)展并獲得廣泛應(yīng)用的學(xué)科，數(shù)據(jù)通信和計算機網(wǎng)絡(luò)更是日新月異。這幾年中計算機網(wǎng)絡(luò)又有了持續(xù)飛速的發(fā)展，并且涌現(xiàn)了許多新的進展和成果。為了能盡可能向教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化的方向努力，并理論聯(lián)系實際，使得讀者可以獲得更好的學(xué)以致用的效果，我們及時對原書進行了全面修訂，使第二版能盡快與讀者見面。　　本教材的編寫仍是立足于培養(yǎng)21世紀人才的需要，遵循優(yōu)化結(jié)構(gòu)、精選內(nèi)容、突出重點和提高質(zhì)量的指導(dǎo)思想，著重講清基本概念和原理，希望讀者在掌握這些知識和方法的基礎(chǔ)上，能獲得舉一反三的效果?！稊?shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)（第2版）》在原有教材《數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)》的基礎(chǔ)上進行修訂，雖然重點仍在數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論和技術(shù)，但簡縮或刪除相對陳舊的內(nèi)容，增加對最近涌現(xiàn)出來的通信和網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的介紹，編排的結(jié)構(gòu)也做了較大的調(diào)整。修訂的主要內(nèi)容有：　?。?）簡縮或刪除相對陳舊或國內(nèi)當前很少使用的內(nèi)容，如：交換多兆位數(shù)字服務(wù)、面向字符的同步規(guī)程、面向字節(jié)計數(shù)的同步規(guī)程、令牌總線局域網(wǎng)、DQDB、100VG－Anylan和光纖分布式數(shù)字接口（FDDI）等?！　。?）增加或強化對最近涌現(xiàn)出來的通信和網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的介紹，包括一些目前廣泛使用或有廣泛發(fā)展與應(yīng)用前景的內(nèi)容，如：PPP、虛擬局域網(wǎng)（VLAN）、萬兆以太網(wǎng)、光纖網(wǎng)絡(luò)、高速交換技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)、組播、IPv6、XML、病毒與防范、多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和服務(wù)質(zhì)量（QoS）等?！　。?）結(jié)構(gòu)上大的調(diào)整包括新增加了三章，即《數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)（第2版）》第六章無線網(wǎng)絡(luò)、第十一章多媒體網(wǎng)絡(luò)以及第十二章服務(wù)質(zhì)量控制。另外，原書第五章網(wǎng)絡(luò)層以及第六章網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的主要內(nèi)容歸并入《數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)（第2版）》第七章網(wǎng)絡(luò)層中，原書第八章運輸層以及第九章InterneI／Intranet原理和應(yīng)用簡介的主要內(nèi)容歸并入《數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)（第2版）》第九章高層應(yīng)用中?！　∑渌麅?nèi)容上的增刪、修改和調(diào)整幾乎到處都有，大體來說修訂部分超過了全書的l／3。作為教材，在每章后面仍附有練習(xí)題，且都比原第一版有所增加，以使讀者有更大的選擇余地。書后附錄中列出的主要參考書籍大都為2000年以后出版的，并且是目前國內(nèi)書市中可以買到的。由于我們還打算修訂配套的《數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)習(xí)題解答與實驗指南》，所以不在《數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)（第2版）》中給出實驗指南。

內(nèi)容概要

　　《數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)》自2000年出版以來已被許多學(xué)校采用為教材，并獲2002年全國普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材一等獎。新版教材的編寫重點雖然仍在數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論和技術(shù)，但簡縮或刪除了相對陳舊的內(nèi)容，增加了對通信和網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的介紹，如PPP、虛擬局域網(wǎng)（VLAN）、萬兆以太網(wǎng)、光纖網(wǎng)絡(luò)、高速交換技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)、組播、IPv6、XML、病毒與防范、多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和服務(wù)質(zhì)量（QoS）等。編排的結(jié)構(gòu)也做了較大的調(diào)整，新增加了無線網(wǎng)絡(luò)、多媒體網(wǎng)絡(luò)以及服務(wù)質(zhì)量控制三章。其他內(nèi)容上的增刪、修改和調(diào)整幾乎遍及全書，大體來說修訂部分超過了全書的1／3。每章后面附有練習(xí)題，且都比第一版有所增加，以使讀者有更大的選擇余地，幫助讀者既復(fù)習(xí)該章的重要內(nèi)容，又能運用所學(xué)的知識去解決實際的問題。書后參考文獻中列出的書籍大都為2000年以后出版，并且是目前國內(nèi)書市中可以買到的?！稊?shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)》既可作為高等學(xué)校計算機網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信課程的教材，亦可供從事該領(lǐng)域設(shè)計或應(yīng)用的人員學(xué)習(xí)參考。《數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)》配有教學(xué)輔導(dǎo)書、電子教案、教學(xué)網(wǎng)站。有關(guān)教學(xué)輔助材料可由高等教育出版社高等理工教學(xué)

書籍目錄

第一章 概述1.1 什么是計算機網(wǎng)絡(luò)1.1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的演變1.1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的定義1.1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向1.1.4 計算機網(wǎng)絡(luò)的功能1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)1.2.1 層次模型1.2.2 開放系統(tǒng)互聯(lián)基本參考模型1.2.3 Internet絡(luò)參考模型1.2.4 網(wǎng)絡(luò)通信標準化組織1.3 Internet的發(fā)展及其應(yīng)用1.3.1 Internet的發(fā)展過程1.3.2 Internet的主要功能1.3.3 Internet的工作原理1.4 計算機網(wǎng)絡(luò)的分類1.4.1 按拓撲構(gòu)形分類1.4.2 按地理范圍分類1.4.3 其他分類練習(xí)題第二章 物理層與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.1 數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識2.1.1 通信系統(tǒng)模型2.1.2 帶寬與傅里葉分析2.1.3 信道的最大數(shù)據(jù)速率2.2 物理傳輸媒體2.2.1 雙絞線2.2.2 同軸電纜2.2.3 光纖2.2.4 無線傳輸媒體2.2.5 衛(wèi)星通信2.3 傳輸技術(shù)2.3.1 模擬傳輸與數(shù)字傳輸2.3.2 數(shù)字調(diào)制技術(shù)2.3.3 脈碼調(diào)制2.3.4 多路復(fù)用2.3.5 數(shù)字信號的編碼方法2.4 物理層接口標準舉例2.4.1 EIA－RS－232C2.4.2 RS－422、RS－423和RS－4492.4.3 CCITTX.2 1練習(xí)題第三章 數(shù)據(jù)鏈路層3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的功能3.1.1 幀同步3.1.2 差錯控制3.1.3 流量控制3.1.4 鏈路管理3.2 差錯檢測與校正3.2.1 傳輸差錯的特性1.2.2 常用的簡單差錯控制編碼3.2.3 海明碼3.2.4 循環(huán)冗余碼3.3 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議3.3.1 停等協(xié)議3.3.2 順序接收的管道協(xié)議3.3.1 選擇重傳協(xié)議3.4 協(xié)議描述與驗證3.4.1 有限狀態(tài)機模型3.4.2 Petri網(wǎng)3.4.3 其他協(xié)議描述語言3.5 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議舉例3.5.1 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的分類3.5.2 HDLC和PPP3.5.1 幀中繼練習(xí)題第四章 局域網(wǎng)4.1 局域網(wǎng)概述4.1.1 什么是局域網(wǎng)4.1.2 局域網(wǎng)拓撲4.1.3 結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)4.2 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)4.2.1 局域網(wǎng)參考模型4.2.2 邏輯鏈路控制子層LLC4.2.3 媒體訪問控制子層MAC4.2.4 網(wǎng)卡4.2.5 LAN地址4.3 令牌環(huán)訪問控制和IEEE802.5 標準4.3.1 令牌環(huán)概述4.3.2 令牌環(huán)媒體訪問控制協(xié)議4.3.3 IEEE802.5 標準4.4 CSMA／CD和IEEE802.3 標準4.4.1 ALOHA4.4.2 CSMA4.4.3 CSMA／CD4.4.4 二進制指數(shù)退避算法4.4.5 以太網(wǎng)幀格式4.4.6 IEEE802.3 標準4.5 局域網(wǎng)性能4.5.1 局域網(wǎng)性能分析概述4.5.2 局域網(wǎng)性能分析4.5.3 以太網(wǎng)和令牌傳遞的比較4.6 局域網(wǎng)互聯(lián)4.6.1 網(wǎng)橋4.6.2 局域網(wǎng)交換機4.6.3 虛擬局域網(wǎng)練習(xí)題第五章 高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)5.1 高速以太網(wǎng)5.1.1 100BaseT5.1.2 全雙工以太網(wǎng)5.1.3 千兆以太網(wǎng)5.1.4 10Gb／s以太網(wǎng)5.2 ATM5.2.1 ATM概述5.2.2 信元5.2.3 ATM適配層5.2.4 ATM的物理層5.2.5 局域網(wǎng)仿真5.3 光纖網(wǎng)絡(luò)5.3.1 光鏈路5.3.2 波分復(fù)用系統(tǒng)5.3.3 光網(wǎng)絡(luò)5.4 交換機5.4.1 轉(zhuǎn)發(fā)表查詢5.4.2 緩沖區(qū)的設(shè)計5.4.2 CROSSBAR交換5.4.3 共享媒體交換5.4.4 自路由交換練習(xí)題第六章 無線網(wǎng)絡(luò)6.1 無線網(wǎng)絡(luò)概述6.1.1 無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用6.1.2 無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展6.1.3 無線信道接入方法和多址技術(shù)6.1.4 無線網(wǎng)絡(luò)拓撲6.2 無線蜂窩系統(tǒng)6.2.1 蜂窩概念6.2.2 蜂窩拓撲結(jié)構(gòu)6.2.3 CDMA系統(tǒng)6.3 移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)6.3.1 移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)分類6.3.2 CDPD6.3.3 GPRS6.3.4 3G技術(shù)6.3.5 移動應(yīng)用協(xié)議6.4 無線局域網(wǎng)（wLAN）6.4.1 wLAN概述6.4.2 wLAN的應(yīng)用和優(yōu)勢6.4.3 wLAN的基本技術(shù)6.4.4 wLAN標準：IEEE8026.4.5 wLAN展望6.5 其他無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)6.5.1 無線ATM6.5.2 HiperLAN6.5.3 藍牙（Bluetooth）6.5.4 HomeRF練習(xí)題第七章 網(wǎng)絡(luò)層7.1 通信子網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)7.1.1 通信子網(wǎng)的內(nèi)部操作7.1.2 網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)7.2 路由選擇7.2.1 路由的特征和要素7.2.2 最佳路由算法7.2.3 靜態(tài)路由方式7.2.4 動態(tài)路由方式7.2.5 層次路由、策略路由和自治系統(tǒng)7.3 路由協(xié)議7.3.1 路由信息協(xié)議RIP7.3.2 開放最短路由優(yōu)先協(xié)議OSPF7.3.3 邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議BGF7.4 IP協(xié)議7.4.1 IP地址7.4.2 IP子網(wǎng)和IP轉(zhuǎn)發(fā)7.4.3 IP協(xié)議格式7.4.4 其他網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議7.4.5 移動IP7.5 IP組播7.5.1 組播組和組播地址7.5.2 組管理協(xié)議：IGMP7.5.3 組播路由協(xié)議7.5.4 組播應(yīng)用和發(fā)展7.6 下一代IP：IPv67.6.1 IPv6特性7.6.2 IPv6協(xié)議基本頭部7.6.3 IPv6地址7.6.4 IPv6協(xié)議擴展頭部7.6.5 從IPv4向IPv6過渡練習(xí)題第八章 運輸層8.1 運輸服務(wù)和服務(wù)質(zhì)量8.1.1 運輸服務(wù)8.1.2 服務(wù)質(zhì)量8.2 運輸協(xié)議機制8.2.1 尋址8.2.2 A型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)上的運輸協(xié)議8.2.3 B型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)上的運輸協(xié)議8.2.4 C型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)上的運輸協(xié)議8.3 TCP協(xié)議8.3.1 TCF.服務(wù)8.3.2 TCP協(xié)議8.3.3 TCP連接管理8.3.4 TCP流量控制8.3.5 TCP擁塞控制8.3.6 TCP計時器8.3.7 UDP協(xié)議8.4 Socket編程8.4.1 Socket接口概念8.4.2 Socket編程模型8.4.3 UnixSocket編程8.4.4 winSoek編程練習(xí)題第九章 高層應(yīng)用9.1 域名服務(wù)DNS9.1.1 主機名和域名9.1.2 域名注冊和管理9.1.3 域名解析服務(wù)9.1.4 Internet域名和URL9.2 萬維網(wǎng)wwW9.2.1 WWW服務(wù)模型9.2.2 超文本傳輸協(xié)議（HTTP）9.2.1 超文本標記語言（HTML）9.2.4 表單（Form）和公共網(wǎng)關(guān)接口（CGI）9.2.5 XML9.3 其他主要的應(yīng)用協(xié)議9.3.1 電子郵件E－mail9.3.2 文件傳輸協(xié)議FTP9.3.3 遠程登錄Telnet9.4 遠程過程調(diào)用RPC9.4.1 RPC基本操作9.4.2 RPC實例9.5 對象化程序設(shè)計語言9.5.1 Java特性9.5.2 Java程序設(shè)計9.5.3 小程序（Applet）設(shè)計和實現(xiàn)9.5.4 一個簡單的客戶機／服務(wù)器程序練習(xí)題第十章 網(wǎng)絡(luò)管理與信息安全10.1 網(wǎng)絡(luò)管理基礎(chǔ)1O.1.1 網(wǎng)絡(luò)管理的功能10.1.2 簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP10.1.3 其他網(wǎng)絡(luò)管理有關(guān)的標準10.1.4 網(wǎng)絡(luò)管理的其他問題10.2 網(wǎng)絡(luò)信息安全概述10.2.1 網(wǎng)絡(luò)安全隱患與對策10.2.2 病毒與防范10.3 數(shù)據(jù)加密算法10.3.1 數(shù)據(jù)加密的一般原理10.3.2 對稱密鑰算法10.3.3 公開密鑰算法10.4 常用網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)舉例10.4.1 身份鑒別10.4.2 數(shù)字簽名10.4.3 數(shù)字證書10.4.4 防火墻10.4.5 Web的安全性技術(shù)——SSL練習(xí)題第十一章 多媒體網(wǎng)絡(luò)11.1 多媒體網(wǎng)絡(luò)概述11.1.1 網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用11.1.2 網(wǎng)絡(luò)多媒體的特性11.2 多媒體壓縮11.2.1 數(shù)字化11.2.2 數(shù)據(jù)壓縮11.2.3 音頻編碼11.2.4 視頻編碼11.3 RTP協(xié)議11.3.1 RTP概述11.3.2 RTP分組頭部格式11.3.3 R.rcP11.4 會話控制11.4.1 SIP11.4.2 H.3 2311.5 流媒體技術(shù)11.5.1 流媒體概述11.5.2 RTSP協(xié)議練習(xí)題第十二章 服務(wù)質(zhì)量控制QoS12.1 QoS概述12.1.1 實時和非實時應(yīng)用12.1.2 QoS的定義12.1.3 QoS模型和QoS機制12.2 調(diào)度策略和隊列管理12.2.1 調(diào)度策略概述12.2.2 FIFO12.2.3 優(yōu)先級隊列12.2.4 輪轉(zhuǎn)調(diào)度12.2.5 公平隊列12.2.6 主動隊列管理12.3 擁塞控制12.3.1 擁塞控制概述12.3.2 開環(huán)控制12.3.3 閉環(huán)控制12.4 集成服務(wù)12.4.1 體系結(jié)構(gòu)12.4.2 服務(wù)類型12.4.3 RSVP12.5 區(qū)分服務(wù)12.5.1 區(qū)分服務(wù)概述12.5.2 負載調(diào)節(jié)12.5.3 PHB練習(xí)題主要參考文獻

章節(jié)摘錄

　　航空公司在世界上的主要城市都設(shè)有售票點，各地的售票員應(yīng)能在旅客在場的情況下了解顧客所要求的航班的機座情況，這樣售出的機票才不會沖突。當旅客不能直達目的地時，還需要及時了解其他航空公司的信息以安排轉(zhuǎn)機。航空公司還可能需要安排到達和離開機場的地面交通、轉(zhuǎn)機旅客的旅館和貨運的調(diào)度。為了航班的正確運行，必須隨時掌握氣象情況、飛機燃料及其他用品的供應(yīng)、機組人員的搭配和維護日程的安排。當某目標機場因氣象原因而關(guān)閉時，必須及時通知機長改變降落地點并通知機場做好相應(yīng)準備。航空公司可能還需要及時了解客流、計算盈虧、掌握營業(yè)情況，以確定增減航班及調(diào)整飛機的大小。所有這一切都需要有遠程快速和精確的信息收集、傳遞、處理和控制，離開了計算機網(wǎng)絡(luò)是難以完成的。　　如前所述，計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用已經(jīng)深入到社會的各個方面。這里還可以舉出許多例子。比如說，通過政府上網(wǎng)或者說政府門戶網(wǎng)站的建設(shè)不但可以將許多政務(wù)信息、政策法規(guī)、辦事制度通過網(wǎng)絡(luò)更快更廣泛地向民眾宣傳，向民眾公開；也可以更及時地獲得民眾的反饋意見，進一步縮短政府和民眾間的距離。而且，通過政府內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)政務(wù)辦公自動化，逐步向無紙辦公的方向發(fā)展，也可大大提高政府部門的辦事效率。兩者結(jié)合就可進一步推動網(wǎng)上辦事，以便更好更有效地為人民服務(wù)。又如，社會保障網(wǎng)絡(luò)的建立，將有利于住房公積金、養(yǎng)老保險金以及醫(yī)療保險金等的統(tǒng)一管理、使用與監(jiān)控，進一步完善我國的社會保障體系。網(wǎng)絡(luò)的普及與應(yīng)用也會對每個人的日常生活甚至于娛樂方式產(chǎn)生很大影響，這方面最吸引入的莫過于網(wǎng)上視頻點播（VideoOnDemand，VOD），一旦這項應(yīng)用服務(wù)得以逐步實現(xiàn)并普及，人們就不再需要按照電視臺安排的時間和節(jié)目表收看電視節(jié)目了，而可以按照個人的愛好，自己安排時間隨時點播在大量影視數(shù)據(jù)庫中存有的節(jié)目。新的電影或電視節(jié)目還可能是交互式的，觀眾可以在某一時刻通過網(wǎng)絡(luò)選擇故事情節(jié)的發(fā)展方向，以使得其結(jié)局成為悲劇或喜劇，或者留下一個懸念。通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的B2B（BusinesstoBusiness）的電子商務(wù)將加速商品和資金的流通，提高企業(yè)運作效率并降低成本；而B2C（.BusinesstoCustom）的電子商務(wù)已經(jīng)開始出現(xiàn)并將為越來越多的人接受作為一種新的消費模式。

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