計算機網(wǎng)絡

前言

以因特網(wǎng)為標志的計算機網(wǎng)絡的發(fā)展，改變了人們的生活方式，引起了巨大的社會變革，而計算機網(wǎng)絡與通信技術的融合為人們展示了更寬廣的應用前景?；贗P技術的網(wǎng)絡互連與通信使其理論和技術研究面臨新的挑戰(zhàn)，各類層次的人才培養(yǎng)需求增大。本書緊緊抓住計算機網(wǎng)絡技術與通信的結合，以TCP／IP協(xié)議為基礎，深入淺出，全面系統(tǒng)地闡述計算機網(wǎng)絡所涉及的基本概念和基本內容。本書是國家精品課程“計算機通信與網(wǎng)絡”的配套教材，總結了筆者20多年來講授該課程的經(jīng)驗和體會，內容覆蓋了研究生入學考試“計算機學科專業(yè)基礎綜合考試”中的“計算機網(wǎng)絡”課程的大綱范圍，同時參照了教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會于2009年公布的《高等學校計算機科學與技術專業(yè)核心課程教學實施方案》。全書共分8章：第1章主要介紹計算機通信與網(wǎng)絡的基本概念和發(fā)展歷史；第2章側重介紹通信技術基礎，以及物理層的概念和功能；第3章介紹數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念和功能；第4章介紹局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)技術；第5章介紹網(wǎng)絡層與網(wǎng)絡互連技術，包括基本概念和路由協(xié)議；第6章傳輸層，重點講述TCP和UDP這兩種傳輸協(xié)議；第7章涉及應用層的基本內容，重點介紹常用的應用協(xié)議，如DNS、FTP、WWW和電子郵件等；第8章介紹網(wǎng)絡管理的內容與相關協(xié)議，以及網(wǎng)絡安全相關的知識等。本書由國家精品課程組楊庚、胡素君、章韻、葉曉國、程衛(wèi)青、李鵬、沈金龍、倪曉軍等編寫，由楊庚負責統(tǒng)稿。南京郵電大學教務處對本書的編寫給予了支持，清華大學史美林教授對書稿進行了認真、細致的審閱，本書中還弓I用了其他同行的工作成果，在此一并表示感謝。由于作者水平有限，書中難免存在疏漏與不妥之處，敬請廣大讀者批評指正。

內容概要

《計算機網(wǎng)絡》緊緊抓住計算機網(wǎng)絡技術與通信的結合，以TCP／IP協(xié)議為基礎，深入淺出，全面系統(tǒng)地闡述計算機網(wǎng)絡所涉及的基本概念和基本內容。《國家精品課程主講教材·計算機網(wǎng)絡》共分8章：第1章主要介紹計算機通信與網(wǎng)絡的基本概念和發(fā)展歷史；第2章側重介紹通信技術基礎，以及物理層的概念和功能；第3章介紹數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念和功能；第4章介紹局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)技術；第5章介紹網(wǎng)絡層與網(wǎng)絡互連技術，包括基本概念和路由協(xié)議；第6章傳輸層，重點講述TCP和UDP這兩種傳輸協(xié)議；第7章涉及應用層的基本內容，重點介紹常用的應用協(xié)議，如DNS、FTP、WWW和電子郵件等；第8章介紹網(wǎng)絡管理的內容與相關協(xié)議，以及網(wǎng)絡安全相關的知識等。

作者簡介

楊庚，男，1961年生，1994年加拿大拉瓦爾大學博士畢業(yè)，1996年加拿大蒙特利爾大學計算技術及其應用研究中心博士后出站，先后在加拿大ORTECH、南京Motorola軟件中心等工作，曾任南京郵電大學計算機學院院長，現(xiàn)為南京郵電大學科技處處長，博士生導師，IEEECS會員，中國計算機學會高級會員?！坝嬎銠C通信與網(wǎng)絡”國家精品課程負責人，南京郵電大學“信息安全”國家特色專業(yè)負責人，研究方向為計算機通信與網(wǎng)絡、信息安全、分布與移動計算等。

書籍目錄

第1章 概論1.1 計算機通信與網(wǎng)絡發(fā)展過程1.1.1 主要發(fā)展過程1.1.2 我國的網(wǎng)絡發(fā)展現(xiàn)狀1.2 計算機網(wǎng)絡基本概念1.2.1 計算機網(wǎng)絡的定義1.2.2 計算機網(wǎng)絡的組成1.3 網(wǎng)絡的類型及其特征1.3.1 根據(jù)網(wǎng)絡拓撲結構分類1.3.2 根據(jù)網(wǎng)絡覆蓋范圍分類1.3.3 根據(jù)網(wǎng)絡傳輸介質分類1.4 計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡體系結構1.4.1 通信協(xié)議與分層體系結構1.4.2 OSI／RM體系結構1.4.3 TCP／IP體系結構1.4.4 OSI／RM和TCP／IP體系結構的比較1.4.5 網(wǎng)絡通信標準化組織1.5 計算機網(wǎng)絡發(fā)展動態(tài)1.5.1 基于IPv6的下一代因特網(wǎng)1.5.2 軟交換技術1.5.3 信網(wǎng)絡和普適服務本章總結練習題第2章 物理層2.1 數(shù)據(jù)通信基礎2.1.1 信息、數(shù)據(jù)與信號2.1.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)2.1.3 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的技術指標2.2 傳輸介質2.2.1 雙絞線2.2.2 同軸電纜2.2.3 光纖2.2.4 無線的傳輸介質2.3 編碼與調制2.3.1 數(shù)字-數(shù)字編碼2.3.2 模擬-數(shù)字編碼2.3.3 數(shù)字-模擬調制2.3.4 模擬-模擬調制2.4 多路復用技術2.4.1 頻分復用2.4.2 時分復用2.4.3 碼分復用2.4.4 波分復用2.5 數(shù)據(jù)交換技術2.5.1 電路交換2.5.2 報文交換2.5.3 分組交換2.6 物理層設備與接口2.6.1 中繼器2.6.2 集線器2.6.3 物理層接口特性本章總結練習題第3章 數(shù)據(jù)鏈路層3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念3.1.1 數(shù)據(jù)電路和數(shù)據(jù)鏈路3.1.2 數(shù)據(jù)鏈路的結構3.1 -3數(shù)據(jù)鏈路層幀的構成3.1.4 數(shù)據(jù)鏈路層的功能3.2 數(shù)據(jù)的可靠傳輸與流量控制3.2.1 流量控制的作用3.2.2 停止－等待方式流量控制3.2.3 滑動窗口協(xié)議3.2.4 連續(xù)ARQ協(xié)議3.2.5 選擇ARQ協(xié)議3.3 差錯控制3.3.1 差錯控制的基本概念3.3.2 簡單的差錯控制編碼3.3.3 漢明碼及線性分組碼3.3.4 循環(huán)碼3.4 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議3.4.1 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議概述3.4.2 面向比特的傳輸控制規(guī)程3.4.3 Internet中的PPP協(xié)議本章總結練習題第4章 局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)4.1 局域網(wǎng)概述4.1.1 局域網(wǎng)的定義4.1.2 局域網(wǎng)的特點4.1.3 局域網(wǎng)的4個技術特性4.1.4 局域網(wǎng)的拓撲結構4.1.5 局域網(wǎng)的相關標準4.1.6 局域網(wǎng)的傳輸介質4.2 局域網(wǎng)信道的介質訪問控制4.2.1 介質訪問控制基本概念4.2.2 基于隨機訪問的介質訪問控制4.2.3 基于輪詢訪問的介質訪問控制4.3以太網(wǎng)技術4.3.1 以太網(wǎng)概述4.3.2 以太網(wǎng)工作原理4.4 以太網(wǎng)的MAC層4.4.1 MAC地址4.4.2 MAC幀格式4.4.3 CSMA／CD的工作過程4.4.4 以太網(wǎng)的信道利用率4.5 以太網(wǎng)的組網(wǎng)方式4.5.1 連接方式4.5.2以太網(wǎng)級聯(lián)與擴展4.6 高速以太網(wǎng)4.6.1 100BASE.T以太網(wǎng)4.6.2 千兆以太網(wǎng)4.6.3 以太網(wǎng)技術的發(fā)展4.7 虛擬局域網(wǎng)4.7.1 虛擬局域網(wǎng)的概念4.7.2 虛擬局域網(wǎng)標準4.8 無線局域網(wǎng)4.8.1 無線局域網(wǎng)概述4.8.2 802.11標準中的物理層4.8.3 802.11標準中的MAC層4.9 廣域網(wǎng)4.9.1 廣域網(wǎng)概述4.9.2 廣域網(wǎng)中的分組交換4.9.3 x.2 5分組交換網(wǎng)4.9.4 幀中繼4.9.5 異步傳送方式ATM本章總結練習題第5章 網(wǎng)絡層與網(wǎng)絡互連5.1 網(wǎng)絡層概述5.1.1 網(wǎng)絡層的功能5.1.2 路由選擇算法5.2 IPv45.2.1 分類的IP地址5.2.2 IP地址的分配與使用5.2.3 IP數(shù)據(jù)報5.2.4 因特網(wǎng)地址到物理地址的映射5.2.5 無連接的數(shù)據(jù)報傳送5.2.6 差錯與控制報文5.2.7 子網(wǎng)編址5.2.8 無編號的點對點網(wǎng)絡5.2.9 無分類編址與CIDR5.3 因特網(wǎng)的路由選擇協(xié)議5.3.1 自治系統(tǒng)與路由選擇協(xié)議分類5.3.2 內部網(wǎng)關協(xié)議RIP5.3.3 內部網(wǎng)關協(xié)議OSPF5.3.4 外部網(wǎng)關協(xié)議BGP5.4 IP組播5.4.1 IP組播基本概念5.4.2 IP組播地址和IP協(xié)議對組播的處理5.4.3 網(wǎng)際組管理協(xié)議5.4.4 組播轉發(fā)和路由選擇5.5 移動IP5.5.1 移動IP的概念5.5.2 移動IP的通信過程5.6 專用網(wǎng)絡與互連5.6.1 虛擬專用網(wǎng)VPN5.6.2 網(wǎng)絡地址轉換NAT5.7 下一代網(wǎng)際協(xié)議IOv65.7.1 IPv6的主要特點5.7.2 IPv6基本首部格式5.7.3 IPv6編址5.8 網(wǎng)絡互連設備5.8.1 互連設備分類5.8.2 路由器的組成和功能本章總結練習題第6章 傳輸層6.1 傳輸層提供的服務6.1.1 傳輸層的功能6.1.2 傳輸層編址和套接字6.1.3 無連接服務和面向連接服務6.2 UDP協(xié)議6.2.1 UDP概述6.2.2 UDP用戶數(shù)據(jù)報格式6.2.3 UDP實例6.3 TCP協(xié)議6.3.1 TCP概述6.3.2 TCP報文段格式6.3.3 TCP連接管理6.3.4 TCP可靠傳輸6.3.5 TCP流量控制6.3.6 TCP擁塞控制6.3.7 TCP實例本章總結練習題第7章 應用層7.1 應用層協(xié)議與網(wǎng)絡應用模式7.1.1 應用層協(xié)議7.1.2 網(wǎng)絡應用模式7.2 域名系統(tǒng)7.2.1 域名系統(tǒng)概念7.2.2 域名結構7.2.3 域名解析服務7.3 遠程登錄7.4 文件傳輸協(xié)議7.4.1 文件傳輸協(xié)議7.4.2 簡單文件傳輸協(xié)議7.5 引導程序協(xié)議與動態(tài)主機配置協(xié)議7.5.1 引導程序協(xié)議7.5.2 動態(tài)主機配置協(xié)議7.6 電子郵件系統(tǒng)與SMTP7.6.1 電子郵件系統(tǒng)的組成7.6.2 簡單郵件傳輸協(xié)議SMTP7.6.3 POP3和IMAP47.6.4 MIME7.7 萬維網(wǎng)與HTIIP7.7.1 超文本傳輸協(xié)議7.7.2 超文本標記語言7.8 網(wǎng)絡電話技術及其應用7.8.1 網(wǎng)絡電話的基本分類7.8.2 網(wǎng)絡電話系統(tǒng)的組成7.8.3 網(wǎng)絡電話應用的關鍵技術本章總結練習題第8章 網(wǎng)絡管理和網(wǎng)絡安全8.1 網(wǎng)絡管理的基本概念8.1.1 網(wǎng)絡管理的發(fā)展及邏輯結構8.1.2 網(wǎng)絡管理標準化8.2 網(wǎng)絡管理的主要功能8.3 網(wǎng)絡管理協(xié)議8.3.1 公共管理信息協(xié)議8.3.2 簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議8.4 網(wǎng)絡安全概述8.4.1 網(wǎng)絡安全的目標8.4.2 安全服務與安全機制8.5 數(shù)據(jù)加密技術8.5.1 對稱密鑰密碼技術8.5.2 非對稱密鑰密碼技術8.6 用戶身份認證8.6.1 基于共享密鑰的用戶認證協(xié)議8.6.2 基于公開密鑰算法的用戶認證協(xié)議8.6.3 基于密鑰分發(fā)中心的用戶認證協(xié)議8.6.4 數(shù)字簽名8.6.5 報文摘要8.7 訪問控制8.7.1 訪問控制基本原理8.7.2 防火墻技術8.8 虛擬專用網(wǎng)8.9 高層安全本章總結練習題縮略語參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：China PAC由國家骨干網(wǎng)和各?。ㄖ陛犑小⒆灾螀^(qū)）的省內網(wǎng)組成。目前骨干網(wǎng)之間覆蓋所有省會城市，省內網(wǎng)覆蓋到有業(yè)務要求的所有城市和發(fā)達鄉(xiāng)鎮(zhèn)。通過和電話網(wǎng)的互連，China PAC可以覆蓋到電話網(wǎng)通達到的所有地區(qū)。China PAC設有一級交換中心和二級交換中心，一級交換中心之間采用不完全網(wǎng)狀結構，一級交換中心到所屬二級交換中心之間采用星狀結構。China DDN由于協(xié)議簡單，速率較高，這幾年在我國得到迅速發(fā)展。1994年開始組建China DDN一級干線網(wǎng)，目前一級干線網(wǎng)已通達所有省會城市，各省、直轄市、自治區(qū)都在積極建設經(jīng)營.DDN網(wǎng)，至1996年底，China DDN已經(jīng)覆蓋2100個縣以上城市，發(fā)達地區(qū)已覆蓋鄉(xiāng)鎮(zhèn)，端口總數(shù)達18萬個。China FRN是我國第一個將向公眾提供服務的寬帶數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡，China FRN主要提供64 Kbps以上的中高速數(shù)據(jù)通信服務。在因特網(wǎng)建設方面，我國的發(fā)展歷史分為以下3個階段。（1）第一階段：1986-1994年，這個階段主要是通過中科院高能物理研究所的網(wǎng)絡線路，實現(xiàn)了與歐洲及北美地區(qū)的.E-mail通信。中國科技界從1986年開始使用Internet。1990年開始，國內的北京市計算機應用研究所、中科院高能物理研究所、信息產(chǎn)業(yè)部華北計算所、電子部石家莊第54研究所等科研單位，先后將自己的計算機以X.28或X.25與China PAC相連接。

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