計算機網(wǎng)絡

前言

　  第1章 引  言　  在過去的三個世紀中，每個世紀都有一種占主導地位的新技術。l8世紀伴隨著工業(yè)革命到來的是偉大的機械系統(tǒng)時代；19世紀是蒸汽機時代；在20世紀的發(fā)展歷程中，關鍵的技術是信息收集、處理和分發(fā)。同時我們還看到其他方面的發(fā)展，遍布全球的電話網(wǎng)絡建設、無線電廣播和電視的發(fā)明，計算機工業(yè)的誕生及其超乎想象的增長速度，通信衛(wèi)星發(fā)射上天，當然還有Intemet?！? 技術的快速發(fā)展使得這些領域在21世紀正在迅速地融合，信息收集、傳輸、存儲和處理之間的差別正在快速消失。對于具有數(shù)百個辦公室的大型組織來說，盡管這些辦公室分布在廣闊的地理區(qū)域，但工作人員有望通過一個按鈕就能查看到最遠分部的當前狀態(tài)。隨著信息收集、處理和分發(fā)能力的不斷提高，人們對于更加復雜的信息處理技術的需求增長得更快。　  與其他工業(yè)相比(例如汽車業(yè)和航空運輸業(yè))，計算機工業(yè)還非常年輕；盡管如此，計算機技術卻在很短的時間內(nèi)有了驚人的發(fā)展。在計算機誕生之初的20年間，計算機系統(tǒng)高度集中，通常被放置于一個很大的房間中。一般來說，這個房間配有透明玻璃墻，供參觀的人欣賞房問里這個偉大的電子奇跡。中等規(guī)模的公司或者大學可能會有一兩臺計算機，即使超大型的研究機構也最多只有幾十臺計算機。要在40年內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn)出數(shù)十億臺功能更強但體積比郵票還小的計算機，在當時的人們看來純屬科學幻想?！? ……

內(nèi)容概要

　　本書是國內(nèi)外使用最廣泛、最權威的計算機網(wǎng)絡經(jīng)典教材。全書按照網(wǎng)絡協(xié)議模型自下而上（物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、介質(zhì)訪問控制層、網(wǎng)絡層、傳輸層和應用層）有系統(tǒng)地介紹了計算機網(wǎng)絡的基本原理，并結合Internet給出了大量的協(xié)議實例。在講述網(wǎng)絡各層次內(nèi)容的同時，還與時俱進地引入了最新的網(wǎng)絡技術，包括無線網(wǎng)絡、3G蜂窩網(wǎng)絡、RFID與傳感器網(wǎng)絡、內(nèi)容分發(fā)與P2P網(wǎng)絡、流媒體傳輸與IP語音，以及延遲容忍網(wǎng)絡等。另外，本書針對當前網(wǎng)絡應用中日益突出的安全問題，用了一整章的篇幅對計算機網(wǎng)絡的安全性進行了深入討論，而且把相關內(nèi)容與最新網(wǎng)絡技術結合起來闡述。
　　本書的適用對象非常廣泛。由于本書的重點立足于計算機網(wǎng)絡的基本原理，同時兼顧了Internet體系結構與TCP/IP協(xié)議等內(nèi)容，因此對于學習計算機網(wǎng)絡課程的本科生和研究生，本書都是絕佳的教材或教學參考書。本書每章后面給出了大量練習題，有助于教師根據(jù)教學目的酌情安排課后練習。此外，本書對于從事網(wǎng)絡相關技術研究和網(wǎng)絡應用開發(fā)的廣大科研工作者也具有重要的參考價值。

作者簡介

　　Andrew
S．Tanenbaum獲得過美國麻省理工學院的理學學士學位和加利福尼亞大學伯克利分校的哲學博士學位，目前是荷蘭阿姆斯特丹Vrije大學的計算機科學系的教授，并領導著一個計算機系統(tǒng)的研究小組。同時，他還是一家計算與圖象處理學院的院長，這是由幾家大學合作成立的研究生院。盡管社會工作很多，但他并沒有中斷學術研究。多年來，他在編譯技術、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡及局域分布式系統(tǒng)方面進行了大量的研究工作。目前的主要研究方向是設計規(guī)模達數(shù)百萬用戶的廣域分布式系統(tǒng)。在進行這些研究項目的基礎上，他在各種學術雜志及會議上發(fā)表了70多篇論文。他同時還是5本計算機專著的作者。　　
　　Tanenbaum教授還開發(fā)了大量的軟件。他是Amsterdan編譯器的原理設計師，這是一個被廣泛使用的；用來編寫可移植編譯器的工具箱。他領導編寫的MINIX，是一個用于操作系統(tǒng)教學的類UNIX(的小型操作系統(tǒng)。他和他的博士研究生及其他編程人員一道設計的Amoeba分布式操作系統(tǒng)，是一個高性能的微內(nèi)核分布式操作系統(tǒng)。目前，可在因特網(wǎng)上免費得到MLNIX及Amoeba，用于教學和研究?！　?br />　　他的一些博士研究生，在獲得學位后繼續(xù)進行研究，并取得了更大的成就，贏得了社會的贊譽，對此他深感自豪。人們稱他為桃李滿天下的教育家?！　?br />　　Tanenbaum是ACM的會員，IEEE的資深會員，荷蘭皇家藝術和科學學院院士，獲得過1994年度ACM
KarlV．Karlstrom杰出教育家獎。他還人選了《世界名人錄》。

書籍目錄

第1章 引言
　1.1 使用計算機網(wǎng)絡
　　1.1.1 商業(yè)應用
　　1.1.2 家庭應用
　　1.1.3 移動用戶
　　1.1.4 社會問題
　1.2 網(wǎng)絡硬件
　　1.2.1 個域網(wǎng)
　　1.2.2 局域網(wǎng)
　　1.2.3 城域網(wǎng)
　　1.2.4 廣域網(wǎng)
　　1.2.5 互聯(lián)網(wǎng)絡
　1.3 網(wǎng)絡軟件
　　1.3.1 協(xié)議層次結構
　　1.3.2 層次設計問題
　　1.3.3 面向連接與無連接服務
　　1.3.4 服務原語
　　1.3.5 服務與協(xié)議的關系
　1.4 參考模型
　　1.4.1 OSI參考模型
　　1.4.2 TCP/IP參考模型
　　1.4.3 本書使用的模型
　　1.4.4 OSI參考模型與TCP/IP參考模型的比較
　　1.4.5 OSI模型和協(xié)議的評判
　　1.4.6 TCP/IP參考模型的評判
　1.5 網(wǎng)絡實例
　　1.5.1 因特網(wǎng)
　　1.5.2 第三代移動電話網(wǎng)絡
　　1.5.3 無線局域網(wǎng)：802.11
　　1.5.4 RFID和傳感器網(wǎng)絡
　　1.6 網(wǎng)絡標準化
　1.6.1 電信領域有影響力的組織
　　1.6.2 國際標準領域有影響力的組織
　　1.6.3 Internet標準領域有影響力的組織
　1.7 度量單位
　1.8 本書其余部分的概要
　1.9 本章總結
　習題
第2章 物理層
　2.1 數(shù)據(jù)通信的理論基礎
　　2.1.1 傅里葉分析
　　2.1.2 帶寬有限的信號
　　2.1.3 信道的最大數(shù)據(jù)速率
　2.2 引導性傳輸介質(zhì)
　　2.2.1 磁介質(zhì)
　　2.2.2 雙絞線
　　2.2.3 同軸電纜
　　2.2.4 電力線
　　2.2.5 光纖
　2.3 無線傳輸
　　2.3.1 電磁頻譜
　　2.3.2 無線電傳輸
　　2.3.3 微波傳輸
　　2.3.4 紅外傳輸
　　2.3.5 光通信
　2.4 通信衛(wèi)星
　　2.4.1 地球同步衛(wèi)星
　　2.4.2 中地球軌道衛(wèi)星
　　2.4.3 低地球軌道衛(wèi)星
　　2.4.4 衛(wèi)星與光纖
　2.5 數(shù)字調(diào)制與多路復用
　　2.5.1 基帶傳輸
　　2.5.2 通帶傳輸
　　2.5.3 頻分復用
　　2.5.4 時分復用
　　2.5.5 碼分復用
　2.6 公共電話交換網(wǎng)絡
　　2.6.1 電話系統(tǒng)結構
　　2.6.2 電話政治化
　　2.6.3 本地回路：調(diào)制解調(diào)器、ADSL和光纖
　　2.6.4 中繼線和多路復用
　　2.6.5 交換
　2.7 移動電話系統(tǒng)
　　2.7.1 第一代移動電話（1G）：模擬語音
　　2.7.2 第二代移動電話（2G）：數(shù)字語音
　　2.7.3 第三代移動電話（3G）：數(shù)字語音和數(shù)據(jù)
　2.8 有線電視
　　2.8.1 共用天線電視
　　2.8.2 線纜上的Internet
　　2.8.3 頻譜分配
　　2.8.4 線纜調(diào)制解調(diào)器
　　2.8.5 ADSL與有線電視電纜
　2.9 本章總結
　習題
第3章 數(shù)據(jù)鏈路層
　3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的設計問題
　　3.1.1 提供給網(wǎng)絡層的服務
　　3.1.2 成幀
　　3.1.3 差錯控制
　　3.1.4 流量控制
　3.2 差錯檢測和糾正
　　3.2.1 糾錯碼
　　3.2.2 檢錯碼
　3.3 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議
　　3.3.1 一個烏托邦式的單工協(xié)議
　　3.3.2 無錯信道上的單工停-等式協(xié)議
　　3.3.3 有錯信道上的單工停-等式協(xié)議
　3.4 滑動窗口協(xié)議
　　3.4.1 1位滑動窗口協(xié)議
　　3.4.2 回退N協(xié)議
　　3.4.3 選擇重傳協(xié)議
　3.5 數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議實例
　　3.5.1 SONET上的數(shù)據(jù)包
　　3.5.2 對稱數(shù)字用戶線
　3.6 本章總結
　習題
第4章 介質(zhì)訪問控制子層
　4.1 信道分配問題
　　4.1.1 靜態(tài)信道分配
　　4.1.2 動態(tài)信道分配的假設
　4.2 多路訪問協(xié)議
　　4.2.1 ALOHA
　　4.2.2 載波偵聽多路訪問協(xié)議
　　4.2.3 無沖突協(xié)議
　　4.2.4 有限競爭協(xié)議
　　4.2.5 無線局域網(wǎng)協(xié)議
　4.3 以太網(wǎng)
　　4.3.1 經(jīng)典以太網(wǎng)物理層
　　4.3.2 經(jīng)典以太網(wǎng)的MAC子層協(xié)議
　　4.3.3 以太網(wǎng)性能
　　4.3.4 交換式以太網(wǎng)
　　4.3.5 快速以太網(wǎng)
　　4.3.6 千兆以太網(wǎng)
　　4.3.7 萬兆以太網(wǎng)
　　4.3.8 以太網(wǎng)回顧
　4.4 無線局域網(wǎng)
　　4.4.1 802.11體系結構和協(xié)議棧
　　4.4.2 802.11物理層
　　4.4.3 802.11 MAC子層協(xié)議
　　4.4.4 802.11幀結構
　　4.4.5 服務
　4.5 寬帶無線
　　4.5.1 802.16 與802.11和3G的比較
　　4.5.2 802.16體系結構與協(xié)議棧
　　4.5.3 802.16物理層
　　4.5.4 802.16的MAC子層協(xié)議
　　4.5.5 802.16幀結構
　4.6 藍牙
　　4.6.1 藍牙體系結構
　　4.6.2 藍牙應用
　　4.6.3 藍牙協(xié)議棧
　　4.6.4 藍牙無線電層
　　4.6.5 藍牙鏈路層
　　4.6.6 藍牙幀結構
　4.7 RFID
　　4.7.1 EPC Gen 2體系結構
　　4.7.2 EPC Gen 2物理層
　　4.7.3 EPC Gen 2標簽標識層
　　4.7.4 標簽標識消息格式
　4.8 數(shù)據(jù)鏈路層交換
　　4.8.1 網(wǎng)橋的使用
　　4.8.2 學習網(wǎng)橋
　　4.8.3 生成樹網(wǎng)橋
　　4.8.4 中繼器/集線器/網(wǎng)橋/交換機/路由器和網(wǎng)關
　　4.8.5 虛擬局域網(wǎng)
　4.9 本章總結
　習題
第5章 網(wǎng)絡層
　5.1 網(wǎng)絡層的設計問題
　　5.1.1 存儲轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包交換
　　5.1.2 提供給傳輸層的服務
　　5.1.3 無連接服務的實現(xiàn)
　　5.1.4 面向連接服務的實現(xiàn)
　　5.1.5 虛電路與數(shù)據(jù)報網(wǎng)絡的比較
　5.2 路由算法
　　5.2.1 優(yōu)化原則
　　5.2.2 最短路徑算法
　　5.2.3 泛洪算法
　　5.2.4 距離矢量算法
　　5.2.5 鏈路狀態(tài)路由
　　5.2.6 層次路由
　　5.2.7 廣播路由
　　5.2.8 組播路由
　　5.2.9 選播路由
　　5.2.10 移動主機路由
　　5.2.11 自組織網(wǎng)絡路由
　5.3 擁塞控制算法
　　5.3.1 擁塞控制的途徑
　　5.3.2 流量感知路由
　　5.3.3 準入控制
　　5.3.4 流量調(diào)節(jié)
　　5.3.5 負載脫落
　5.4 服務質(zhì)量
　　5.4.1 應用需求
　　5.4.2 流量整形
　　5.4.3 包調(diào)度
　　5.4.4 準入控制
　　5.4.5 綜合服務
　　5.4.6 區(qū)分服務
　5.5 網(wǎng)絡互聯(lián)
　　5.5.1 網(wǎng)絡如何不同
　　5.5.2 何以連接網(wǎng)絡
　　5.5.3 隧道
　　5.5.4 互聯(lián)網(wǎng)路由
　　5.5.5 數(shù)據(jù)包分段
　5.6 Internet的網(wǎng)絡層
　　5.6.1 IPv4協(xié)議
　　5.6.2 IP地址
　　5.6.3 IPv6協(xié)議
　　5.6.4 Internet控制協(xié)議
　　5.6.5 標簽交換和MPLS
　　5.6.6 OSPF——內(nèi)部網(wǎng)關路由協(xié)議
　　5.6.7 BGP——外部網(wǎng)關路由協(xié)議
　　5.6.8 Internet組播
　　5.6.9 移動IP
　5.7 本章總結
　習題
第6章 傳輸層
　6.1 傳輸服務
　　6.1.1 提供給上層的服務
　　6.1.2 傳輸服務原語
　　6.1.3 Berkeley套接字
　　6.1.4 套接字編程實例：Internet文件服務器
　6.2 傳輸協(xié)議的要素
　　6.2.1 尋址
　　6.2.2 連接建立
　　6.2.3 連接釋放
　　6.2.4 差錯控制和流量控制
　　6.2.5 多路復用
　　6.2.6 崩潰恢復
　6.3 擁塞控制
　　6.3.1 理想的帶寬分配
　　6.3.2 調(diào)整發(fā)送速率
　　6.3.3 無線問題
　6.4 Internet傳輸協(xié)議：UDP
　　6.4.1 UDP概述
　　6.4.2 遠程過程調(diào)用
　　6.4.3 實時傳輸協(xié)議
　6.5 Internet傳輸協(xié)議：TCP
　　6.5.1 TCP概述
　　6.5.2 TCP服務模型
　　6.5.3 TCP協(xié)議
　　6.5.4 TCP段的頭
　　6.5.5 TCP連接建立
　　6.5.6 TCP連接釋放
　　6.5.7 TCP連接管理模型
　　6.5.8 TCP滑動窗口
　　6.5.9 TCP計時器管理
　　6.5.10 TCP擁塞控制
　　6.5.11 TCP未來
　6.6 性能問題
　　6.6.1 計算機網(wǎng)絡中的性能問題
　　6.6.2 網(wǎng)絡性能測量
　　6.6.3 針對快速網(wǎng)絡的主機設計
　　6.6.4 快速處理段
　　6.6.5 頭壓縮
　　6.6.6 長肥網(wǎng)絡的協(xié)議
　6.7 延遲容忍網(wǎng)絡
　　6.7.1 DTN體系結構
　　6.7.2 數(shù)據(jù)束協(xié)議
　6.8 本章總結
　習題
第7章 應用層
　7.1 DNS——域名系統(tǒng)
　　7.1.1 DNS名字空間
　　7.1.2 域名資源記錄
　　7.1.3 名字服務器
　7.2 電子郵件
　　7.2.1 體系結構和服務
　　7.2.2 用戶代理
　　7.2.3 郵件格式
　　7.2.4 郵件傳送
　　7.2.5 最后傳遞
　7.3 萬維網(wǎng)
　　7.3.1 體系結構概述
　　7.3.2 靜態(tài)Web頁面
　　7.3.3 動態(tài)Web頁面和Web應用
　　7.3.4 HTTP——超文本傳輸協(xié)議
　　7.3.5 移動Web
　　7.3.6 Web搜索
　7.4 流式音視頻
　　7.4.1 數(shù)字音頻
　　7.4.2 數(shù)字視頻
　　7.4.3 流式存儲媒體
　　7.4.4 流式直播媒體
　　7.4.5 實時會議
　7.5 內(nèi)容分發(fā)
　　7.5.1 內(nèi)容和Internet流量
　　7.5.2 服務器農(nóng)場和Web代理
　　7.5.3 內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡
　　7.5.4 對等網(wǎng)絡
　7.6 本章總結
　習題
第8章 網(wǎng)絡安全
　8.1 密碼學
　　8.1.1 密碼學概論
　　8.1.2 置換密碼
　　8.1.3 替代密碼
　　8.1.4 一次性密鑰
　　8.1.5 兩個基本的密碼學原則
　8.2 對稱密鑰算法
　　8.2.1 DES—數(shù)據(jù)加密標準
　　8.2.2 AES—高級加密標準
　　8.2.3 密碼模式
　　8.2.4 其他密碼模式
　　8.2.5 密碼分析
　8.3 公開密鑰算法
　　8.3.1 RSA
　　8.3.2 其他公開密鑰算法
　8.4 數(shù)字簽名
　　8.4.1 對稱密鑰簽名
　　8.4.2 公開密鑰簽名
　　8.4.3 消息摘要
　　8.4.4 生日攻擊
　8.5 公鑰的管理
　　8.5.1 證書
　　8.5.2 X.509
　　8.5.3 公鑰基礎設施
　8.6 通信安全
　　8.6.1 IPSec
　　8.6.2 防火墻
　　8.6.3 虛擬專用網(wǎng)絡
　　8.6.4 無線安全性
　8.7 認證協(xié)議
　　8.7.1 基于共享密鑰的認證
　　8.7.2 建立共享密鑰：Diffie-Hellman密鑰交換
　　8.7.3 使用密鑰分發(fā)中心的認證
　　8.7.4 使用Kerberos的身份認證
　　8.7.5 使用公開密鑰密碼學的認證
　8.8 電子郵件安全性
　　8.8.1 PGP-良好的隱私性
　　8.8.2 S/MIME
　8.9 Web安全性
　　8.9.1 威脅
　　8.9.2 安全命名
　　8.9.3 SSL—安全套接層
　　8.9.4 移動代碼安全性
　8.10 社會問題
　　8.10.1 隱私
　　8.10.2 言論自由
　　8.10.3 版權
　8.11 本章總結
　習題
第9章 閱讀清單和參考書目
　9.1 進一步閱讀的建議
　　9.1.1 概論與綜合論著
　　9.1.2 The Physical Layer
　　9.1.3 數(shù)據(jù)鏈路層
　　9.1.4 介質(zhì)訪問控制子層
　　9.1.5 網(wǎng)絡層
　　9.1.6 傳輸層
　　9.1.7 應用層
　　9.1.8 網(wǎng)絡安全
　9.2 按字母順序參考書目

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   1.1.3 移動用戶 可移動的計算機，比如筆記本和手持計算機是計算機工業(yè)中增長最為迅猛的領域之一。它們的銷售早已超過了臺式計算機。為什么會有人需要一臺移動計算機？人們往往希望在路上的時候還可以使用移動設備閱讀和發(fā)送電子郵件、微博，觀看電影，下載音樂，玩游戲或在Web上搜索信息。他們希望在旅途中也能像在家里和辦公室一樣。自然地，他們希望在陸上、海上或空中任何一個地方做這些與網(wǎng)絡有關的事情。 與Internet的連通性（connectivity）是這些移動應用的前提，因為汽車、艦船和飛機是不可能拖著一根有線連接的。無線網(wǎng)絡領域有許多感興趣的事情。由電話公司經(jīng)營的蜂窩網(wǎng)絡是大家非常熟悉的一種無線網(wǎng)絡，通過基站提供的手機覆蓋面把我們連在一起。基于802.11標準的無線熱點（hotspot）是另一種移動計算機的無線網(wǎng)絡。它們異軍突起在人們出現(xiàn)的每個地方，已經(jīng)形成了咖啡館、旅館、機場、學校、火車和飛機等錯落有致的全面覆蓋。任何人只要有一臺筆記本電腦和一個無線調(diào)制解調(diào)器，當他們把計算機打開就能通過熱點連接到Internet，仿佛把計算機接入有線網(wǎng)絡一樣。 無線網(wǎng)絡對于運貨車隊、出租車、快遞專車以及修理工與他們的后方基地保持聯(lián)絡特別有用。例如，在許多城市中，出租車司機是獨立經(jīng)營的，他們不受雇于任何一家出租車公司。在這樣的城市中，出租車上有一個專門供司機觀看的顯示器，當有顧客呼叫時，中心調(diào)度室就會輸入該顧客的上車地點和目的地。于是，這個信息顯示在司機的顯示器上，并且還會有提示音。第一個在顯示器上按下按鈕的司機就會接到該顧客的呼叫。 無線網(wǎng)絡對于軍事用途也非常重要。如果你要在短時間內(nèi)進行一場戰(zhàn)爭，那么，指望使用局域網(wǎng)絡設施來通信不是個好主意。最好你能夠自己搞定一套網(wǎng)絡。 雖然無線網(wǎng)絡和移動計算常常聯(lián)系在一起，但它們不是一回事，如圖l—5所示。這里，我們可以看到固定無線（fixed wireless）和移動無線（mobile wireless）之間的區(qū)別。筆記本電腦有時候可以是有線的。例如，旅游的客人可以把筆記本電腦接入到酒店房間中的電話插孔上，這樣即使沒有無線網(wǎng)絡他也擁有了移動的工作能力。

編輯推薦

《世界著名計算機教材精選:計算機網(wǎng)絡(第5版)》的適用對象非常廣泛。由于《世界著名計算機教材精選:計算機網(wǎng)絡(第5版)》的重點立足于計算機網(wǎng)絡的基本原理，同時兼顧了Internet體系結構與TCP/IP協(xié)議等內(nèi)容，因此對于學習計算機網(wǎng)絡課程的本科生和研究生，《世界著名計算機教材精選:計算機網(wǎng)絡(第5版)》都是絕佳的教材或教學參考書?！妒澜缰嬎銠C教材精選:計算機網(wǎng)絡(第5版)》每章后面給出了大量練習題，有助于教師根據(jù)教學目的酌情安排課后練習。此外，《世界著名計算機教材精選:計算機網(wǎng)絡(第5版)》對于從事網(wǎng)絡相關技術研究和網(wǎng)絡應用開發(fā)的廣大科研工作者也具有重要的參考價值。

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