计算机网络教程

第1章 计算机网络概述 1
1.1 计算机网络的产生和发展 1
1.1.1 面向终端的第一代计算机网络 1
1.1.2 以分组交换为核心的第二代计算机网络 3
1.1.3 以OSI为核心的第三代计算机网络 4
1.1.4 以高速和多媒体应用为核心的第四代计算机网络 4
1.2 计算机网络的概念 5
1.2.1 什么是计算机网络 5
1.2.2 计算机网络与联机多用户系统 6
1.2.3 计算机网络与分布式计算机系统 7
1.3 计算机网络的分类 7
1.3.1 按连接范围分类 7
1.3.2 按使用范围分类 9
1.4 计算机网络的拓扑结构 9
1.4.1 局域网的拓扑结构 9
1.4.2 广域网的拓扑结构 12
1.5 网络的标准化及其组织 13
1.5.1 电信领域最具影响的组织——国际电信联盟（ITU） 14
1.5.2 国际标准领域最具影响的组织——国际标准化组织（ISO） 15
1.5.3 因特网标准领域最具影响的组织——因特网工程任务组（IETF） 16
1.6 我国计算机网络的发展 17
1.6.1 我国计算机网络的建设过程 17
1.6.2 金字工程 18
1.6.3 我国的四大互联网络 19
习题 21
第2章 数据通信技术 22
2.1 数据及其表现形式 22
2.1.1 信息、数据、信号和信道 22
2.1.2 数字信号和模拟信号 23
2.2 数据通信模型 24
2.2.1 数据通信的过程 25
2.2.2 数据通信的特点 26
2.2.3 数据通信系统的基本模型 26
2.2.4 数据电路连接方式 27
2.3 傅里叶级数与信道特性 28
2.3.1 傅里叶级数 28
2.3.2 带宽 30
2.3.3 误码率 32
2.3.4 信道延迟 32
2.4 信号传输方式 32
2.4.1 基带传输 33
2.4.2 频带传输 33
2.4.3 宽带传输 33
2.5 数据编码技术 34
2.5.1 数字信号的基本表示方式 34
2.5.2 数据信号的特点 35
2.5.3 数字信号的编码 36
2.5.4 数字信号的调制 39
2.5.5 模拟信号的解调 41
2.6 数据传输方式 43
2.6.1 并行传输和串行传输 43
2.6.2 同步传输与异步传输 43
2.6.3 单工、半双工和全双工通信 45
2.7 信道复用技术 46
2.7.1 频分复用 47
2.7.2 时分复用 48
2.7.3 波分复用 49
2.7.4 码分复用 50
2.8 数据交换技术 52
2.8.1 电路交换 52
2.8.2 报文交换 53
2.8.3 分组交换 54
2.8.4 电路交换、报文交换及分组交换的比较 55
2.9 介质访问控制（MAC）技术 57
2.9.1 随机访问（ALOHA） 57
2.9.2 载波监听多路访问（CSMA） 61
2.9.3 载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD） 62
2.9.4 令牌传递（Token Passing） 64
2.10 差错控制方法 66
2.10.1 热噪声与差错的产生 66
2.10.2 差错控制方法 67
2.10.3 奇偶校验码 68
2.10.4 海明码 70
2.10.5 循环冗余校验 71
习题 74
第3章 OSI参考模型 75
3.1 OSI参考模型的分层特征 75
3.1.1 OSI参考模型的分层特点 75
3.1.2 OSI参考模型的上下层划分 76
3.1.3 数据的封装与解封 77
3.2 物理层 81
3.2.1 物理层的概念 81
3.2.2 物理层的功能 81
3.2.3 物理层的特征和标准 83
3.2.4 常用的几种物理层标准介绍 85
3.3 数据链路层 90
3.3.1 数据链路层的概念 91
3.3.2 数据链路层的功能 92
3.3.3 数据单元 93
3.3.4 通信控制规程（面向字符型和面向比特型） 95
3.3.5 停止等待协议 96
3.3.6 连续ARQ协议和滑动窗口 98
3.3.7 选择重传ARQ协议 102
3.3.8 面向比特型的通信控制规程HDLC 103
3.3.9 点对点协议PPP 107
3.4 网络层 109
3.4.1 网络层的概念 110
3.4.2 网络层提供的服务——数据报与虚电路服务 110
3.4.3 路由选择 114
3.4.4 流量控制 119
3.4.5 网络层协议 121
3.5 传输层 122
3.5.1 传输层的概念 122
3.5.2 传输层提供的服务 123
3.5.3 服务质量 125
3.5.4 传输层协议等级 125
3.5.5 传输服务原语 126
3.6 会话层 126
3.6.1 会话层的概念 126
3.6.2 会话层管理 127
3.6.3 OSI会话服务 128
3.7 表示层 128
3.7.1 表示层的概念 129
3.7.2 表示层的功能 129
3.7.3 抽象语法标记1（ASN.1） 130
3.8 应用层 130
3.8.1 应用层的概念 130
3.8.2 应用层功能和模型 131
3.8.3 应用层服务举例 132
习题 134
第4章 网络传输介质 136
4.1 双绞线 136
4.1.1 双绞线的组成和结构 136
4.1.2 屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线的区别 138
4.1.3 双绞线的类别和应用 138
4.2 同轴电缆 140
4.2.1 同轴电缆的结构 140
4.2.2 基带同轴电缆 141
4.2.3 宽带同轴电缆 142
4.3 光纤 144
4.3.1 光纤的通信原理 144
4.3.2 光纤的分类和特点 145
4.3.3 光纤通信的特点 146
4.4 无线传输介质 147
4.4.1 电磁波的频谱及其在通信中的应用 147
4.4.2 无线电传输 148
4.4.3 微波传输 149
习题 150
第5章 网络互联设备 152
5.1 网卡 152
5.1.1 网卡的组成及作用 152
5.1.2 网卡的分类、物理参数及其特点 153
5.1.3 网卡技术参数 155
5.2 中继器与集线器 156
5.2.1 中继器的功能和特点 156
5.2.2 集线器的功能和特点 156
5.2.3 集线器在网络中的互联方式 158
5.3 网桥与交换机 159
5.3.1 网桥的功能和特点 159
5.3.2 网桥的工作过程 160
5.3.3 交换机的工作原理 163
5.3.4 交换机的学习过程 165
5.3.5 交换机的数据转发和过滤过程 168
5.3.6 多层交换技术 169
5.4 路由器和网关 171
5.4.1 路由器的基本功能 171
5.4.2 路由协议 173
5.4.3 路由器的分类及其特点 174
5.4.4 路由器的应用特点 175
5.4.5 网关 176
5.5 调制解调器 177
5.5.1 调制解调器的工作原理 177
5.5.2 56kbit/s调制解调器技术 179
5.5.3 拨号接入方式 180
习题 182
第6章 局域网 183
6.1 局域网概述 183
6.1.1 局域网的拓扑结构和传输介质 183
6.1.2 局域网的工作模式 184
6.2 局域网体系结构 185
6.2.1 IEEE 802参考模型 185
6.2.2 IEEE 802标准的内容 187
6.2.3 逻辑链路控制子层 188
6.2.4 介质访问控制子层 191
6.3 IEEE 802.3标准系列和以太网 192
6.3.1 IEEE 802.3标准与10Mbit/s以太网 192
6.3.2 IEEE 802.3u和IEEE 802.12标准与100Mbit/s以太网 196
6.3.3 IEEE 802.3z和IEEE 802.3ab标准与1000Mbit/s以太网 198
6.3.4 IEEE 802.3ae标准与10Gbit/s以太网 199
6.4 令牌网 200
6.4.1 IEEE 802.4标准令牌总线网 200
6.4.2 IEEE 802.5标准令牌环网 202
6.4.3 以太网、令牌总线网与令牌环网的比较 205
6.5 光纤分布式数据接口（FDDI） 206
6.5.1 FDDI环网的工作特点 206
6.5.2 FDDI的帧结构 207
6.5.3 FDDI的物理层规范 208
6.6 IEEE 802.11无线局域网 209
6.6.1 无线局域网概述 209
6.6.2 无线局域网的拓扑结构 211
6.6.3 无线局域网关键技术 213
6.6.4 IEEE 802.11标准及特点 215
6.7 虚拟局域网（VLAN） 219
6.7.1 VLAN的概念 219
6.7.2 VLAN的应用特点 220
6.7.3 VLAN的实现方式 222
6.7.4 VLAN的链路类型 223
6.8 局域网操作系统 226
6.8.1 网络操作系统概述 226
6.8.2 网络操作系统的特点 227
6.8.3 网络操作系统的工作模式 227
6.8.4 主流局域网操作系统功能简介 229
6.8.5 多重网络环境 233
习题 234
第7章 广域网 236
7.1 广域网概述 236
7.1.1 广域网与局域网的区别 236
7.1.2 广域网的组成及工作特点 237
7.1.3 广域网中网络层所提供的服务类型 238
7.2 广域网中的路由选择 239
7.2.1 广域网交换机中的路由表 239
7.2.2 广域网路由的表示方法 241
7.2.3 广域网中的默认路由 242
7.3 广域网中的路由选择机制 243
7.3.1 路由选择的实现与要求 243
7.3.2 广域网中的路由选择与流量控制 244
7.4 公共交换电话网（PSTN） 245
7.4.1 公共交换电话网的基本组成 245
7.4.2 本地回路 247
7.4.3 信令系统 248
7.5 X.25公用数据网 251
7.5.1 X.25概述 252
7.5.2 X.25的接口规范 252
7.5.3 X.25网络提供的虚电路服务 254
7.5.4 X.25网络提供的字符方式终端连接 255
7.6 帧中继（FR） 256
7.6.1 帧中继与X.25的异同 256
7.6.2 帧中继的体系结构和虚电路服务 258
7.6.3 帧中继的帧格式 260
7.6.4 帧中继的应用 262
7.7 综合业务数字网（ISDN）和异步传输模式（ATM） 263
7.7.1 ISDN的定义及特性 263
7.7.2 窄带ISDN的接口及配置 264
7.7.3 宽带ISDN及其信息传送方式 267
7.7.4 ATM的基本概念 268
7.7.5 ATM的协议模型 270
7.7.6 ATM的物理层 271
7.7.7 ATM层 272
7.7.8 ATM适配层 275
7.7.9 ATM的高层 276
习题 277
第8章 Internet和TCP/IP体系 279
8.1 Internet的基本概念 279
8.1.1 什么是Internet 279
8.1.2 Internet的产生和发展 280
8.1.3 Internet的组织与管理 281
8.2 Internet的体系结构与组成 282
8.2.1 Internet的结构 282
8.2.2 Internet的组成 283
8.2.3 Internet的通信协议 284
8.3 TCP/IP体系与OSI参考模型 285
8.3.1 TCP/IP体系 286
8.3.2 TCP/IP与OSI之间的关系 286
8.4 TCP/IP体系的网际层及其协议 287
8.4.1 网际协议（IP） 288
8.4.2 Internet控制报文协议 291
8.4.3 地址解析协议 296
8.4.4 反向地址解析协议（RARP） 298
8.4.5 动态主机配置协议 298
8.5 TCP/IP体系的传输层及其协议 300
8.5.1 端口的概念和作用 301
8.5.2 套接字的概念和作用 303
8.5.3 用户数据报协议（UDP） 304
8.5.4 传输控制协议（TCP） 305
8.6 TCP/IP体系的应用层及其协议 310
8.6.1 万维网（WWW） 310
8.6.2 文件传输协议（FTP） 312
8.6.3 简单文件传输协议（TFTP） 313
8.6.4 简单网络管理协议（SNMP） 313
8.6.5 域名系统（DNS） 314
8.6.6 远程登录（Telnet） 319
8.7 IP地址的分配和管理 321
8.7.1 网络地址与主机地址 322
8.7.2 IP地址的分类 323
8.7.3 掩码的概念和作用 326
8.7.4 子网掩码的概念、作用和确定方法 326
8.7.5 IP地址的几种特殊情况 328
8.7.6 子网划分实例介绍 329
8.7.7 可变长度子网掩码VLSM 331
8.8 下一代网际协议IPv6 332
8.8.1 IPv6的特点 332
8.8.2 IPv6数据报的格式 333
8.8.3 IPv6的编址方式 334
8.8.4 从IPv4到IPv6时兼容问题 336
习题 337
第9章 网络管理与安全 338
9.1 网络管理概述 338
9.1.1 网络管理的基本内容 338
9.1.2 网络管理服务的层次划分 339
9.1.3 网络管理系统的模型 339
9.2 网络管理的功能 341
9.2.1 故障管理 342
9.2.2 配置管理 342
9.2.3 性能管理 343
9.2.4 计费管理 344
9.2.5 安全管理 344
9.3 网络管理的体系结构 345
9.3.1 公共管理信息协议（CMIP） 345
9.3.2 简单网络管理协议（SNMP） 346
9.3.3 基于Web的网络管理（HTTP） 348
9.3.4 桌面管理任务组（DMTF） 349
9.4 计算机网络安全概述 350
9.4.1 网络安全的概念 350
9.4.2 网络安全威胁的类型 350
9.4.3 网络安全控制措施 352
9.5 防火墙技术及应用 354
9.5.1 防火墙的功能 354
9.5.2 防火墙的基本类型 355
9.5.3 防火墙在网络中的应用 357
9.6 数据加密技术 358
9.6.1 数据加密的概念 358
9.6.2 对称加密 359
9.6.3 非对称加密 361
9.6.4 数字签名 362
9.6.5 报文鉴别 363
9.6.6 密钥的管理 365
9.7 其他网络安全技术介绍 366
9.7.1 公开密钥基础设备（PKI）体系结构 366
9.7.2 安全电子交易（SET）协议 367
9.7.3 安全套接层（SSL）协议 367
9.7.4 网络层安全协议栈IPsec 368
9.7.5 虚拟专用网VPN 368
习题 370
参考文献 371