计算机网络与因特网（第6版 全球版）

第一部分　网络与互联网应用介绍
第1章　引言与概述　2
1．1　计算机网络的成长　2
1．2　为什么网络看上去复杂　2
1．3　网络的5个关键方面　3
1．4　互联网的公共与私有部分　5
1．5　网络、互操作性与标准　7
1．6　协议集与分层模型　7
1．7　数据如何在层间传递　9
1．8　头部与层　10
1．9　国际标准化组织（ISO）与OSI七层参考模型　10
1．10　本书其余部分的内容　11
1．11　本章小结　12
练习　12
第2章　互联网发展趋势　13
2．1　引言　13
2．2　资源共享　13
2．3　互联网的成长　13
2．4　从资源共享到通信　15
2．5　从文本到多媒体　16
2．6　近期发展趋势　16
2．7　从单个计算机到云计算　17
2．8　本章小结　18
练习　18
第3章　互联网应用与网络编程　20
3．1　引言　20
3．2　两种基本的互联网通信模式　20
3．3　面向连接的通信　21
3．4　交互中的客户—服务器模型　22
3．5　客户和服务器的特征　22
3．6　服务器程序和服务器类计算机　23
3．7　请求、响应和数据流方向　23
3．8　多客户和多服务器　24
3．9　服务器标识和标识分解　24
3．10　并发服务器　25
3．11　服务器间的循环依赖关系　25
3．12　对等（Peer-To-Peer）交互　26
3．13　网络编程和套接字API　27
3．14　套接字、描述符和网络I/O　27
3．15　参数和套接字API　27
3．16　客户和服务器的套接字调用　28
3．17　客户和服务器共用的套接字函数　28
3．18　仅供客户使用的connect函数　30
3．19　仅供服务器使用的套接字函数　30
3．20　采用消息模式的套接字函数　32
3．21　其他套接字函数　33
3．22　套接字、线程和继承性　33
3．23　本章小结　34
练习　34
第4章　传统互联网应用　36
4．1　引言　36
4．2　应用层协议　36
4．3　表示和传送　37
4．4　Web协议　37
4．5　用HTML表示文档　38
4．6　统一资源定位符和超链接　39
4．7　用HTTP进行Web文档传送　40
4．8　浏览器缓存　42
4．9　浏览器结构　43
4．10　文件传送协议（FTP）　43
4．11　FTP通信模式　44
4．12　电子邮件　46
4．13　简单邮件传送协议（SMTP）　47
4．14　互联网服务提供商、邮件服务器和邮件访问　48
4．15　邮件访问协议（POP、IMAP）　49
4．16　电子邮件表示标准（RFC2822，MIME）　49
4．17　域名系统（DNS）　50
4．18　以服务名称开头的域名　52
4．19　DNS分层结构与服务器模型　53
4．20　名字解析　54
4．21　DNS服务器中的缓存　54
4．22　DNS表项的类型　55
4．23　别名与CNAME资源记录　56
4．24　缩写与DNS　56
4．25　国际化的域名　57
4．26　可扩展表示（XML）　57
4．27　本章小结　58
练习　59
第二部分　数据通信
第5章　数据通信概述　61
5．1　引言　61
5．2　数据通信的本质　61
5．3　数据通信的动机和范围　62
5．4　通信系统的概念组成　62
5．5　数据通信的子问题　64
5．6　本章小结　64
练习　64
第6章　信源与信号　65
6．1　引言　65
6．2　信源　65
6．3　模拟与数字信号　65
6．4　周期与非周期信号　66
6．5　正弦波与信号特征　66
6．6　复合信号　68
6．7　复合信号与正弦函数的重要性　68
6．8　时域与频域表示　68
6．9　模拟信号的带宽　69
6．10　数字信号与信号等级　70
6．11　波特率与比特率　71
6．12　将数字信号转换为模拟信号　71
6．13　数字信号的带宽　72
6．14　信号的同步与协定　72
6．15　线路编码　73
6．16　计算机网络中使用的曼彻斯特编码　74
6．17　将模拟信号转换为数字信号　75
6．18　奈奎斯特定理与采样率　77
6．19　奈奎斯特定理与电话系统传输　77
6．20　非线性编码　77
6．21　编码与数据压缩　78
6．22　本章小结　78
练习　79
第7章　传输介质　80
7．1　引言　80
7．2　导向传输和非导向传输　80
7．3　依据能量形式分类　80
7．4　背景辐射和电噪声　81
7．5　双绞线　81
7．6　屏蔽：同轴电缆和屏蔽双绞线　82
7．7　双绞线的类别　83
7．8　使用光能的介质和光纤　84
7．9　光纤类型和光传输　85
7．10　光纤和铜线的对比　85
7．11　红外线通信技术　86
7．12　点到点激光通信　86
7．13　电磁（无线电）通信　87
7．14　信号传播　87
7．15　卫星的类型　88
7．16　地球同步轨道（GEO）卫星　88
7．17　GEO地球覆盖范围　89
7．18　近地轨道（LEO）卫星和卫星集群　90
7．19　介质类型之间的权衡　90
7．20　测量传输介质　90
7．21　噪声对通信的影响　91
7．22　信道容量的重要性　91
7．23　本章小结　92
练习　92
第8章　可靠性与信道编码　94
8．1　引言　94
8．2　传输差错的3个主要源头　94
8．3　传输差错对数据的影响　95
8．4　处理信道差错的两种策略　95
8．5　分组码和卷积码　96
8．6　分组差错编码举例：单奇偶校验　96
8．7　分组码的数学原理与（n， k）表示　97
8．8　海明距离：编码强度的度量　98
8．9　码簿中码字之间的海明距离　98
8．10　差错检测与开销之间的权衡　99
8．11　采用纵横奇偶校验的纠错　99
8．12　用于互联网的16比特校验和　100
8．13　循环冗余码（CRC）　101
8．14　用硬件高效实现CRC　103
8．15　自动重传（ARQ）机制　103
8．16　本章小结　104
练习　104
第9章　传输模式　106
9．1　引言　106
9．2　传输模式分类　106
9．3　并行传输　106
9．4　串行传输　107
9．5　传输顺序：比特与字节　108
9．6　串行传输的时机　108
9．7　异步传输　108
9．8　RS-232异步字符传输　109
9．9　同步传输　110
9．10　字节、块与帧　110
9．11　等时传输　111
9．12　单工、半双工与全双工传输　111
9．13　DCE和DTE设备　112
9．14　本章小结　113
练习　113
第10章　调制与解调　114
10．1　引言　114
10．2　载波、频率和传播　114
10．3　模拟调制方案　114
10．4　振幅调制　115
10．5　频率调制　115
10．6　相移调制　116
10．7　振幅调制与香农定理　116
10．8　调制、数字输入和键控　116
10．9　相移键控　117
10．10　相移和星座图　118
10．11　正交调幅　119
10．12　调制解调器硬件　119
10．13　光学和射频调制解调器　120
10．14　拨号调制解调器　120
10．15　应用于拨号的QAM　121
10．16　V．32和V．32bis拨号调制解调器　121
10．17　本章小结　122
练习　122
第11章　复用与解复用（信道化）　123
11．1　引言　123
11．2　复用的概念　123
11．3　复用的基本类型　124
11．4　频分多路复用　124
11．5　每个信道使用一个频率范围　126
11．6　分层FDM　126
11．7　波分多路复用　127
11．8　时分多路复用　127
11．9　同步TDM　128
11．10　电话系统中TDM的组帧技术　128
11．11　分级TDM　129
11．12　同步TDM的问题：空闲时隙　130
11．13　统计TDM　130
11．14　反向多路复用　131
11．15　码分多路复用　132
11．16　本章小结　133
练习　133
第12章　接入与互连技术　135
12．1　引言　135
12．2　互联网接入技术：上行和下行　135
12．3　窄带与宽带接入技术　136
12．4　本地环路和ISDN　136
12．5　数字用户线路技术　137
12．6　本地环路特征和适配　138
12．7　ADSL的数据速率　138
12．8　ADSL安装和分离器　139
12．9　电缆调制解调器技术　139
12．10　电缆调制解调器的数据速率　140
12．11　电缆调制解调器的安装　140
12．12　光纤同轴混合　140
12．13　采用光纤的接入技术　141
12．14　头端和尾端调制解调器　142
12．15　无线接入技术　142
12．16　互联网核心的大容量连接　142
12．17　线路终端、DSU/CSU和NIU　143
12．18　数字线路的电话标准　144
12．19　DS术语和数据速率　144
12．20　最大容量线路（STS标准）　145
12．21　光载波标准　145
12．22　后缀C　145
12．23　同步光网络（SONET）　146
12．24　本章小结　147
练习　147
第三部分　分组交换与网络技术
第13章　局域网：分组、帧和拓扑　150
13．1　引言　150
13．2　电路交换与模拟通信　150
13．3　分组交换　151
13．4　局域和广域分组网络　152
13．5　关于分组格式与标识的标准　153
13．6　IEEE 802模型和标准　153
13．7　点到点和多路访问网络　155
13．8　LAN拓扑　155
13．9　分组标识、解复用、MAC地址　156
13．10　单播、广播与组播地址　157
13．11　广播、组播与高效多点传递　158
13．12　帧和组帧　158
13．13　字节填充和比特填充　160
13．14　本章小结　160
练习　161
第14章　IEEE MAC子层　162
14．1　引言　162
14．2　共享访问机制的分类　162
14．3　静态和动态信道分配　163
14．4　信道分配协议　163
14．5　受控访问协议　164
14．6　随机访问协议　166
14．7　本章小结　170
练习　170
第15章　有线局域网技术（以太网和802．3）　171
15．1　引言　171
15．2　伟大的以太网　171
15．3　以太网帧格式　171
15．4　以太网帧类型字段与解复用　172
15．5　IEEE版本的以太网（802．3）　172
15．6　局域网连接与网络接口卡　173
15．7　以太网演进与粗缆网络布线　173
15．8　细缆以太网布线　174
15．9　双绞线以太网布线与集线器　174
15．10　以太网的物理和逻辑拓扑　175
15．11　楼宇布线　176
15．12　以太网数据速率与电缆类型　176
15．13　双绞线连接器与电缆　177
15．14　本章小结　178
练习　178
第16章　无线网络技术　179
16．1　引言　179
16．2　无线网络的分类　179
16．3　个人区域网（PAN）　179
16．4　局域网和个人区域网使用的ISM无线频段　180
16．5　无线局域网技术与Wi-Fi　180
16．6　扩频技术　181
16．7　其他无线局域网标准　181
16．8　无线局域网架构　182
16．9　重叠、关联和802．11帧格式　183
16．10　接入点之间的协调　183
16．11　竞争和无竞争访问　184
16．12　无线城域网技术和WiMAX　185
16．13　个人区域网技术和标准　186
16．14　其他的短距离通信技术　187
16．15　无线广域网技术　188
16．16　微型蜂窝单元　189
16．17　蜂窝单元集群和频率重用　190
16．18　蜂窝技术的发展　191
16．19　VSAT卫星技术　193
16．20　GPS卫星　194
16．21　软件定义无线电和无线的未来　194
16．22　本章小结　195
练习　195
第17章　中继器、网桥与交换机　197
17．1　引言　197
17．2　距离限制与局域网设计　197
17．3　光纤调制解调器扩展　197
17．4　中继器　198
17．5　网桥与桥接　198
17．6　学习型网桥与帧过滤　199
17．7　为什么桥接能很好地工作　200
17．8　分布式生成树　200
17．9　交换与二层交换机　202
17．10　VLAN交换机　203
17．11　多交换机与共享VLAN　203
17．12　桥接的重要性　205
17．13　本章小结　205
练习　205
第18章　广域网技术和动态路由　207
18．1　引言　207
18．2　大跨度与广域网　207
18．3　传统广域网体系结构　207
18．4　组建广域网　209
18．5　存储转发模式　209
18．6　广域网寻址　210
18．7　基于下一跳的转发　211
18．8　源独立性　212
18．9　域网动态路由更新　213
18．10　默认路由　214
18．11　转发表的计算　215
18．12　分布式路由计算　215
18．13　最短路径和权值　218
18．14　路由中的问题　219
18．15　本章小结　219
练习　220
第19章　网络技术的过去和现在　221
19．1　引言　221
19．2　连接和接入技术　221
19．3　局域网技术　222
19．4　广域网技术　223
19．5　本章小结　226
练习　226
第四部分　使用TCP/IP实现网络互联
第20章　网络互联：概念、体系结构与协议　228
20．1　引言　228
20．2　网络互联的动机　228
20．3　普遍服务的概念　228
20．4　异构世界的普遍服务　229
20．5　网络互联　229
20．6　使用路由器连接物理网络　229
20．7　互联网体系结构　230
20．8　内联网和互联网　230
20．9　实现普遍服务　231
20．10　虚拟网络　231
20．11　网络互联协议　232
20．12　TCP/IP分层模型回顾　232
20．13　主机、路由器与协议分层　233
20．14　本章小结　233
练习　233
第21章　IP：互联网编址　235
21．1　引言　235
21．2　向IPv6的迁移　235
21．3　沙漏模型与迁移的困难　235
21．4　虚拟互联网的地址　236
21．5　IP编址方案　237
21．6　IP地址的层次结构　237
21．7　IPv4地址的原始类别　238
21．8　IPv4的点分十进制表示法　239
21．9　地址分配的权威机构　239
21．10　IPv4子网与无类编址　240
21．11　地址掩码　241
21．12　IPv4的CIDR表示形式　242
21．13　一个CIDR的例子　242
21．14　CIDR形式的主机地址　244
21．15　特殊的IPv4地址　244
21．16　特殊IPv4地址总结　246
21．17　IPv4伯克利广播地址形式　246
21．18　路由器与IPv4编址原则　246
21．19　多宿主主机　247
21．20　IPv6多宿主与网络重编号　247
21．21　IPv6编址　248
21．22　IPv6的冒号十六进制表示法　249
21．23　本章小结　250
练习　250
第22章　数据报转发　252
22．1　引言　252
22．2　无连接服务　252
22．3　虚拟分组　252
22．4　IP数据报　253
22．5　IPv4数据报头部格式　254
22．6　IPv6数据报头部格式　255
22．7　IPv6基本头部格式　255
22．8　转发IP数据报　256
22．9　网络前缀提取与数据报转发　257
22．10　最长前缀匹配　258
22．11　目的地址与下一跳地址　258
22．12　尽力而为传递　259
22．13　IP封装　259
22．14　跨越互联网的传输　260
22．15　MTU与数据报分片　261
22．16　IPv6数据报分片　262
22．17　IP数据报片段重组　263
22．18　收集数据报片段　264
22．19　片段丢失的后果　264
22．20　对IPv4片段进行分片　265
22．21　本章小结　265
练习　266
第23章　支撑协议与技术　267
23．1　引言　267
23．2　地址解析　267
23．3　IPv4地址示例　268
23．4　IPv4地址解析协议（ARP）　268
23．5　ARP消息格式　269
23．6　ARP封装　270
23．7　ARP缓存与消息处理　271
23．8　概念性地址边界　272
23．9　互联网控制消息协议（ICMP）　273
23．10　ICMP消息格式及封装　274
23．11　IPv6通过邻居发现实现地址绑定　274
23．12　协议软件、参数与配置　274
23．13　动态主机配置协议（DHCP）　275
23．14　DHCP协议的运行与优化　276
23．15　DHCP消息格式　276
23．16　通过中继的间接DHCP服务器访问　278
23．17　IPv6自动配置　278
23．18　网络地址翻译（NAT）　278
23．19　NAT运行与IPv4私有地址　279
23．20　传输层NAT（NAPT）　280
23．21　NAT与服务器　281
23．22　家用NAT软件与系统　282
23．23　本章小结　282
练习　283
第24章　UDP：数据报传送服务　285
24．1　引言　285
24．2　传送协议与端到端通信　285
24．3　用户数据报协议　285
24．4　无连接模式　286
24．5　面向消息的接口　286
24．6　UDP通信语义　287
24．7　交互模式与组播传递　287
24．8　基于协议端口号的端点识别　288
24．9　UDP数据报格式　288
24．10　UDP校验和与伪头部　289
24．11　UDP封装　290
24．12　本章小结　290
练习　290
第25章　TCP：可靠传输服务　292
25．1　引言　292
25．2　传输控制协议　292
25．3　TCP向应用提供的服务　292
25．4　端到端服务与虚连接　293
25．5　传输协议使用的技术　294
25．6　避免拥塞的技术　297
25．7　协议设计的艺术　298
25．8　TCP处理丢包的技术　299
25．9　适应性重传　300
25．10　重传时间的比较　300
25．11　缓冲区、流控制和窗口　301
25．12　TCP的三次握手　302
25．13　TCP拥塞控制　303
25．14　TCP拥塞控制的版本　304
25．15　其他变种：SACK与ECN　304
25．16　TCP段格式　305
25．17　本章小结　306
练习　306
第26章　互联网路由与路由协议　308
26．1　引言　308
26．2　静态路由与动态路由　308
26．3　主机中的静态路由与默认路由　308
26．4　动态路由与路由器　309
26．5　全球互联网路由　310
26．6　自治系统概念　310
26．7　互联网路由协议的两种类型　311
26．8　路由与数据流量　313
26．9　边界网关协议（BGP）　313
26．10　路由信息协议（RIP）　314
26．11　RIP分组格式　315
26．12　开放最短路径优先协议（OSPF）　315
26．13　OSPF图的示例　316
26．14　OSPF区域　317
26．15　中间系统-中间系统（IS-IS）　317
26．16　组播路由　318
26．17　本章小结　321
练习　321
第五部分　计算机网络的其他方面——网络性能、服务质量、安全、管理，以及新兴技术
第27章　网络性能（服务质量与区分服务）　324
27．1　引言　324
27．2　性能测量　324
27．3　时延或延迟　324
27．4　容量、吞吐率、有效吞吐率　325
27．5　理解吞吐率与时延　326
27．6　延迟抖动　327
27．7　延迟与吞吐率的关系　328
27．8　测量延迟、吞吐率与延迟抖动　329
27．9　被动测量、小分组与NetFlow　330
27．10　服务质量（QoS）　331
27．11　细粒度与粗粒度QoS　332
27．12　QoS的实施　333
27．13　互联网QoS技术　335
27．14　本章小结　335
练习　336
第28章　多媒体与IP电话（VoIP）　338
28．1　引言　338
28．2　实时数据传输与尽力而为传递　338
28．3　延迟播放与延迟抖动缓冲　338
28．4　实时传输协议（RTP）　339
28．5　RTP封装　340
28．6　IP电话　341
28．7　信令与VoIP信令标准　341
28．8　IP电话系统的组成　342
28．9　协议和分层的概述　345
28．10　H．323的特征　345
28．11　H．323分层　345
28．12　SIP的特征与方法　346
28．13　一个SIP会话的例子　346
28．14　电话号码映射与路由　347
28．15　本章小结　348
练习　348
第29章　网络安全　350
29．1　引言　350
29．2　犯罪利用与攻击　350
29．3　安全策略　352
29．4　责任与控制　353
29．5　安全技术　353
29．6　哈希：完整性与认证机制　354
29．7　访问控制与口令　354
29．8　加密：基本的安全技术　355
29．9　私钥加密　355
29．10　公钥加密　356
29．11　使用数字签名的认证　356
29．12　密钥授权与数字证书　357
29．13　防火墙　358
29．14　基于分组过滤器实现的防火墙　359
29．15　入侵检测系统　360
29．16　内容扫描与深度包检测　361
29．17　虚拟专用网络（VPN）　362
29．18　VPN技术在远程办公的应用　363
29．19　分组加密vs隧道　363
29．20　安全技术　365
29．21　本章小结　366
练习　367
第30章　网络管理（SNMP）　369
30．1　引言　369
30．2　管理一个内联网　369
30．3　FCAPS：工业界标准模型　369
30．4　网络元素举例　371
30．5　网络管理工具　372
30．6　网络管理应用　373
30．7　简单网络管理协议（SNMP）　373
30．8　SNMP的获取-储存模式　374
30．9　SNMP MIB与对象名字　375
30．10　MIB变量的种类　375
30．11　对应数组的MIB变量　375
30．12　本章小结　376
练习　377
第31章　软件定义网络（SDN）　378
31．1　引言　378
31．2　市场宣传与现实　378
31．3　新方案的动机　378
31．4　网络元素的概念构成　380
31．5　控制平面模块与硬件接口　381
31．6　新架构：软件定义网络　381
31．7　未解决的问题　382
31．8　共享控制器与网络连接　383
31．9　SDN通信　384
31．10　OpenFlow：控制器-网元通信协议　384
31．11　交换机中的分类引擎　385
31．12　TCAM与高速分类　386
31．13　跨越多个协议层的分类　387
31．14　TCAM规模与多模式需求　387
31．15　OpenFlow可指定的项目　388
31．16　传统及扩展的IP转发　389
31．17　采用二层MPLS的端到端路径　389
31．18　动态规则创建与流控制　390
31．19　流表的流水线模型　390
31．20　SDN对网络供应商的潜在影响　391
31．21　本章小结　392
练习　392
第32章　物联网　393
32．1　引言　393
32．2　嵌入式系统　393
32．3　选择一项网络技术　394
32．4　能量收集　395
32．5　低功耗无线通信　395
32．6　网状拓扑　395
32．7　ZigBee联盟　396
32．8　802．15．4无线电与无线网状网络　396
32．9　互联网连接与网状路由　397
32．10　ZigBee网状网络中的IPv6　398
32．11　ZigBee的转发模式　398
32．12　ZigBee协议栈的其他协议　400
32．13　本章小结　400
练习　400
第33章　网络技术及应用的发展趋势　402
33．1　引言　402
33．2　对可扩展互联网服务的需求　402
33．3　内容缓存（Akamai）　402
33．4　Web负载均衡器　403
33．5　服务器虚拟化　403
33．6　对等通信　404
33．7　分布式数据中心与复制　404
33．8　通用表示（XML）　404
33．9　社交网络　405
33．10　移动性与无线网络　405
33．11　数字视频　405
33．12　更高速的接入和交换　405
33．13　云计算　406
33．14　覆盖网络　406
33．15　中间件　407
33．16　IPv6的广泛部署　407
33．17　本章小结　408
练习　408
附录　一套简化的应用编程接口　409