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计算机网络教程(第3版)

作者是北京市教学名师,主讲的计算机网络是北京市优质课程。教材覆盖计算机类等理工专业,包含200多幅精心设计的图例,2020年获评学校首届优秀教材。

作者:张晓明
定价:59
印次:3-1
ISBN:9787302590859
出版日期:2021.12.01
印刷日期:2021.12.14

本书系统地介绍了计算机网络的基本概念、原理与技术,内容包括绪论、物理层、数据链路层、局域网、网络层、传输层、应用层和网络安全共8章内容,各章后附有丰富的习题。还给出了2个附录,包括2021年全国硕士研究生入学统考计算机学科专业基础综合考试计算机网络大纲、2009—2019年全国硕士研究生入学统考计算机学科专业基础计算机网络部分综合题与解析。本书配套有PPT教学课件和习题参考答案,可在清华大学出版社官方网站下载。 本书定位于应用型本科专业的计算机网络教学,强调了基础知识和应用技术的统一,体现**的国内外网络技术发展情况。在基本原理方面力求讲透,精心设计了200多幅图例和40多道典型例题解析,覆盖了网络原理、应用求解、工程演练和证明等题型。重视网络协议分析和安全技术应用,选用了Wireshark软件开展不同的协议数据抓包。在内容上,兼顾了研究生入学考试中“计算机网络”课程的大纲范围。 本书可作为普通高校本科理工类专业的计算机网络教材,适于计算机类、软件工程、通信工程、自动化、电气工程及其自动化、信息与计算科学、网络空间安全等学科专业,也可作为其他专业师生和网络技术人员的参考书。

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第3版前言 本书自第1版出版以来,一直在北京石油化工学院8个专业和其他部分高校使用。第2版获评2021年北京高校重点优质本科教材,基于该教材的计算机网络课程获评2020年北京市优质本科课程。面对新时代网络技术的新发展,需要不断开展教育教学改革,将创新教学成果融入教材中。本次改版的重点是对部分章节进行了修订和补充,新增国内外网络通信技术与应用成果,补充附录研究生入学统考综合题内容,并修改第2版中的错误。 除传输层、网络安全两章保持不变外,其余各章内容都做了修订,具体如下。 (1)绪论: 新增星链技术和卫星互联网;补充广域网以及我国互联网连接带宽情况;新增无线网络的5G技术,体现我国自主技术和创新标准;补充我国十大公用骨干网络和国内网络最新应用情况;修改习题1。 (2)物理层: 删减少量内容(如信号的概念、光纤接口介绍);更正了香农定理中的信噪比描述;在通信技术应用方面,新增我国2020年“嫦娥5号”的微波通信、深海探测奋斗者号的无线通信技术;新增集线器实物图。 (3)数据链路层: 更正汉明码的公式,并新增汉明码的应用示例。 (4)局域网: 删除集线器介绍内容;更正透明网桥示例中的部分操作,由转发改为扩散;新增一个MAC帧应用示例。 (5)网络层: 对CIDR例题方案选择,新增了设计思路说明;更正了路由表生成图表中的IP地址问题,由原来的D类地址改为C类地址;BGP协议版本修改为最新2006年的RFC4271。 (6)应用层: 补充MQTT到图71应用层协议中;修改FTP服务器实例,改用有效的ftp.cc.ac.cn和ftp.scene.org进行应用描述;简化SNMP协议内容,删除细节;简化RTP/RTCP协议,删除RTP转换器和混合器;新增了7.9节的MQTT协议;修改部分习题,并新增一个网络抓包分析的习题。 附录内容调整为如下。 (1)2021年全国硕士研究生入学统考计算机学科专业基础综合考试计算机网络大纲。 (2)全国硕士研究生入学统考计算机学科专业基础计算机网络部分综合题与解析(2009—2019)。 本次改版仍然继承了原稿的8章结构,内容包括绪论、物理层、数据链路层、局域网、网络层、传输层、应用层和网络安全。在基本原理方面力求讲透,精心设计了200多幅图例和40多个数据表格,原理阐述生动,内容丰富,避免其枯燥的陈述。同时,精选了40多道典型例题及其解析,覆盖了概念和原理的理解、求解和运算、工程演练和证明等多种题型,使其具有很好的代表性。另外,MQTT协议在物联网工程项目中得到了广泛应用,值得学习。 本书既面向非计算机类的理工科专业,又照顾计算机专业的深入需求,并及时更新附录中的全国硕士生入学统考计算机网络大纲和综合题解析,为学生能力自测和提高提供方便。 另外,有关网络综合设计和编程实例,请参考作者编写的《计算机网络课程设计》和《C#网络通信程序设计》等教材。 本书配有PPT教学课件和习题参考答案,可在清华大学出版社官方网站下载。 本书改版由张晓明统一规划和撰写。在编写过程中,得到了清华大学出版社谢琛编辑的大力帮助。本书还引用了某些国内外同行的工作成果,在此一并表示感谢。 由于作者水平有限,书中难免存在错误与不妥之处,殷切希望广大读者批评指正。 张晓明 2021年9月 第2版前言 本书第1版自出版以来,一直在北京石油化工学院和部分高校使用,受到了广大师生的关注。随着网络技术的飞速发展,教材也需要不断更新。本次改版的重点是新增了部分网络协议和算法,同步新增了习题,调整了附录内容,并修改了第1版中的错误。 主要扩充内容如下。 (1) 绪论: 补充了协议和服务的关系描述。 (2) 物理层: 增加了网络时延计算原理图;补充了绝对调相和相对调相内容;删除了光纤传输系统结构内容,增加了光纤连接器的描述。 (3) 数据链路层: 增加了汉明码纠错知识及其应用示例。 (4) 局域网: 增加了透明网桥的体系结构、工作流程和生成树算法,补充了例题的解析内容,增加了透明网桥转发表生成的过程描述。 (5) 网络层: 补充了RIP协议报文格式、算法描述和示例;补充了OSPF协议内容,增加了链路状态算法和SPF算法,增加了OSPF报文格式及其示例。 (6) 应用层: 增加了HTTPS协议内容;增加了SNMP协议内容;增加了RTP/RTCP协议内容解析。 附录内容调整如下。 (1) 2016年全国硕士研究生入学统考计算机学科专业基础综合考试计算机网络大纲。 (2) 全国硕士研究生入学统考计算机学科专业基础计算机网络部分综合题与解析(2009—2014)。 本次改版仍然继承了第1版的8章结构,内容包括绪论、物理层、数据链路层、局域网、网络层、传输层、应用层和网络安全。在阐述基本原理和应用方法时,设计了大量生动的图例和实例说明,避免了枯燥的陈述。同时,对每章的例题和习题都进行了精选,使其具有更好的代表性,体现“例题、习题、考题”的一致性。有关综合实验和网络课程设计环节,请读者参考作者编写的另一部教材《计算机网络课程设计》。 本书提供配套PPT教学课件和习题参考答案,可在清华大学出版社的官方网站下载。 本书改版由张晓明统一规划和撰写。在编写过程中,得到了清华大学出版社谢琛编辑的大力帮助。本书还引用了一些国内外同行的工作成果,在此一并表示感谢。 由于作者水平有限,书中难免存在错误与不妥之处,殷切希望广大读者批评指正。 张晓明 2017年4月 第1版前言 随着计算机网络的广泛应用和技术发展,对各层次的人才需求非常迫切。本书定位于应用型学科专业的计算机网络教学,强调了基础知识和应用技术的统一。 全书采用典型的网络层次化模型,共分为8章,内容包括绪论、物理层、数据链路层、局域网、网络层、传输层、应用层和网络安全。本书在阐述基本原理和应用方法时,设计了大量生动的图例和实例说明,避免枯燥的陈述。同时,对每章的例题和习题都做了精选,使其具有更好的代表性,体现了“例题、习题、考题”的一致性。 为了真实展现网络协议的结构,本书采用了网络协议分析工具Wireshark,在多个层次进行网络数据抓包并显示,使原理性内容在实践性环节中得到验证。 本书末尾包含了3个附录,分别是2010年全国硕士研究生入学统考计算机学科专业基础综合考试大纲、2009年和2010年的全国硕士研究生入学统考计算机学科专业试题及答案。为有志参加硕士研究生入学考试的学生提供重要资料,也为学生测验所学网络知识提供参考。 本书有配套的PPT教学课件和习题参考答案,可在清华大学出版社的相关网站下载。 本书同时面向计算机专业和非计算机理工科专业的学生,在内容编排上融合了不同的需求。书中有部分带有号的内容,属于比较深入和扩展的知识,主要针对计算机专业的学生。 本书由张晓明统一规划和撰写,陈明教授审查了大纲。还有部分教师参与了研讨和部分章节的编写,杜天苍、赵国庆、王淑芳和张世博分别参与了局域网、网络安全、应用层和无线网络内容的编写,向胜军参与了初稿的审查。本书在编写过程中,始终得到清华大学出版社的大力帮助。本书还引用了某些国内外同行的工作成果,在此一并表示感谢。 由于作者水平有限,书中难免存在错误与不妥之处,殷切希望广大读者批评指正。 张晓明 2010年6月

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  • 张晓明,男,教授,博士,北京市教学名师,北京市中青年骨干教师,北京高校继续教育高水平教学团队带头人,计算机和大数据专业负责人。CCF分布式计算与系统专委会委员,全国高校计算机教育研究会理事,北京市高校计算机教育研究会常务理事。主讲《计算机网络》、《大数据技术及应用开发》等课程。出版《计算机网络教程(第2版)》、《C#网络通信程序设计》、《软件系统设计与体系结构》等教材7部,专著1部。荣获2018年北京市高等教育教学成果一等奖。从事网络计算与系统安全、大数据技术分析等研究,发表论文60余篇。
  • 本教材基于国家优秀教材建设的要求,具有三大特色:

    1.  精选例题并设计了大量图解。针对学习网络协议复杂、枯燥又难懂的困难,将创新研究成果落实到教材中。在基本原理方面力求讲透,精心设计了200多幅图例和40个数据表格,原理阐述生动,内容丰富,避免其枯燥的陈述。同时,精选了44道典型例题及其解析,覆盖了概念和原理的理解、求解和运算、工程演练和证明等多种题型。

    2.  定位应用,兼顾类别,体现创新。本书定位于应用型学科专业的计算机网络教学,深入浅出,强调了基础知识和应用的统一。既面向非计算机类的理工科专业,又照顾到计算机专业的深入需求,在网络算法阐述方面体现创新设计思维。并在附录中补充**全国硕士生入学统考计算机网络大纲和综合题,为学生自测提供方便。

    3.  体现协议分析与验证能力。为了真实展现网络协议的结构和实际应用状况,采用了网络协议分析工具Wireshark,在多个网络层次进行数据抓包和分析,包括IP、TCP、UDP、HTTP和FTP协议等。此外,给出了ARP、PING等协议命令的运行结果截图,体现工程应用,从而为开展网络抓包实验实现了无缝对接,激发了学生的学习兴趣。同时,突出中国元素,融入我国开展网络技术和工程领域的**成果。

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  • 目录

    第1章绪论1

    1.1计算机网络概述1

    1.1.1计算机网络的产生和发展1

    1.1.2我国的网络发展情况4

    1.1.3计算机网络的定义5

    1.1.4计算机网络的组成6

    1.2计算机网络的分类7

    1.2.1按拓扑结构分类7

    1.2.2按地理范围分类8

    1.2.3无线网络10

    1.2.4其他分类11

    1.3计算机网络的体系结构12

    1.3.1分层体系结构及协议12

    1.3.2OSI模型14

    1.3.3TCP/IP协议18

    习题120

    第2章物理层22

    2.1数据通信概述22

    2.1.1数据通信模型22

    2.1.2数据通信系统的技术指标23

    2.2传输媒体27

    2.2.1双绞线28

    2.2.2同轴电缆28

    2.2.3光缆29

    2.2.4无线通信30

    2.3数据传输方式31

    2.3.1并行传输与串行传输32

    2.3.2异步传输与同步传输33

    2.3.3单工、半双工和全双工传输34

    2.3.4模拟传输与数字传输34

    2.3.5共享通信和点对点通信35

    2.4数据编码技术36

    2.4.1数字数据调制为模拟信号36

    2.4.2数字数据编码为数字信号37

    2.4.3模拟数据编码为数字信号39

    2.5多路复用技术39

    2.5.1频分多路复用(FDM)40

    2.5.2时分多路复用(TDM)40

    2.5.3波分多路复用(WDM)42

    2.5.4码分多路复用(CDM)42

    2.6数据交换技术43

    2.6.1线路交换44

    2.6.2报文交换44

    2.6.3分组交换45

    2.7物理层协议与设备46...

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