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目录

第1章引 言1

1.1为什么要学习计算机网络1

1.2计算机网络及组成3

1.3计算机网络发展简史5

1.4计算机网络的分类和功能7

1.4.1计算机网络分类7

1.4.2计算机网络的功能8

1.5本书的构成8

练习与思考9

第一篇数据通信基础

第2章传输介质13

2.1简介13

2.2双绞线13

2.3同轴电缆14

2.4光纤15

2.5无线传输17

练习与思考18

第3章传输技术19

3.1简介19

3.2信道带宽与传输延迟19

3.2.1信道19

3.2.2信道带宽19

3.3信道容量与信道复用21

3.3.1信道容量21

3.3.2信道复用22

3.4异步通信与基带传输27

3.4.1异步通信27

3.4.2传输信号的编码方式27

3.4.3基带传输29

3.5远距离通信与载波传输30

3.6有关传输介质的几种常用标准31

3.6.1有关机械特性的标准31

3.6.2有关电气特性的标准31

3.6.3有关功能特性的标准32

3.6.4有关规程特性的标准33

练习与思考33

第二篇局域网与分组交换技术

第4章网络体系结构和基本概念37

4.1简介37

4.2计算机网络协议37

4.3计算机网络体系结构39

4.4ISO/OSI网络体系结构40

4.5Internet网络体系结构43

4.6帧与分组的概念45

4.6.1分组45

4.6.2帧47

4.7误差检测与控制47

4.7.1校验和(checksum)方式48

4.7.2循环码CRC检测方式(cyclic redundancy checks)48

4.7.3差错控制方式49

4.8地址50

4.8.1用户地址、网络层地址与物理地址50

4.8.2物理地址的配置和作用51

4.9服务模式52

4.10网络协议与操作系统54

4.11网络性能54

4.11.1网络性能参数54

4.11.2性能参数之间的关系55

4.11.3几种性能评价用排队模型56

练习与思考56

第5章网络拓扑结构与访问控制58

5.1简介58

5.2几种常见的局域网拓扑结构58

5.2.1点到点直接连接方式58

5.2.2总线结构59

5.2.3环形结构60

5.2.4星形结构61

5.3ALOHA访问控制方式62

5.4总线形局域网访问控制方式64

5.4.1CSMA方式64

5.4.2CSMA/CD方式65

5.5环网访问控制方式66

5.5.1令牌环(token ring)访问控制方式66

5.5.2FDDI访问控制方式66

5.6星形结构访问控制方式67

练习与思考68

第6章局域网技术69

6.1局域网的基本概念69

6.2局域网的参考模型70

6.3局域网地址72

6.4IEEE 802.272

6.4.1LLC层的服务访问点SAP72

6.4.2LLC层所提供的服务73

6.4.3LLC帧的结构74

6.5IEEE 802.3:以太网76

6.5.1802.3局域网的组成76

6.5.2802.3以太网的体系结构77

6.5.3冲突退避算法79

6.6IEEE 802.5:令牌环79

6.6.1令牌环MAC帧格式79

6.6.2令牌环的维护81

6.7FDDI82

6.7.1FDDI概述82

6.7.2FDDI的物理层84

6.7.3FDDI的MAC层85

6.7.4FDDI的SMT86

6.8虚拟局域网87

6.8.1交换局域网87

6.8.2VLAN的定义88

6.8.3VLAN的应用90

6.9无线局域网91

6.9.1无线局域网的特点91

6.9.2无线局域网分类91

6.9.3无线网络物理层92

6.9.4802.11帧结构96

6.10千兆位以太网97

6.10.1千兆位以太网体系结构和特点97

6.10.2千兆以太网的物理层协议98

6.10.3千兆位以太网的MAC子层98

6.11万兆以太网100

6.11.1万兆以太网简介100

练习与思考100

第7章广域网技术101

7.1概述101

7.2广域网的参考模型101

7.3广域网的构成102

7.4广域网的地址与路由103

7.4.1广域网中的物理地址103

7.4.2广域网中分组的转发103

7.4.3层次地址和路由的关系104

7.4.4广域网中的路由104

7.4.5路由表的计算105

7.5X.25106

7.5.1概述106

7.5.2X.25技术基础106

7.6帧中继110

7.6.1概述110

7.6.2协议参考模型和工作原理111

7.6.3网络组成和用户接入113

7.7SLIP和PPP113

7.7.1概述113

7.7.2PPP的组成114

7.7.3PPP的工作原理114

7.7.4PPP应用举例116

练习与思考117

第8章宽带接入网络技术118

8.1宽带接入技术概述118

8.1.1接入网的定义118

8.1.2网络接入技术及分类118

8.2铜线接入技术119

8.2.1ADSL119

8.2.2VDSL122

8.3光纤接入网络技术123

8.3.1光纤接入网络概述123

8.3.2无源光纤网络接入技术124

8.3.3有源光纤接入技术125

8.3.4FTTX+LAN接入方式126

8.4光纤与同轴电缆混合网络127

8.4.1CATV简介127

8.4.2HFC(hybridfibercoax)127

8.5宽带无线接入技术130

8.5.1宽带无线网络协议802.16130

8.5.2本地多点分配业务LMDS132

练习与思考133

第三篇网络互连技术

第9章TCP/IP137

9.1简介137

9.2IP报文格式137

9.3IP地址140

9.3.1IP地址的分类和表示140

9.3.2子网和掩码141

9.3.3广播地址和组播地址142

9.3.4回送地址143

9.3.5专用地址与网络地址转换NAT143

9.3.6无分类编址CIDR143

9.4地址解析协议ARP与反向地址解析协议RARP144

9.4.1地址解析协议ARP144

9.4.2反向地址解析协议RARP145

9.5IP路由表146

9.5.1路由表的构成146

9.5.2路由表的搜索147

9.6IP报文转发过程148

9.7数据包的分段和重组148

9.8ICMP协议150

9.8.1ICMP报文分类150

9.8.2ICMP差错报文150

9.8.3ICMP控制报文152

9.8.4请求/应答报文153

9.9组播和IGMP协议154

9.10TCP协议155

9.10.1TCP协议功能概述155

9.10.2接口和套接字156

9.10.3TCP包头157

9.10.4TCP连接管理159

9.10.5TCP协议状态转换过程160

9.10.6数据传输162

9.11UDP协议162

9.12基于套接字的网络互联通信163

9.12.1套接字及接口163

9.12.2基于WinSock的通信程序编写方法167

练习与思考171

第10章网络互连173

10.1简介173

10.2网桥技术174

10.2.1透明网桥175

10.2.2源选径网桥177

10.2.3远程网桥178

10.2.4比较和总结178

10.3路由器和路由协议179

10.4RIP180

10.4.1RIP包格式180

10.4.2RIP协议的工作过程181

10.4.3RIP协议的无限计数问题183

10.5开放最短路径优先协议OSPF183

10.5.1OSPF概述183

10.5.2网络拓扑数据库184

10.5.3网络层次结构的划分185

10.5.4链路状态公告和毗邻关系186

10.5.5OSPF协议报文及其工作过程187

10.5.6路由表的计算188

10.6边界网关协议:BGP4188

10.7组播路由191

练习与思考192

第四篇网络协议工程

第11章协议工程的数学基础197

11.1简介197

11.2有限状态自动机FSM198

11.2.1引言198

11.2.2FSM198

11.2.3通信有限状态自动机CFSM200

11.2.4CFSM的简化201

11.2.5CFSM的执行202

11.2.6扩展有限状态自动机EFSM203

11.3Petri网204

11.3.1基本概念204

11.3.2Petri网的定义205

11.3.3Petri网的基本性质206

11.3.4Petri网与协议工程207

11.4抽象数据类型和多元代数207

11.4.1引言207

11.4.2多元代数208

11.4.3等式逻辑211

11.4.4抽象数据类型211

练习与思考212

第12章协议的开发过程213

12.1简介213

12.2协议工程的研究内容214

12.2.1协议标准的制订214

12.2.2协议开发214

12.3协议开发模式与工具218

12.4协议综合技术219

12.4.1协议逻辑错误219

12.4.2协议综合方法分类220

12.4.3面向服务的协议综合法220

12.4.4面向逻辑的协议综合设计法221

12.5协议形式描述技术222

12.5.1什么是协议形式描述222

12.5.2形式描述语言222

12.6协议验证222

12.7协议实现225

12.7.1面向实现的协议形式描述225

12.7.2协议实现的基本方法226

12.8协议一致性测试227

练习与思考229

第五篇网络管理与应用

第13章网络管理233

13.1简介233

13.2基本概念234

13.2.1SNMP管理模型234

13.2.2网管代理235

13.2.3网络管理站236

13.2.4SNMP网管协议236

13.3管理对象的描述237

13.3.1模块237

13.3.2对象类型和对象值238

13.3.3对象识别符239

13.4SMI与MIB240

13.5SNMP工作机制243

13.5.1SNMP的访问控制243

13.5.2对象实例的搜索244

13.5.3SNMP协议机制244

练习与思考245

第14章网络安全247

14.1简介247

14.2网络安全的层次划分247

14.3访问控制与口令250

14.4防火墙与监督工具250

14.4.1防火墙250

14.4.2监督工具251

14.5应用网关与代理服务器252

14.6密码技术252

14.6.1密码技术概述252

14.6.2DES算法253

14.6.3RSA公开密钥算法254

14.7认证与数字签名255

14.8IP协议加密与网络安全信息256

练习与思考257

第六篇计算机网络发展新技术

第15章IPv6261

15.1简介261

15.2IPv6的技术要求262

15.3IPv6的基本规范263

15.3.1IPv6与IPv4的主要区别263

15.3.2IPv6的报文头264

15.4IPv6的地址结构265

15.4.1IPv6地址的表现形式与标识符266

15.4.2IPv6的单一通信地址268

15.4.3选播通信地址269

15.4.4组通信地址270

15.5IPv6的开发界面270

15.6IPv6的主要研究课题271

15.6.1域名服务器DNSv6271

15.6.2IPv6路由器272

15.6.3IPv6的平滑过渡272

练习与思考273

第16章网络服务质量274

16.1简介274

16.2服务质量QoS275

16.2.1QoS的一般描述275

16.2.2OSI参考模型中的QoS定义276

16.2.3CCITT(ITU)的QoS定义277

16.2.4IETF的QoS定义278

16.3Internet集成服务279

16.3.1集成服务模型279

16.3.2服务类型279

16.3.3资源共享要求与服务范围280

16.3.4QoS控制的实现框架281

16.4区分服务282

16.4.1PHB282

16.4.2DS字段定义282

16.4.3DS域模型283

16.5多协议标记交换MPLS284

16.5.1MPLS的基本原理284

16.5.2标记分发协议286

16.5.3MPLS技术的应用286

练习与思考287

第17章计算机网络发展趋势288

17.1简介288

17.2网格技术289

17.2.1网格定义、分类与特点289

17.2.2网格系统组成290

17.2.3网格研究与应用292

17.3P2P技术293

17.3.1概述293

17.3.2P2P网络分类293

17.4无线传感器网络295

17.4.1概述295

17.4.2无线传感器网络295

17.4.3无线传感器网络的主要技术296

17.5主动式网络297

17.6端系统299

17.6.1NC的出现299

17.6.2PDA与移动设备300

17.6.3影响PDA产品发展的关键因素300

17.6.4其他接入设备301

17.7移动通信301

17.7.1简介301

17.7.2动态主机配置协议DHCP302

17.7.3虚拟IP地址304

17.8网络服务器技术与主动服务306

练习与思考306

附录AInternet协议标准308

参考文献321

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