计算机网络（第2版）

　　本教材可以适用于国内大多数普通高校计算机及相关专业，以及不同教学条件学校的网络课程教学的需要。从2003年8月该书第一版出版到2006年10月，共重印了12次，发行了9万余册，已经有近百所大学使用。典型的网评有：“在我读过的计算机网络教材中，这本书在结构上是最符合初次接触网络技术的学生需要的，层次清楚，内容比较连贯，在书中一般不容易接受的概念，作者用通俗的例子加以说明，尤其是分析典型的FTP协议来总结网络的工作原理，很有创意。我相信，通过一段时间，让大家了解这本书的特点，这本书会被国内很多大学的教师和学生接受的。” 教材编写的主要特点是： l编写的指导思想明确，内容以网络技术基本概念与基本方法为主干，同时力求反映网络技术最新研究与发展成果。教材体系规划的过程中注意了知识的学习和能力的培养。 l教材写作中注意做到概念准确，语言简洁，图文并茂，全书结构符合学生循序渐进学习和自学的要求。 l教材内容定位准确，难易适中，配套教材齐全，能够适应国内不同地区、不同条件学校网络课程教学的基本要求，扩大了教学研究成果的收益面。

　　吴功宜，南开大学计算机系教授。从事无线电物理、数据通信、计算机网络与信息系统方向的教学与科研工作。

第1章 计算机网络概论1
1.1计算机网络的形成与发展1
1.1.1计算机网络发展阶段的划分1
1.1.2计算机网络的形成2
1.1.3网络体系结构与协议标准化的研究4
1.1.4Internet的应用与高速网络技术发展5
1.1.5宽带网络与无线网络的研究与发展 7
1.2计算机网络定义与分类11
1.2.1计算机网络定义的基本内容11
1.2.2计算机网络的分类11
1.3计算机网络结构13
1.3.1计算机网络结构的基本概念13
1.3.2现代网络结构的特点15
1.4计算机网络的拓扑构型16
1.4.1计算机网络拓扑的定义16
1.4.2计算机网络拓扑的分类16
1.5分组交换技术的基本概念17
1.5.1线路交换的基本概念17
1.5.2存储转发交换的特点19
1.5.3数据报方式与虚电路方式20
1.6典型计算机网络23
1.6.1ARPANET23
1.6.2NSFNET24
1.6.3Internet25
1.6.4Internet 2 26
1.7网络计算研究与应用的发展27
1.7.1网络计算的基本概念27
1.7.2移动网络计算的研究与应用28
1.7.3多媒体网络的研究与应用31
1.7.4网络并行计算的研究与应用34
1.7.5存储区域网络的研究与应用36
小结37
习题37
第2章 网络体系结构与网络协议40
2.1网络体系结构的基本概念40
2.1.1网络协议的概念40
2.1.2协议、层次、接口与体系结构的概念42
2.1.3网络体系结构的研究方法43
2.2OSI参考模型44
2.2.1OSI 参考模型的基本概念44
2.2.2OSI参考模型的结构45
2.2.3OSI参考模型各层的功能46
2.2.4OSI环境中的数据传输过程47
2.2.5面向连接服务与无连接服务49
2.3TCP/IP参考模型51
2.3.1TCP/IP参考模型的发展51
2.3.2TCP/IP参考模型各层的功能52
2.4OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较54
2.4.1对OSI参考模型的评价54
2.4.2对TCP/IP参考模型的评价55
2.5网络与Internet协议标准组织与管理机构55
2.5.1网络协议标准组织55
2.5.2RFC文档、Internet草案与Internet协议标准56
2.5.3Internet管理机构58
2.6一种建议的参考模型59
小结60
习题60
第3章 物理层63
3.1物理层与物理层协议的基本概念63
3.1.1物理层的基本概念63
3.1.2物理层基本服务功能64
3.1.3物理层向数据链路层提供的服务64
3.2数据通信的基本概念65
3.2.1信息、数据与信号65
3.2.2数据传输类型与通信方式68
3.2.3传输介质的主要类型72
3.3数据编码技术78
3.3.1数据编码类型78
3.3.2模拟数据编码方法78
3.3.3数字数据编码方法81
3.3.4脉冲编码调制方法83
3.4基带传输技术84
3.4.1基带传输的定义84
3.4.2通信信道带宽对基带传输的影响85
3.4.3数据传输速率的定义与信道速率的极限86
3.5频带传输的基本概念88
3.6多路复用技术89
3.6.1多路复用技术的分类89
3.6.2频分多路复用89
3.6.3波分多路复用90
3.6.4时分多路复用91
3.7同步数字体系SDH94
3.7.1SDH发展的背景94
3.7.2SDH速率体系95
3.7.3SDH的主要技术特点98
小结98
习题98
第4章 数据链路层102
4.1差错产生与差错控制方法102
4.1.1设计数据链路层的原因102
4.1.2差错产生的原因和差错类型103
4.1.3误码率的定义104
4.1.4检错码与纠错码104
4.1.5循环冗余编码工作原理105
4.1.6差错控制机制108
4.2数据链路层的基本概念110
4.2.1物理线路与数据链路110
4.2.2数据链路层的主要功能110
4.2.3数据链路层向网络层提供的服务111
4.3面向字符型数据链路层协议实例111
4.3.1数据链路层协议的分类111
4.3.2面向字符型协议实例——BSC112
4.4面向比特型数据链路层协议实例——HDLC115
4.4.1HDLC产生的背景115
4.4.2数据链路的配置方式和数据传送方式115
4.4.3HDLC的帧结构116
4.4.4数据链路层的工作过程120
4.5Internet中的数据链路层124
4.5.1Internet数据链路层协议124
4.5.2PPP协议125
小结127
习题128
第5章 介质访问控制子层131
5.1局域网与城域网的基本概念131
5.1.1决定局域网与城域网性能的三要素131
5.1.2局域网拓扑结构类型与特点132
5.1.3传输介质类型与介质访问控制方法135
5.1.4IEEE 802参考模型135
5.2Ethernet局域网137
5.2.1Ethernet的发展137
5.2.2Ethernet帧结构与工作流程分析139
5.2.3Ethernet实现方法146
5.2.4Ethernet物理地址147
5.2.5网络协议分析器及其应用148
5.3令牌总线与令牌环网150
5.3.1令牌总线网的基本工作原理150
5.3.2令牌环网与FDDI151
5.4高速局域网的工作原理153
5.4.1高速局域网的研究方法153
5.4.2快速以太网155
5.4.3吉比特以太网156
5.4.410Gbps Ethernet158
5.5交换式局域网的工作原理160
5.5.1交换式局域网的基本结构160
5.5.2局域网交换机的工作原理161
5.5.3局域网交换机的技术特点163
5.6虚拟局域网的工作原理164
5.6.1虚拟网络的概念164
5.6.2虚拟局域网的实现技术164
5.7无线局域网168
5.7.1无线局域网的应用168
5.7.2红外无线局域网170
5.7.3扩频无线局域网170
5.7.4无线局域网标准IEEE 802.11172
5.8局域网互联与网桥的基本工作原理175
5.8.1局域网互联的基本概念175
5.8.2网桥的基本工作原理176
5.8.3网桥的层次结构177
5.8.4网桥的路由选择策略179
5.8.5网桥与广播风暴181
5.8.6多端口网桥与第二层交换183
小结184
习题184
第6章 网络层189
6.1网络层与网络互联的基本概念189
6.1.1网络层基本概念189
6.1.2网络互联的基本概念190
6.2IP地址191
6.2.1IP地址的基本概念与地址标识方法的演变191
6.2.2标准分类的IP地址193
6.2.3子网与超网的基本概念199
6.2.4无类域间路由CIDR技术209
6.2.5专用IP地址与网络地址转换NAT技术212
6.3IP分组交付和路由选择216
6.3.1IP分组交付216
6.3.2路由选择的基本概念217
6.4Internet的路由选择协议220
6.4.1自治系统与路由选择协议220
6.4.2典型内部网关协议RIP与OSPF222
6.4.3典型外部网关协议BGP229
6.5IP协议231
6.5.1IP协议的特点231
6.5.2IP数据报结构与报头格式233
6.5.3IP数据报的分片与重组236
6.6地址解析239
6.6.1IP地址与物理地址的映射239
6.6.2地址解析协议241
6.6.3反向地址解析协议244
6.7路由器与第三层交换244
6.7.1路由器的基本功能244
6.7.2路由器的基本工作原理245
6.7.3路由器的结构247
6.7.4第三层交换249
6.8ICMP协议252
6.8.1ICMP的作用与特点252
6.8.2ICMP报文类型253
6.8.3ICMP差错控制功能253
6.9IP多播与IGMP协议257
6.9.1IP多播的基本概念257
6.9.2IGMP协议259
6.9.3多播路由器与IP多播中的隧道技术260
6.10IPv6与IPSec261
6.10.1IPv6协议的主要特点261
6.10.2IPv6地址表示方法264
6.10.3IPv6与IPv4报头的比较265
6.10.4从IPv4到IPv6过渡的基本方法266
6.10.5IPSec协议269
小结270
习题270
第7章 传输层275
7.1网络环境中分布式进程通信的基本概念275
7.1.1单机系统中的进程通信方法276
7.1.2网络环境中分布式进程通信的特点277
7.1.3网络应用程序进程间相互作用的客户/服务器模式279
7.1.4进程通信中客户/服务器模式的实现方法281
7.2传输层的基本功能283
7.2.1传输层端到端通信的概念283
7.2.2传输层协议的基本功能284
7.2.3网络服务与服务质量285
7.3用户数据报协议288
7.3.1UDP协议的主要特点288
7.3.2UDP的基本工作过程289
7.3.3UDP端口号分配方法291
7.3.4UDP数据报格式293
7.4传输控制协议294
7.4.1TCP协议的主要特点294
7.4.2TCP的端口号分配和Socket地址296
7.4.3TCP报文段格式296
7.4.4TCP传输连接建立与释放298
7.4.5TCP流量与拥塞控制301
7.4.6TCP差错控制305
7.4.7TCP的计时器308
小结310
习题310
第8章 应用层313
8.1应用层协议的基本概念313
8.1.1主要的应用层协议313
8.1.2TCP/IP协议族及协议之间的关系314
8.2域名系统314
8.2.1域名系统的基本概念314
8.2.2域名服务器的层次结构317
8.2.3域名解析319
8.2.4域名系统性能优化321
8.3Email服务322
8.3.1Email的概念322
8.3.2Email服务工作过程323
8.3.3Email协议的发展324
8.3.4简单邮件传送协议325
8.3.5邮件读取协议325
8.4FTP服务326
8.4.1FTP的概念326
8.4.2FTP服务的工作过程327
8.4.3匿名FTP服务327
8.4.4FTP客户程序328
8.5WWW服务328
8.5.1WWW服务的基本概念328
8.5.2超文本、超媒体与超文本标记语言330
8.5.3URL与信息定位333
8.5.4WWW浏览器333
8.5.5WWW基本工作过程与协议层次337
8.6播客、博客、网络即时通信与网络电视服务337
8.6.1新闻与公告类服务337
8.6.2播客服务338
8.6.3博客服务340
8.6.4网络即时通信服务341
8.6.5网络电视服务342
8.7典型应用层协议FTP的分析343
8.7.1FTP模型与测试分析环境343
8.7.2FTP控制连接建立过程的协议分析345
8.7.3FTP用户登录身份验证过程的协议分析348
8.7.4FTP数据连接建立过程的协议分析352
8.7.5FTP数据传输过程的协议分析353
8.7.6FTP连接释放过程的协议分析358
小结361
习题361
第9章 网络安全与网络管理技术365
9.1网络安全的重要性与研究的主要问题365
9.1.1网络安全的重要性365
9.1.2网络安全研究的主要问题368
9.1.3网络安全标准375
9.2加密与认证技术375
9.2.1密码算法与密码体制的基本概念376
9.2.2对称密码体系378
9.2.3非对称密码体系379
9.2.4数字信封技术381
9.2.5数字签名技术382
9.2.6身份认证技术的发展384
9.3防火墙技术385
9.3.1防火墙的基本概念385
9.3.2包过滤路由器386
9.3.3应用级网关的概念389
9.3.4防火墙的系统结构391
9.4网络防攻击与入侵检测技术394
9.4.1网络攻击方法分析395
9.4.2入侵检测的基本概念397
9.4.3入侵检测的基本方法398
9.5网络文件备份与恢复技术400
9.5.1网络文件备份与恢复的重要性400
9.5.2网络文件备份的基本方法400
9.6网络防病毒技术401
9.6.1造成网络感染病毒的主要原因401
9.6.2网络病毒的危害402
9.6.3典型网络防病毒软件的应用402
9.6.4网络工作站防病毒方法403
9.7网络管理技术404
9.7.1网络管理的基本概念404
9.7.2OSI管理功能域405
9.7.3简单网络管理协议408
小结410
习题411
附录A RFC文档414
附录B 参考答案418
附录C 词汇索引421
参考文献431