数据通信与网络（原书第4版）

　　本书延续了Forouzan一贯的风格，以通俗易懂的方式全面阐述了网络技术及其应用。本书自第1版引进国内以来，对网络课程教学产生了较大影响，被多所名校采用为教材，成为清华大学和中科院博士入学考试网络课程的主要参考书。本书以因特网五层模型为框架，以形象直观的描述手法，详细地介绍了数据通信和网络领域的基础知识、基本概念、基本原理和实践方法，堪称数据通信和网络方面的经典著作。本书适合作为计算机专业有关数据通信和网络课程的本科生或研究生的教材或教学参考书，也可作为相关的研究人员和技术人员的参考书。本书特点：● 作者教学经验丰富，书中反映实际应用、工作实例和众多新近的实践问题。● 图表众多，并且尽量少地使用数学公式。复杂的概念通过形象直观的图解加以清晰的说明。● 较第3版增加了新的一章“网络管理：SNMP”（第28章）；修订后的第30章、第31章和第32章涉及因特网和建网中最新的安全问题。

暂缺《数据通信与网络（原书第4版）》作者简介

第一部分  概      述
第1章  绪论        2
1.1  数据通信        2
1.1.1  组成        3
1.1.2  数据表示        3
1.1.3  数据流        4
1.2  网络        5
1.2.1  分布式处理        5
1.2.2  网络准则        5
1.2.3  物理结构        5
1.2.4  网络模型        9
1.2.5  网络分类        9
1.2.6  网络互联：因特网        10
1.3  因特网        11
1.3.1  历史简介        11
1.3.2  因特网现状        12
1.4  协议和标准        13
1.4.1  协议        13
1.4.2  标准        13
1.4.3  标准化组织        14
1.4.4  因特网标准        14
推荐读物        15
本章小结        15
习题        16
第2章  网络模型        17
2.1  任务分层        17
2.1.1  发送方、接收方和载体        17
2.1.2  层次结构        18
2.2  OSI模型        18
2.2.1  层次化体系        19
2.2.2  对等过程        19
2.2.3  封装        20
2.3  OSI模型的各层功能        21
2.3.1  物理层        21
2.3.2  数据链路层        21
2.3.3  网络层        23
2.3.4  传输层        24
2.3.5  会话层        25
2.3.6  表示层        25
2.3.7  应用层        26
2.3.8  各层功能小结        27
2.4  TCP/IP协议族        27
2.4.1  物理层和数据链路层        28
2.4.2  网络层        28
2.4.3  传输层        29
2.4.4  应用层        29
2.5  寻址        29
2.5.1  物理地址        30
2.5.2  逻辑地址        31
2.5.3  端口地址        32
2.5.4  专用地址        33
推荐读物        33
本章小结        33
习题        34
第二部分  物理层和介质
第3章  数据和信号        37
3.1  模拟与数字        37
3.1.1  模拟数据与数字数据        37
3.1.2  模拟信号与数字信号        37
3.1.3  周期信号与非周期信号        38
3.2  周期模拟信号        38
3.2.1  正弦波        38
3.2.2  相位        41
3.2.3  波长        42
3.2.4  时域和频域        42
3.2.5  复合信号        43
3.2.6  带宽        45
3.3  数字信号        47
3.3.1  比特率        48
3.3.2  位长        48
3.3.3  数字信号是一种复合模拟信号        48
3.3.4  数字信号的传输        49
3.4  传输减损        54
3.4.1  衰减        54
3.4.2  失真        55
3.4.3  噪声        56
3.5  数据速率限制        57
3.5.1  无噪声通道：奈奎斯特比特率        57
3.5.2  噪声通道：香农容量定理        58
3.5.3  使用两种限制条件        59
3.6  性能        59
3.6.1  带宽        59
3.6.2  吞吐量        60
3.6.3  延迟        60
3.6.4  带宽与延迟的乘积        62
3.6.5  抖动        63
推荐读物        63
本章小结        63
习题        64
第4章  数字传输        67
4.1  数字到数字转换        67
4.1.1  线路编码        67
4.1.2  线路编码方案        70
4.1.3  块编码        76
4.1.4  扰动        78
4.2  模拟到数字转换        79
4.2.1  脉冲码调制（PCM）        79
4.2.2  Delta调制（DM）        85
4.3  传输模式        86
4.3.1  并行传输        87
4.3.2  串行传输        87
推荐读物        89
本章小结        89
习题        90
第5章  模拟传输        92
5.1  数字到模拟转换        92
5.1.1  数模转换问题        92
5.1.2  幅移键控        93
5.1.3  频移键控        95
5.1.4  相移键控        96
5.1.5  正交振幅调制        99
5.2  模拟信号调制        99
5.2.1  调幅        100
5.2.2  调频        100
5.2.3  调相        101
推荐读物        102
本章小结        102
习题        103
第6章  带宽利用        105
6.1  复用        105
6.1.1  频分复用        106
6.1.2  波分复用        109
6.1.3  同步时分复用        110
6.1.4  统计时分复用        117
6.2  扩频        118
6.2.1  跳频扩频（FHSS）        118
6.2.2  直接序列扩频        120
推荐读物        120
本章小结        120
习题        121
第7章  传输介质        124
7.1  有向介质        125
7.1.1  双绞线        125
7.1.2  同轴电缆        127
7.1.3  光缆        128
7.2  无线通信        132
7.2.1  无线电波        133
7.2.2  微波        133
7.2.3  红外波        134
推荐读物        135
本章小结        135
习题        135
第8章  交换        138
8.1  电路交换网络        138
8.1.1  三个阶段        140
8.1.2  效率        140
8.1.3  延迟        141
8.1.4  电话网中电路交换技术        141
8.2  数据报网络        141
8.2.1  路由表        142
8.2.2  效率        142
8.2.3  延迟        143
8.2.4  因特网中的数据报网        143
8.3  虚电路网络        143
8.3.1  编址        144
8.3.2  三个阶段        144
8.3.3  效率        146
8.3.4  虚电路网络延迟        146
8.3.5  广域网中电路交换技术        147
8.4  交换机结构        147
8.4.1  电路交换机结构        147
8.4.2  分组交换机结构        150
推荐读物        152
本章小结        153
习题        153
第9章  使用电话网和有线电视网进行
数据传输        156
9.1  电话网络        156
9.1.1  主要组成        156
9.1.2  LATA        157
9.1.3  信令        158
9.1.4  电话网络提供的业务        160
9.2  电话调制解调器        161
9.3  数字用户线路        163
9.3.1  ADSL        163
9.3.2  ADSL Lite        165
9.3.3  HDSL        166
9.3.4  SDSL        166
9.3.5  VDSL        166
9.3.6  总结        166
9.4  有线电视网        166
9.4.1  传统有线网络        166
9.4.2  光纤同轴电缆混合（HFC）
网络        167
9.5  有线电视网络用作数据传输        168
9.5.1  带宽        168
9.5.2  共享        169
9.5.3  CM与CMTS        169
9.5.4  数据传输方案：DOCSIS        170
推荐读物        170
本章小结        170
习题        171
第三部分  数据链路层
第10章  检错与纠错        174
10.1  引言        174
10.1.1  差错的类型        174
10.1.2  冗余        175
10.1.3  检错和纠错        175
10.1.4  前向纠错和重传        175
10.1.5  编码        175
10.1.6  模运算        176
10.2  块编码        176
10.2.1  差错检测        177
10.2.2  纠错        178
10.2.3  汉明距离        178
10.2.4  最小汉明距离        179
10.3  线性块编码        181
10.3.1  线性块编码的最小距离        181
10.3.2  一些线性块编码        181
10.4  循环编码        186
10.4.1  循环冗余校验        186
10.4.2  硬件实现        188
10.4.3  多项式        190
10.4.4  循环编码分析        192
10.4.5  循环编码的优点        195
10.4.6  其他循环编码        195
10.5  校验和        195
10.5.1  概念        195
10.5.2  反码        195
10.5.3  因特网校验和        196
推荐读物        198
本章小结        198
习题        198
第11章  数据链路控制        202
11.1  成帧        202
11.1.1  固定长度成帧        202
11.1.2  可变长度成帧        202
11.2  流量控制和差错控制        204
11.2.1  流量控制        204
11.2.2  差错控制        205
11.3  协议        205
11.4  无噪声通道        205
11.4.1  最简单的协议        205
11.4.2  停止等待协议        207
11.5  有噪声通道        209
11.5.1  停止等待自动重复请求        209
11.5.2  回退N帧自动重发请求        214
11.5.3  选择性重复ARQ        220
11.5.4  捎带        225
11.6  高级数据链路控制        226
11.6.1  配置和传输方式        226
11.6.2  帧        226
11.6.3  控制字段        227
11.7  点到点协议        231
11.7.1  成帧        231
11.7.2  传输阶段        232
11.7.3  多路复用        232
11.7.4  多链路PPP        236
推荐读物        237
本章小结        238
习题        238
第12章  多路访问        241
12.1  随机访问        241
12.1.1  ALOHA        242
12.1.2  载波侦听多路访问（CSMA）        246
12.1.3  带冲突检测的载波侦听多路
访问（CSMA/CD）        248
12.1.4  带冲突避免的载波侦听多
路访问（CSMA/CA）        251
12.2  受控访问        253
12.2.1  预约        253
12.2.2  轮询        253
12.2.3  令牌传递        254
12.3  通道化        255
12.3.1  频分多路访问（FDMA）        255
12.3.2  时分多路访问（TDMA）        256
12.3.3  码分多路访问（CDMA）        257
推荐读物        261
本章小结        261
习题        262
第13章  有线局域网：以太网        264
13.1  IEEE标准        264
13.1.1  数据链路层        264
13.1.2  物理层        265
13.2  标准以太网        265
13.2.1  MAC子层        266
13.2.2  物理层        269
13.3  标准的变化        271
13.3.1  桥接以太网        271
13.3.2  交换式以太网        272
13.3.3  全双工以太网        273
13.4  快速以太网        273
13.4.1  MAC子层        273
13.4.2  物理层        274
13.5  千兆以太网        275
13.5.1  MAC子层        276
13.5.2  全双工模式        276
13.5.3  物理层        276
13.5.4  10千兆以太网        278
推荐读物        279
本章小结        279
习题        279
第14章  无线局域网        281
14.1  IEEE 802.11        281
14.1.1  体系结构        281
14.1.2  MAC层        282
14.1.3  寻址机制        286
14.1.4  物理层        288
14.2  蓝牙        290
14.2.1  体系结构        290
14.2.2  蓝牙层        291
14.2.3  无线电层        291
14.2.4  基带层        291
14.2.5  L2CAP        294
14.2.6  其他上层        295
推荐读物        295
本章小结        295
习题        295
第15章  连接局域网、主干网和虚拟局
域网        297
15.1  连接设备        297
15.1.1  无源集线器        297
15.1.2  中继器        297
15.1.3  有源集线器        298
15.1.4  网桥        299
15.1.5  两层交换机        303
15.1.6  路由器        304
15.1.7  三层交换机        304
15.1.8  网关        304
15.2  主干网        304
15.2.1  总线型主干网        304
15.2.2  星型主干网        305
15.2.3  连接远程LAN        305
15.3  虚拟局域网        306
15.3.1  成员        307
15.3.2  配置        308
15.3.3  交换机间的通信        308
15.3.4  IEEE标准        309
推荐读物        309
本章小结        309
习题        310
第16章  无线WAN：移动电话和卫星
网络        311
16.1  移动电话        311
16.1.1  频率复用原理        311
16.1.2  传输        312
16.1.3  接收        312
16.1.4  漫游        312
16.1.5  第一代        312
16.1.6  第二代        313
16.1.7  第三代        317
16.2  卫星网络        318
16.2.1  轨道        319
16.2.2  覆盖区域        319
16.2.3  三种类型的人造卫星        319
推荐读物        324
本章小结        324
习题        324
第17章  广域网SONET/SDH        326
17.1  体系结构        326
17.1.1  信号        326
17.1.2  SONET设备        326
17.1.3  连接        327
17.2  SONET 层        328
17.2.1  路径层        328
17.2.2  线路层        328
17.2.3  段层        328
17.2.4  光子层        328
17.2.5  设备-层之间的关系        328
17.3  SONET帧        329
17.3.1  帧、字节和位传输        329
17.3.2  STS-1帧格式        330
17.3.3  开销总结        332
17.3.4  封装        332
17.4  STS多路复用        333
17.4.1  字节交替        334
17.4.2  重组信号        335
17.4.3  分插复用器        335
17.5  SONET 网络        336
17.5.1  线状网络        336
17.5.2  环状网络        337
17.5.3  网状网络        339
17.6  虚拟支路        339
推荐读物        340
本章小结        340
习题        341
第18章    虚电路网络：帧中继和ATM        342
18.1  帧中继        342
18.1.1  结构        343
18.1.2  帧中继层        344
18.1.3  扩展地址        345
18.1.4  FRAD        345
18.1.5  VOFR        345
18.1.6  LMI        345
18.1.7  拥塞控制和服务质量        345
18.2  ATM        346
18.2.1  设计目标        346
18.2.2  问题        346
18.2.3  结构        348
18.2.4  交换        349
18.2.5  ATM层        350
18.2.6  拥塞控制和服务质量        354
18.3  ATM局域网        354
18.3.1  ATM局域网体系结构        354
18.3.2  局域网仿真（LANE）        356
18.3.3  客户/服务器模型        356
18.3.4  具有客户/服务器的混合
体系结构        357
推荐读物        357
本章小结        358
习题        358
第四部分  网  络  层
第19章  逻辑寻址        362
19.1  IPv4地址        362
19.1.1  地址空间        362
19.1.2  标记法        363
19.1.3  分类寻址        364
19.1.4  无类寻址        366
19.1.5  网络地址转换（NAT）        372
19.2  IPv6地址        374
19.2.1  结构        374
19.2.2  地址空间        375
推荐读物        378
本章小结        378
习题        379
第20章  IP协议        382
20.1  网际互联        382
20.1.1  网络层需求        382
20.1.2  作为数据报网络的因特网        384
20.1.3  作为无连接网络的因特网        384
20.2  IPv4        384
20.2.1  数据报        385
20.2.2  分段        389
20.2.3  校验和        392
20.2.4  选项        392
20.3  IPv6        393
20.3.1  优点        394
20.3.2  分组格式        394
20.3.3  扩展头部        397
20.4  IPv4到IPv6的过渡        398
20.4.1  双协议栈        399
20.4.2  隧道技术        399
20.4.3  头部转换        399
推荐读物        400
本章小结        400
习题        401
第21章  地址映射、差错报告和多播        403
21.1  地址映射        403
21.1.1  逻辑地址到物理地址的映射：
ARP        404
21.1.2  物理地址映射到逻辑地址：
RARP、BOOTP和DHCP        408
21.2  ICMP         410
21.2.1  报文类型        410
21.2.2  报文格式        410
21.2.3  差错报告        411
21.2.4  查询        413
21.2.5  调试工具        414
21.3  IGMP        416
21.3.1  组管理        417
21.3.2  IGMP 报文        417
21.3.3  报文格式        417
21.3.4  IGMP操作        418
21.3.5  封装        420
21.3.6  Netstat应用程序        421
21.4  ICMPv6        422
21.4.1  差错报告        422
21.4.2  查询        423
推荐读物        423
本章小结        424
习题        425
第22章  传递、转发和路由选择        427
22.1  传递        427
22.2  转发        428
22.2.1  转发技术        428
22.2.2  转发过程         429
22.2.3  路由表         433
22.3  单播路由选择协议         435
22.3.1  优化原则        435
22.3.2  域内部和域间路由选择         435
22.3.3  距离向量路由选择        436
22.3.4  链路状态路由选择         440
22.3.5  路径向量路由选择         445
22.4  多播路由选择协议        448
22.4.1  单播、多播与广播        448
22.4.2  应用         450
22.4.3  多播路由选择         450
22.4.4  多播路由选择协议        452
推荐读物        459
本章小结         459
习题        460
第五部分  传  输  层
第23章  UDP、TCP和SCTP        464
23.1  进程到进程的传递        464
23.1.1  客户/服务器模式        464
23.1.2  复用与分离        466
23.1.3  无连接服务与面向连接的服务        466
23.1.4  可靠服务与不可靠服务        467
23.1.5  三种协议        467
23.2  用户数据报协议（UDP）        468
23.2.1  熟知端口号         468
23.2.2  用户数据报         469
23.2.3  校验和         469
23.2.4  UDP的操作         471
23.2.5  UDP的使用         472
23.3  TCP         472
23.3.1  TCP服务         472
23.3.2  TCP特点         475
23.3.3  段         476
23.3.4  TCP连接         478
23.3.5  流量控制         482
23.3.6  差错控制        483
23.3.7  拥塞控制         486
23.4  SCTP         486
23.4.1  SCTP服务         486
23.4.2  SCTP特性         487
23.4.3  分组格式         490
23.4.4  SCTP关联         491
23.4.5  流量控制         494
23.4.6  差错控制         496
23.4.7  拥塞控制         498
推荐读物        498
本章小结         498
习题        499
第24章  拥塞控制和服务质量         502
24.1  数据通信量         502
24.1.1  通信量描述符         502
24.1.2  通信量特征值         503
24.2  拥塞        503
24.3  拥塞控制         505
24.3.1  开环拥塞控制         505
24.3.2  闭环拥塞控制         506
24.4  两个示例         507
24.4.1  TCP中的拥塞控制         507
24.4.2  帧中继中的拥塞控制         510
24.5  服务质量         511
24.5.1  数据流特性         512
24.5.2  数据流类型         512
24.6  改进QoS的技术         512
24.6.1  调度         512
24.6.2  通信量整形        513
24.6.3  资源预留        515
24.6.4  许可控制         515
24.7  综合业务         515
24.7.1  信令         516
24.7.2  数据流规范         516
24.7.3  许可         516
24.7.4  业务类型         516
24.7.5  RSVP         516
24.7.6  综合业务所存在的问题        518
24.8  差分业务        518
24.9  交换网络中的QoS         520
24.9.1  帧中继中的QoS         520
24.9.2  ATM中的QoS         521
推荐读物         522
本章小结         522
习题        523
第六部分  应  用  层
第25章  域名系统         526
25.1  名字空间         526
25.1.1  平面名字空间         527
25.1.2  层次名字空间         527
25.2  域名空间         527
25.2.1  标号         527
25.2.2  域名         528
25.2.3  域         528
25.3  名字空间的分布         529
25.3.1  名字服务器的层次结构         529
25.3.2  区域         529
25.3.3  根服务器         530
25.3.4  主服务器和辅助服务器         530
25.4  因特网中的DNS        530
25.4.1  通用域         530
25.4.2  国家域         531
25.4.3  反向域         531
25.5  解析         532
25.5.1  解析程序         532
25.5.2  名字到地址的映射         532
25.5.3  地址到名字的映射        533
25.5.4  递归解析        533
25.5.5  迭代解析         533
25.5.6  高速缓存         533
25.6  DNS报文         534
25.7  记录的类型         535
25.7.1  询问记录        535
25.7.2  资源记录         535
25.8  注册机构         535
25.9  动态域名系统（DDNS）        535
25.10  封装         536
推荐读物        536
本章小结         536
习题        537
第26章  远程登录、电子邮件与文件
传输        539
26.1  远程登录         539
26.2  电子邮件         544
26.2.1  构架         544
26.2.2  用户代理         546
26.2.3  报文传输代理：SMTP        550
26.2.4  报文访问代理：POP和IMAP        552
26.2.5  基于Web的邮件         554
26.3  文件传输         554
26.3.1  文件传输协议(FTP)        554
26.3.2  匿名FTP         557
推荐读物        557
本章小结         558
习题        559
第27章  万维网与超文本传输协议         561
27.1  体系架构         561
27.1.1  客户（浏览器）        561
27.1.2  服务器         561
27.1.3  统一资源定位符         562
27.1.4  Cookies         562
27.2  Web文档        563
27.2.1  静态文档         563
27.2.2  动态文档         565
27.2.3  活动文档         566
27.3  超文本传输协议（HTTP）         567
27.3.1  HTTP事务         567
27.3.2  持续与非持续连接        572
27.3.3  代理服务器         572
推荐读物        572
本章小结         573
习题        574
第28章  网络管理        576
28.1  网络管理系统         576
28.1.1  配置管理        576
28.1.2  故障管理         577
28.1.3  性能管理         578
28.1.4  安全管理         578
28.1.5  计费管理         578
28.2  简单网络管理协议（SNMP）         578
28.2.1  概念         578
28.2.2  管理组件         579
28.2.3  管理信息结构         581
28.2.4  管理信息数据库（MIB）         585
28.2.5  字典排序        587
28.2.6  SNMP         588
28.2.7  报文        589
28.2.8  UDP端口         591
28.2.9  安全性         592
推荐读物         592
本章小结         593
习题        593
第29章  多媒体         595
29.1  音频与视频的数字化         595
29.1.1  音频数字化         595
29.1.2  视频数字化        596
29.2  音频和视频压缩         596
29.2.1  音频压缩         596
29.2.2  视频压缩        597
29.3  流式存储音频／视频        599
29.3.1  第一种方法：使用Web服务器        599
29.3.2  第二种方法：使用带有元
文件的Web服务器         600
29.3.3  第三种方法：使用媒体服务器        600
29.3.4  第四种方法：使用媒体服
务器和RTSP         601
29.4  流式实时音频／视频         602
29.5  实时交互式音频／视频         602
29.6  实时传输协议         605
29.6.1  RTP分组格式         605
29.6.2  UDP端口        606
29.7  实时传输控制协议         607
29.7.1  发送方报告        607
29.7.2  接收方报告         607
29.7.3  源描述报文         607
29.7.4  关闭报文         607
29.7.5  特定应用报文        607
29.7.6  UDP端口         607
29.8  IP语音         608
29.8.1  SIP         608
29.8.2  H.323         610
推荐读物         611
本章小结        611
习题        612
第七部分  网 络 安 全
第30章  密码学         615
30.1  引言        615
30.1.1  定义         615
30.1.2  两类         616
30.2  对称密钥密码学         617
30.2.1  传统加密算法         617
30.2.2  简单的现代加密算法        619
30.2.3  现代迭代加密         621
30.2.4  运算模式        624
30.3  非对称密钥密码学         627
30.3.1  RSA         627
30.3.2  Diffie-Hellman 加密系统         630
推荐读物        632
本章小结        633
习题        634
第31章  网络安全服务         636
31.1  网络安全服务种类         636
31.1.1  报文保密性         636
31.1.2  报文完整性         636
31.1.3  报文鉴别性        636
31.1.4  不可否认性         636
31.1.5  实体鉴别        636
31.2  报文保密性        636
31.2.1  对称密钥密码学的保密性        637
31.2.2  非对称密钥密码学的保密性        637
31.3  报文完整性        638
31.3.1  文档与指纹         638
31.3.2  报文与报文摘要         638
31.3.3  差异         638
31.3.4  创建和检验报文摘要        639
31.3.5  散列函数准则         639
31.3.6  散列算法：SHA-1         640
31.4  报文鉴别         641
31.5  数字签名         642
31.5.1  比较         642
31.5.2  需要密钥        643
31.5.3  过程        643
31.5.4  服务        644
31.5.5  签名方案         645
31.6  实体鉴别         645
31.6.1  口令        646
31.6.2  询问-应答         647
31.7  密钥管理         649
31.7.1  对称密钥的分发        649
31.7.2  公钥分发         652
推荐读物         655
本章小结         655
习题         656
第32章  因特网中的安全措施        658
32.1  IP层的安全：IPSec        658
32.1.1  两种方式         659
32.1.2  两种安全协议        661
32.1.3  安全关联         662
32.1.4  因特网密钥交换（IKE）         664
32.1.5  虚拟专用网         664
32.2  SSL/TLS         667
32.2.1  SSL服务         667
32.2.2  安全参数         668
32.2.3  会话与连接         669
32.2.4  四个协议         670
32.2.5  传输层安全         671
32.3  PGP        671
32.3.1  安全参数        672
32.3.2  服务         672
32.3.3  一种设想情形         672
32.3.4  PGP算法        673
32.3.5  密钥环         674
32.3.6  PGP证书         675
32.4  防火墙         676
32.4.1  分组过滤防火墙         677
32.4.2  代理防火墙         677
推荐读物        678
本章小结         678
习题        679
参考文献        681
缩略词         684
术语表         688
附录