《計算機網絡》共9章。第1、2章介紹計算機網絡的發展與應用、主要功能、分類、網絡體系結構、網絡參考模型以及網絡標準化組織的有關知識。第3章介紹數據通信的基礎知識。第4、5章講解數據鏈路層基本技術基礎以及基本協議原理,各種底層網絡技術,涉及各種局域網和高速局域網技術。第6、7章論述網絡層原理、互聯技術及其相關協議,涉及網絡互聯、TCP/IP參考模型、IP協議族、IP路由以及TCP和UDP協議、套接字編程接口等內容。第8章講解網絡應用程序相互作用模式以及各種具體的網絡應用。第9章討論了網絡安全基本原理與技術等內容。
《計算機網絡》力求結構嚴謹、層次分明、敘述準確、內容新穎。《計算機網絡》可供高等院校計算機專業、電子信息以及通信專業高年級本科生和低年級碩士研究生作為計算機網絡課程的教材使用,同時也可供計算機網絡設計人員、開發人員以及管理人員作為技術參考書使用。
《計算機網絡》依據現有考試大綱,涵蓋了計算機科學與技術專業碩士研究生入學考試統考中的網絡課程的全部知識點。在內容選擇上,一方面以ISO/OSI參考模型為背景介紹計算機網絡的體系結構、基本概念、原理和設計方法;另一方面以TCP/IP協議族為線索詳細討論各種常用的網絡互聯協議和網絡應用協議。
結構嚴謹、層次分明、敘述準確、內容新穎。突出基本原理與基本技術以及計算機網絡基礎知識點的闡述,同時力圖反映計算機網絡的最新發展趨勢與成果。在內容的編排上,依據現有考試大綱涵蓋了計算機科學與技術專業碩士研究生入學考試統考中的網絡課程的全部知識點。
隨著計算機網絡技術的迅速發展和應用,計算機網絡已成為當今最熱門的學科之一。從計算機網絡誕生至今的幾十年里,計算機網絡技術已經取得了飛躍發展。現在,計算機網絡(尤其是.Internet技術)不但在改變著人們的生活、學習、工作乃至思維方式,也對科學、政治、經濟甚至整個社會產生巨大的影響,國家的經濟建設和發展、安全和高效的管理等都將越來越依賴于計算機網絡。
本書重點闡述目前計算機網絡采用的比較成熟的思想、結構和方法,突出基本原理與基本技術,力求做到深入淺出、通俗易懂。在內容選擇上,一方面以ISO/OSI參考模型為背景介紹計算機網絡的體系結構/基本概念、原理和設計方法;另一方面以TCP/IP協議族為線索詳細討論各種常用的網絡互聯協議和網絡應用協議。考慮到讀者可能缺乏數據通信的有關知識,將簡要介紹數據通信的基礎知識。另外,本書在內容的編排上,依據現有考試大綱涵蓋了計算機科學與技術專業碩士研究生久學考試統考中的網絡課程的知識點,可以作為研究生入學考試的參考書。
本書共9章。第1、2章介紹計算機網絡的發展與應用、主要功能、分類、網絡體系結構、網絡參考模型以及網絡標準化組織的有關知識。第3章介紹數據通信知識,涉及數據通信基本概念和基礎理論、傳輸介質、多路復用技術、數據交換技術、調制解調技術以及物理層接口技術等內容。第4、5章討論數據鏈路層基本技術基礎以及基本協議原理,各種底層網絡技術,涉及各種局域網和高速局域網技術。第6、7章討論網絡層和傳輸層的原理、互聯技術及其相關協議,涉及網絡互聯TCP/IP參考模型、IP協議族、IP路由以及TCP和UDP協議、套接字編程接口等內容。第8章討論網絡應用程序相互作用模式以及各種具體的網絡應用,涉及域名系統、文件傳輸和訪問、電子郵件、萬維網技術。第9章討論了網絡安全基本原理與技術等內容。
本書由鄭州輕工業學院張杰、甘勇主編,黃道穎、李健勇副主編。第1章由張杰、甘勇編寫,第2章由吳強編寫,第3章由梁文靜編寫,第4章由張杰編寫,第5章由李健勇編寫,第6章由李建春、張杰編寫,第7章由李學橋、黃道穎編寫,第8章由李建春編寫,第9章由張靜編寫。張杰、甘勇、李健勇、黃道穎負責本書的統稿和組織工作。在本書的編寫和出版過程中,得到了鄭州輕工業學院教務處和機械工業出版社的大力支持,在此由衷地向他們表示感謝!
由于計算機網絡技術發展非常迅速,涉及的知識面廣,加之作者水平有限,書中難免存在錯漏之處,歡迎廣大讀者批評指正。
前言
第1章 緒論
1.1 計算機網絡的定義與功能
1.1.1 計算機網絡的定義與組成
1.1.2 計算機網絡的功能
1.1.3 計算機網絡與互聯網的發展歷史
1.2 計算機網絡的分類與性能
1.2.1 計算機網絡的分類
1.2.2 計算機網絡的性能指標
1.3 計算機網絡標準化及相關組織
習題
第2章 計算機網絡體系結構與參考模型
2.1 計算機網絡的分層結構及其相關概念
2.2 OSI參考模型
2.2.1 OS!參考模型的產生
2.2.2 OSI參考模型的層次結構及其功能
2.2.3 OSI參考模型層次之間的關系
2.2 14數據封裝
2.3 計算機網絡硬件與軟件
2.3.1 各層的設計問題
2.3.2 面向連接與無連接的服務
2.3.3 服務原語
2.3.4 服務與協議的關系
2.4 FCP/IP參考模型
2.4.1 TCP/IP參考模型層次結構
2.4.2 TCP/IP協議棧與數據封裝
2.4 1 3OSI參考模型與TCP/IP參考模型
的比較
2.4.4 本書網絡教學參考模型
習題
第3章 物理層
3.1 物理層設計要點
3.2 數據通信基礎
3.2.1 數字通信中的一些基本概念
3.2.2 奈奎斯特定理和香農定理
3.2.3 數據交換技術
3.3 傳輸介質
3.3.1 導向傳輸介質
3.3.2 非導向傳輸介質
3.4 信道復用技術
3.4.1 頻分多路復用
3.4.2 時分多路復用
3.4.3 波分復用
3.4.4 碼分多路復用
3.5 物理層接口特性與設備
3.5.1 物理層接口特性
3.5.2 中繼器
3.5.3 集線器
習題
第4章 數掘鏈路層
4.1 數據鏈路層的設計要點
4.1.1 組幀
4.1.2 差錯控制
4.1.3 流量控制
4.1.4 鏈路管理
4.1.5 為網絡層提供的服務
4.2 錯誤檢測和糾正
4.2.1 檢錯碼
4.2.2 糾錯碼
4.3 基本數據鏈路協議
4.3.1 無限制單工協議
4.3.2 單工停一等協議
4.3.3 有噪聲信道的單工協議
4.4 滑動窗口協議
4.4.1 滑動窗口協議基本原理
4.4.2 一位滑動窗口協議
4.4.3 回退,幀滑動窗口協議
4.4.4 選擇重傳滑動窗口協議
4.5 數據鏈路層協議示例
4.5.1 HDLC——高級數據鏈路控制
4.5.2 PPP協議
4.5.3 X.2 5和幀中繼
4.5.4 ATM
習題
第5章 局域網及介質訪問控制子層
5.1 局域網概述
5.2 多路訪問協議
5.2.1 ALOHA系統
5.2.2 CSMA
5.2.3 CSMA/CD
5.2.4 CSMA/CA
5.3 以太網
5.3.1 IEEE802標準
5.3.2 以太網體系結構
5.3.3 曼徹斯特編碼
5.3.4 以太網MAC子層協議
5.3.5 二元指數后退算法
5.3.6 交換式以太網
5.3.7 快速以太網
5.3.8 千兆以太網
5.3.9 IEEE802.2 邏輯鏈路控制
5.4 無線局域網
5.4.1 IEEE802.1 1協議棧
5.4.2 IEEE802.1 1物理層
5.4 13IEEE802.1 1MAC子層協議
5.4.4 IEEE802.1 1幀結構
5.4.5 無線局域網的服務
5.5 令牌環網
5.5.1 802.5 令牌環網的體系結構
5.5.2 IEEE802.5 MAC子層協議
5.5.3 IEEE802.5 協議棧
5.5.4 IEEE802.5 幀結構
5.6 數據鏈路層交換
5.6.1 網橋的概念和功能
5.6.2 本地的網絡互聯
5.6.3 透明網橋和生成樹協議
5.6.4 源選徑網橋
5.6.5 虛擬局域網
習題
第6章 網絡層
6.1 網絡層設計要點
6.1.1 存儲一轉發思想
6.1.2 為傳輸層提供的服務
6.1.3 無連接服務的實現
6.1.4 面向連接服務的實現
6.1.5 虛電路交換和數據報交換的
比較
6.2 路由算法
6.2.1 路由算法概述
6.2.2 最短路徑路由選擇
6.2.3 擴散路由算法
6.2.4 距離矢量路由選擇算法
6.2.5 鏈路狀態路由選擇算法
6.2.6 分級的路由選擇
6.2.7 多播路由
6.2.8 移動主機路由
6.3 擁塞控制
6.3.1 擁塞控制的通用原則
6.3.2 擁塞控制的一般原理
6.4 服務質量
6.5 網絡互聯
6.5.1 網絡的不同之處
6.5.2 路由器及其在網際互聯中的
作用
6.6 IP協議
6.6.1 IP協議
6.6.2 IP地址
6.6.3 IP數據報的格式
6.6.4 ICMP
6.6.5 地址解析協議ARP和逆地址解析協議RARP
6.7 劃分子網和構造超網
6.7.1 劃分子網和子網掩碼
6.7.2 使用子網掩碼的分組轉發過程
6.7.3 無分類編址域間路由CIDR
6.8 因特網路由選擇協議
6.8.1 內部網關協議
6.8.2 外部網關路由協議BGP
6.9 IPv6
習題
第7章 傳輸層
7.1 概述
7.1.1 向上層提供的服務
7.1.2 傳輸服務原語
7.1.3 Berkeley Socket(伯克利套接字)
7.2 傳輸協議的要素
7.2.1 編址
7.2.2 建立連接
7.2.3 釋放連接
7.2.4 流控制和緩沖
7.3 用戶數據報協議
7.3.1 UDP協議的主要特點
7.3.2 UDP的基本工作過程
7.3.3 UDP端口號分配方法
7.3.4 UDP數據報格式
7.3.5 實時傳輸協議..
7.4 傳輸控制協議TCP
7.4.1 TCP協議的主要特點
7.4.2 TCP的端口號分配和Socket地址
7.4.3 TCP報文段的格式
7.4.4 TCP傳輸連接建立與釋放
7.4.5 TCP流量與擁塞控制
7.4.6 TCP差錯控制
7.4.7 TCP的計時器
7.4.8 無線TCP和UDP
7.4.9 事務型TCP
習題
第8章 應用層
8.1 概述
8.1.1 C/S模式
8.1.2 P2P模式
8.1.3 P2P與C/S的對比
8.2 DNS域名系統
8.2.1 DNS層次域名空間
8.2.2 資源記錄
8.2.3 域名服務器
8.2.4 域名解析過程
8.2.5 應用實例
8.3 電子郵件
8.3.1 電子郵件系統的組成結構.l
8.3.2 電子郵件格式與MIME.l
8.3.3 SMTP與POP3
8.3.4 應用實例
8.4 WWW
8.4.1 WWW的概念與組成結構
8.4.2 HTTP——超文本傳輸協議
8.4.3 應用實例
8.5 FTP
8.5.1 FTP工作原理
8.5.2 控制連接與數據連接
8.5.3 應用實例
習題
第9章 網絡安全技術
9.1 網絡安全概述
9.1.1 網絡安全的基本概念
9.1.2 網絡安全的特征
9.2 數據加密技術
9.2.1 古典加密技術
9.2.2 對稱密鑰算法
9.2.3 公開密鑰算法
9.3 數字簽名
9.3.1 對稱密鑰簽名
93.2 公開密鑰數字簽名
9.3.3 消息摘要
9.3.4 生日攻擊
9.4 認證協議
9.4.1 基于共享密鑰的認證協議.1
9.4.2 基于公開密鑰加密的相互鑒別
9.4.3 使用Ker beros的認證協議
9.5 通信安全
9.5.1 IPSec
9.5.2 防火墻
9.5.3 入侵檢測系統
9.5.4 虛擬私有網絡
9.6 電子郵件安全
9.6.1 PGP郵件公鑰加密技術
9.6.2 :PEM加密加強型郵件標準
9.7 Web安全
9.7.1 安全威脅
9.7.2 安全套接字層SSI.
習題
參考文獻
1.1.2 計算機網絡的功能
計算機網絡的功能主要體現在以下幾個方面:
(1)信息交換
信息交換是計算機網絡最基本的功能,主要完成計算機網絡中各個節點之間的系統通信,也可以稱為數據通信。例如:電子郵件、發布新聞消息、電子貿易、遠程電子教育等。
(2)資源共享
資源是指構成計算機網絡系統的所有要素,包括硬件資源、軟件資源和數據資源,其中共享數據資源最為重要。例如:計算處理能力、大容量磁盤、高速打印機、繪圖儀、通信線路、數據庫、文件和其他計算機上的有關信息。網絡上的計算機可以共享整個網絡的資源。
(3)分布式處理
一項復雜的任務可以劃分成許多部分,由網絡內各計算機分別協作并執行完成相關部分,使整個系統的性能大為增強。
(4)集中管理
計算機網絡技術的發展和應用,已使得現代辦公、經營管理的模式發生了很大的變化。目前,已經有了許多MIS系統、OA系統等,通過這些系統可以實現日常工作的集中管理,提高工作效率,增加經濟效益。
(5)遠程傳輸
在計算機網絡中,分布在世界各地的用戶可以互相傳輸數據信息,互相交流,協同工作。
(6)負載均衡
負載均衡是指工作被均勻地分配給網絡上的各臺計算桃。鋼絡控制中心負責分配和檢測,當某臺計算機負載過重時,系統會自動轉移部分工作到負載較輕的計算機中去處理。