《計算機網絡》在深入介紹計算機網絡基本原理,并做到系統性好、概念準確、層次清晰、易于學習、語言簡練的基礎上,強調了以下三個方面:其一,在計算機網絡技術的基本原理介紹上更側重于目前廣泛應用的主流技術與實用技術;其二,加強了適合計算機網絡發展方向,比較新的、比較成熟的網絡技術方面的知識內容,例如:流媒體、P2P、WPAN、MPAN、IPv6、MPLS、服務質量控制等內容;其三,教材更注重學生實踐應用能力的培養,每章都精心編寫了合適的實例。這些實例強調實踐性與實用性,且與相關網絡技術的基本原理結合緊密,每章的實踐題與這些實例相對應。
全書共分10章,全面介紹了計算機網絡概論、數據通信基礎、局域網、廣域網、TCP/IP協議基礎、網絡互聯、Internet應用基礎、網絡管理與網絡安全、無線網絡和下一代的Internet等內容。其中前6章為基礎內容,后4章涉及較多較新的網絡技術。每章配有較多的習題和實踐題,習題便于教師教學與學生課后練習,且可以用于確定教學重點;實踐題可用于實踐課和學生的課后實踐。
《計算機網絡》可作為各類本科院校的計算機、通信、電子信息類各專業的計算機網絡課程教材,也可以作為其他專業學生、教師、網絡技術人員自學的參考書。
21世紀的一個重要特征是數字化、網絡化與信息化,以Internet為代表的計算機互聯網絡是現代社會最重要的信息基礎設施之一,它已滲透到社會的各個領域,成為國家進步和社會發展的重要支柱。計算機網絡技術發展迅速,以Internet為基礎的新的應用不斷出現并迅速普及。同時,網絡相關產業發展也極為迅速,并成為計算機、通信、電子信息等類專業的許多大學生未來從業的方向。因此,如何讓學生更好掌握計算機網絡的基本理論、目前Internet的應用技術、支持Internet發展的網絡技術,并更好培養學生的網絡實踐應用能力,是至關重要的。這也是編寫本教材的目的。
本教材在深入介紹計算機網絡基本原理,并在做到系統性好、概念準確、層次清晰、易于學習、語言簡練的基礎上,強調了以下三個方面:
1)在計算機網絡技術的基本原理介紹上更側重于目前廣泛應用的主流技術與實用技術。
前言
第1章 計算機網絡概論1
1.1 計算機網絡的定義和發展1
1.1.1 計算機網絡的定義1
1.1.2 計算機網絡的發展2
1.2 計算機網絡分類6
1.2.1 按網絡的覆蓋范圍進行分類6
1.2.2 按網絡傳輸技術進行分類7
1.2.3 按網絡的使用者進行分類7
1.2.4 按網絡的管理方式分類8
1.2.5 按網絡的拓撲結構進行分類8
1.3 計算機網絡的組成10
1.3.1 網絡硬件和網絡軟件10
1.3.2 資源子網和通信子網11
1.4 計算機網絡體系結構12
1.4.1 協議與層次12
1.4.2 OSI與TCP/IP模型15
1.4.3 具有五層的體系結構數據的傳輸19
1.5 標準化組織21
1.5.1 電信界最有影響的組織21
1.5.2 國際標準界最有影響的組織22
1.6 計算機網絡的性能特性22
1.6.1 速率與帶寬22
1.6.2 延遲與吞吐量23
1.6.3 差錯率24
1.7 網絡實際考察實例25
習題25
實踐題26
第2章 數據通信基礎27
2.1 數據通信的基本概念27
2.1.1 數據通信系統模型27
2.1.2 數據通信系統的常用術語27
2.1.3 信道的極限信息傳輸速率28
2.2 物理傳輸媒體(介質)29
2.2.1 雙絞線及其制作實例30
2.2.2 同軸電纜32
2.2.3 光纖32
2.2.4 無線傳輸媒體(介質)33
2.3 數據編碼與傳輸方式36
2.3.1 數據編碼36
2.3.2 數據傳輸方式41
2.4 多路復用43
2.4.1 頻分多路復用44
2.4.2 波分多路復用45
2.4.3 時分多路復用45
2.4.4 碼分多路復用47
2.5 數據交換48
2.5.1 電路交換48
2.5.2 報文交換49
2.5.3 分組交換49
2.5.4 ATM交換51
2.6 物理層接口與協議51
2.6.1 物理層接口與標準的基本概念52
2.6.2 物理層標準舉例53
2.6.3 常見物理層設備55
2.7 差錯控制56
2.7.1 檢錯碼和校驗和56
2.7.2 確認重傳機制57
2.8 數據鏈路控制協議57
2.8.1 滑動窗口協議58
2.8.2 HDLC63
2.8.3 PPP65
習題68
實踐題69
第3章 局域網70
3.1 局域網概述70
3.1.1 局域網的技術特點71
3.1.2 局域網的組成和分類72
3.2 局域網體系結構73
3.2.1 IEEE802參考模型73
3.2.2 IEEE802標準系列75
3.2.3 MAC子層的令牌媒體訪問控制75
3.3 IEEE802.3 77
3.3.1 載波監聽多路訪問/沖突檢測(CSMA/CD)77
3.3.2 MAC地址與IEEE802.3 的MAC幀結構78
3.3.3 以太網的物理層81
3.4 交換式以太網82
3.4.1 交換式以太網的基本結構82
3.4.2 以太網交換機工作原理83
3.5 虛擬局域網VLAN85
3.5.1 虛擬局域網VLAN的概念85
3.5.2 利用交換機的VLAN劃分86
3.5.3 VLAN技術特性與配置實例87
3.5.4 虛擬局域網VLAN的優點89
3.6 結構化布線系統89
3.6.1 結構化布線系統概述89
3.6.2 結構化布線系統的組成90
3.7 以太網組網實例92
3.7.1 組建雙機互聯的對等網92
3.7.2 構建共享式對等網94
3.8 網絡操作系統95
習題97
實踐題97
第4章 廣域網98
4.1 廣域網的基本概念98
4.2 幀中繼99
4.2.1 幀中繼的基本概念99
4.2.2 幀中繼的幀格式99
4.2.3 幀中繼的用戶接入101
4.3 ATM102
4.3.1 ATM的基本概念102
4.3.2 ATM物理層103
4.3.3 ATM層104
4.3.4 ATM適配層105
4.3.5 ATM網絡結構與接口107
4.4 其他廣域網108
4.4.1 數字數據網DDN108
4.4.2 ISDN109
4.4.3 光同步數字傳輸網SDH/SONET112
4.4.4 xDSL技術簡介114
習題115
實踐題115
第5章 TCP/IP協議基礎116
5.1 TCP/IP協議概述116
5.2 互聯網絡層117
5.2.1 IP協議117
5.2.2 ARP協議121
5.2.3 子網劃分123
5.2.4 超網的基本概念124
5.2.5 網絡控制信息協議ICMP125
5.2.6 IP多播基礎127
5.2.7 虛擬專用網與NAT128
5.2.8 DHCP協議129
5.3 傳輸層133
5.3.1 傳輸層的基本概念133
5.3.2 用戶數據報協議UDP135
5.3.3 傳輸控制協議TCP136
5.4 應用層146
5.4.1 WWW服務146
5.4.2 DNS域名系統152
5.4.3 Telnet服務156
5.4.4 E?mail服務157
5.4.5 FTP服務160
5.4.6 TCP/IP測試命令使用實例162
習題164
實踐題166
第6章 網絡互聯167
6.1 網絡互聯的基本原理167
6.1.1 網絡互聯的基本概念167
6.1.2 網橋168
6.1.3 IP分組轉發機制171
6.2 Internet的路由選擇協議174
6.2.1 路由算法174
6.2.2 內部網關協議176
6.2.3 外部網關協議BGP?4181
6.3 路由器基礎183
6.3.1 路由器的基本功能183
6.3.2 路由器的基本工作原理183
6.3.3 路由器的結構185
6.3.4 第三層交換187
6.4 路由器基本配置實例189
6.4.1 通過Console口配置實例189
6.4.2 路由器IP地址配置實例190
6.4.3 PPP的PAP驗證配置實例191
6.4.4 幀中繼協議配置實例192
6.4.5 靜態路由配置實例192
6.4.6 動態路由協議RIP配置實例193
6.4.7 ACL配置實例194
習題194
實踐題195
第7章 Internet應用基礎196
7.1 Internet基礎知識196
7.1.1 Internet的演進196
7.1.2 Internet的組成199
7.1.3 Internet體系結構200
7.1.4 Internet的標準201
7.2 Internet使用實例201
7.2.1 IE的設置和使用實例202
7.2.2 用Outlook收發郵件實例207
7.2.3 網上信息搜索實例208
7.2.4 從Internet中下載文件實例209
7.3 Internet接入方式210
7.3.1 基于傳統電信網的有線接入210
7.3.2 基于有線電視網接入211
7.3.3 光纖接入技術212
7.3.4 以太網接入技術213
7.4 Web編程技術213
7.4.1 Web靜態編程214
7.4.2 Web動態編程技術簡介219
7.4.3 Web動態編程技術的兩個比較221
7.5 流媒體222
7.5.1 流媒體技術223
7.5.2 流媒體播送方式227
7.5.3 流媒體傳輸協議228
7.6 P2P應用簡介229
7.6.1 P2P的概念229
7.6.2 P2P應用技術簡介231
7.6.3 典型的P2P應用系統233
習題236
實踐題237
第8章 網絡管理與網絡安全238
8.1 網絡管理238
8.1.1 網絡管理概述238
8.1.2 簡單網絡管理協議240
8.2 網絡安全概述243
8.2.1 網絡安全的概念243
8.2.2 網絡安全技術必須解決的問題244
8.3 加密與認證技術249
8.3.1 基本概念249
8.3.2 對稱加密250
8.3.3 非對稱加密251
8.3.4 數字信封技術252
8.3.5 數字簽名技術253
8.3.6 網絡用戶的身份認證255
8.4 防火墻技術255
8.4.1 防火墻的基本概念255
8.4.2 防火墻技術256
8.4.3 防火墻的系統結構260
8.5 入侵檢測263
8.5.1 入侵檢測263
8.5.2 入侵防御的基本概念265
習題266
實踐題266
第9章 無線網絡267
9.1 無線局域網WLAN267
9.1.1 無線局域網的基本概念267
9.1.2 IEEE802.1 1物理層269
9.1.3 IEEE802.1 1的MAC子層協議269
9.1.4 IEEE802.1 1幀結構272
9.1.5 IEEE802.1 1服務273
9.1.6 筆記本計算機無線上網設置實例274
9.2 無線個域網WPAN276
9.2.1 藍牙技術與IEEE802.1 5.1 標準276
9.2.2 UWB技術278
9.2.3 IEEE802.1 5.4 與ZigBee279
9.3 無線城域網WMAN282
9.3.1 無線城域網的基本概念282
9.3.2 IEEE802.1 6物理層283
9.3.3 IEEE802.1 6的MAC層284
習題286
實踐題286
第10章 下一代的Internet287
10.1 IPv6技術287
10.1.1 IPv6協議287
10.1.2 ICMPv6292
10.1.3 IPSec293
10.2 多協議標記交換MPLS293
10.2.1 MPLS中的幾個重要概念294
10.2.2 MPLS基本工作過程295
10.2.3 MPLS頭部的位置與格式296
10.3 服務質量控制298
10.3.1 服務質量的基本概念298
10.3.2 調度和管制機制299
10.3.3 綜合服務IntServ301
10.3.4 區分服務DiffServ304
習題306
實踐題307
參考文獻308
IEEE802.5令牌協議使用了一個沿著環路(高地址-低地址-高地址)循環令牌的公平共享介質訪問機制。網絡中的結點只有截獲令牌時才能發送數據,沒有獲取令牌的結點不能發送數據,因此,在使用令牌環的LAN中不會產生沖突。
當各結點都沒有數據發送時,網絡中令牌在環上循環傳遞(類似兒童游戲:撿手帕)。
若一個結點要發送數據,就首先要截獲令牌,然后開始發送數據幀,當發送的數據在環上循環一周后,又回到發送結點,發送結點確認無誤后要將該數據幀收回(從環上移去),而發送完畢后,要產生一個新的令牌并發送到環路上。這樣環中所有結點都有幀發送時,則最后一個結點就要等待邏輯環中其他結點傳遞令牌和數據幀的時間總和。
當令牌環外有其他結點要求插入到環中時,仍然要按照地址高低來確定環中的位置,而邏輯環中的結點都會周期性地邀請環外結點加入環中。
令牌環的優點是重負載下利用率高、對傳輸距離不敏感、各站實現公平訪問策略;環中結點訪問延遲確定,支持優先級服務。
令牌環的缺點是環路結構復雜、檢錯和可靠性較復雜;輕負載吋由于等待令牌則效率較低。