本書介紹了現代計算機網絡的基礎理論和關鍵技術,主要內容涵蓋互聯網、無線網絡和物聯網三大技術模塊。基本反映了近年來計算機網絡領域的前沿技術和研究成果,并提供了詳盡的參考文獻。
夏鋒、孔祥杰、姚琳編著的《高級計算機網絡》系統地介紹了現代計算機網絡的基礎理論和關鍵技術,主要內容涵蓋互聯網、無線網絡和物聯網三大技術模塊。基本反映了近年來計算機網絡領域的前沿技術和研究成果,并盡可能地提供了詳盡的參考文獻。
本書內容新穎、圖文并茂、結構合理,通俗易懂,既可作為計算機、軟件工程、通信等專業的研究生教材,也可作為本科生提高型教材,同時還可供從事計算機網絡相關領域的工程技術等人員使用。
計算機網絡技術日新月異,已成為推動社會生產力發展和社會信息化的重要基礎。我國“十二五”規劃明確將信息技術確定為七大戰略性新興產業之一。《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》關于發展“新一代信息技術產業”的主要內容重點強調: “加快建設寬帶、泛在、融合、安全的信息網絡基礎設施,推動新一代移動通信、下一代互聯網核心設備和智能終端的研發及產業化,加快推進三網融合,促進物聯網、云計算的研發和示范應用。”計算機網絡技術的重要性不言而喻。
基于上述背景和發展需求,編者結合多年從事計算機網絡、高級計算機網絡教學和科研經驗編寫了本書,試圖全面系統地介紹計算機網絡的理論和技術,反映近幾年計算機網絡領域的最新技術和研究成果。本書可以作為計算機、軟件工程以及相關專業的高年級本科生、碩士和博士研究生的教材和參考書,也可以為相關領域的從業者提供參考。
全書共分為11章,內容包括三大部分。
第一部分互聯網技術,由第1~4章組成。第1章對計算機網絡進行概述,使讀者了解計算機網絡的發展、定義、組成、分類、功能、應用等基本知識,并對計算機網絡體系結構和常用的網絡設備進行講述。第2章對互聯網MAC協議進行詳細介紹,重點涉及以太網、令牌環網、令牌總線網、FDDI、100VGAnyLAN網等不同類型的網絡。第3章講述互聯網路由技術,首先講述路由等基本概念;然后介紹典型路由算法,并對IP單播網絡路由協議、IP組播網絡路由協議進行詳細講解;最后講述路由可擴展性問題以及新一代路由技術。第4章講述互聯網擁塞控制,首先對擁塞控制的類型以及擁塞控制算法的評價方法進行介紹,然后分別介紹TCP擁塞控制和IP擁塞控制相關技術方法。
第二部分無線網絡技術,由第5~8章組成。第5章介紹無線個域網,重點講解ZigBee、藍牙、IEEE 802.15.3協議這三種無線個域網技術。第6章講述無線局域網,主要講述無線局域網的相關技術標準,對IEEE 802.11標準的一些細節進行解析。第7章講述無線城域網,首先介紹IEEE 802.16標準,然后詳細介紹WiMax關鍵技術、特點、聯盟與發展等。第8章講述無線廣域網,重點介紹GSM、GPRS、EDGE、CDMA、UMTS和4G等多種無線廣域網技術。
第三部分物聯網技術,由第9~11章組成。第9章介紹物聯網,涉及物聯網的相關概念、體系結構、關鍵技術、典型應用等。第10章講述無線傳感器網絡,包括無線傳感器網絡的發展現狀、通信體系結構、系統設計中的影響因素、典型應用等。第11章講述車載自組織網絡,首先介紹其特點及相關挑戰等,然后詳細介紹相關通信協議和關鍵技術,最后介紹如何對車載自組織網進行模擬。
本書的參考學時數為32學時。在課程學時較少的情況下,可針對具體情況選取部分知識進行學習。本書每章后均有小結和思考題,可使讀者更好地回顧每章知識;并盡可能提供了較詳盡的參考文獻,作為進一步閱讀學習的參考。
本書在編寫過程中得到了許多專業教師和研究生的支持與幫助,在此表示感謝。特別需要說明的是,大連理工大學軟件學院2010級的一些研究生完成了本書部分章節的初稿,移動與社會計算實驗室的多位研究生參與了書稿的修改工作,沒有他們的辛勤勞動,本書就無法成稿,但由于人數較多,無法一一列出。在此對這些學生所做的工作表示特別的感謝。
本書內容參考了很多現有論著材料和網絡資源,再次對這些資料的原著者表示感謝。編者的工作得到了國家自然科學基金(60903153、61174174、61203165)、大連理工大學教育教學改革基金(JC201333)、大連理工大學研究生院教改基金(JP201006)、系統控制與信息處理教育部重點實驗室開放基金(SCIP2012001)等項目資助,在此向相關部門表示感謝。
由于編寫水平有限,書中難免存在錯漏和不當之處,敬請讀者批評指正。
編者
2014年6月于大連理工大學
第1章 計算機網絡基礎
1.1 計算機網絡的產生和發展
1.1.1 計算機網絡的產生
1.1.2 計算機網絡的發展
1.2 計算機網絡的定義
1.3 計算機網絡的組成
1.3.1 物理組成
1.3.2 功能組成
1.3.3 現代網絡結構的特點
1.4 計算機網絡的分類
1.4.1 按網絡規模分類
1.4.2 按網絡拓撲結構分類
1.4.3 按傳輸介質分類
1.4.4 按數據傳輸方式分類
1.4.5 按數據交換方式分類
1.4.6 按網絡組件的關系分類
1.4.7 按用途分類
1.4.8 其他分類
1.5 計算機網絡的功能和應用
1.5.1 計算機網絡的功能
1.5.2 計算機網絡的應用
1.6 計算機網絡體系結構
1.6.1 協議
1.6.2 計算機網絡體系結構的形成
1.6.3 ISOOSI參考模型
1.6.4 TCPIP參考模型
1.6.5 ISOOSI與TCPIP參考模型的比較
1.7 常用的網絡設備
1.7.1 物理層設備
1.7.2 數據鏈路層設備
1.7.3 網絡層設備
1.7.4 高層設備
本章小結
思考題
參考文獻
第2章 互聯網MAC協議
2.1 概述
2.2 局域網體系結構
2.3 邏輯鏈路控制協議
2.4 介質訪問控制協議
2.4.1 以太網MAC協議
2.4.2 令牌環網MAC協議
2.4.3 令牌總線網MAC協議
2.4.4 FDDI網MAC協議
2.4.5 100VG-AnyLAN網MAC協議
本章小結
思考題
參考文獻
第3章 互聯網路由技術
3.1 概述
3.1.1 路由相關概念
3.1.2 路由表
3.1.3 路由器
3.2 路由算法及協議
3.2.1 典型路由算法
3.2.2 路由協議
3.3 IP單播網絡路由協議
3.3.1 內部網關路由協議
3.3.2 外部網關路由協議
3.4 IP組播路由協議
3.4.1 組播簡介
……
第4章 互聯網擁塞控制
第5章 無線個域網
第6章 無線局域網
第7章 無線城域網
第8章 無線廣域網
第9章 物聯網
第10章 無線傳感器網絡
第11章 車載網絡