本書主要介紹了數(shù)據(jù)通信與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的原理和方法，詳細(xì)討論了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)計算所涉及的信道、數(shù)字信號傳輸、同步、差錯控制和多路復(fù)用等數(shù)據(jù)通信理論知識，以及網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與技術(shù)，最后介紹了并行與分布式計算、云計算和軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN等網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)。本書內(nèi)容系統(tǒng)全面，貫穿了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)計算所涉及的主要知識，并涵蓋了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的最新研究成果，力求使讀者通過本書的學(xué)習(xí)既可以掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論和實用技術(shù)，也能夠了解本學(xué)科最新的發(fā)展方向。
本書為教育部大學(xué)計算機(jī)課程改革項目成果，工業(yè)和信息化部所屬高校聯(lián)盟推薦教材，本書融入了并行與分布式計算、云計算和軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN等網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)
俞研，南京理工大學(xué)計算機(jī)學(xué)院副教授，主講課程包括：信息安全技術(shù)及應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等，曾獲校級教學(xué)成果二等獎。
第一部分?jǐn)?shù)據(jù)通信
第1章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)1
1.1數(shù)據(jù)通信理論基礎(chǔ)1
1.1.1時域概念1
1.1.2頻域概念2
1.1.3傅里葉分析3
1.1.4字符的數(shù)據(jù)表示方法3
1.1.5有限帶寬信號4
1.1.6信道最大數(shù)據(jù)傳輸速率4
1.2數(shù)據(jù)傳輸?shù)母拍罴胺诸?
1.2.1單工、半雙工和全雙工5
1.2.2異步傳輸和同步傳輸5
1.2.3串行傳輸和并行傳輸7
1.3交換技術(shù)7
1.4信息及度量8 第一部分?jǐn)?shù)據(jù)通信
第1章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)1
1.1數(shù)據(jù)通信理論基礎(chǔ)1
1.1.1時域概念1
1.1.2頻域概念2
1.1.3傅里葉分析3
1.1.4字符的數(shù)據(jù)表示方法3
1.1.5有限帶寬信號4
1.1.6信道最大數(shù)據(jù)傳輸速率4
1.2數(shù)據(jù)傳輸?shù)母拍罴胺诸?
1.2.1單工、半雙工和全雙工5
1.2.2異步傳輸和同步傳輸5
1.2.3串行傳輸和并行傳輸7
1.3交換技術(shù)7
1.4信息及度量8
第2章信道9
2.1引言9
2.1.1信道容量9
2.1.2信道的分類10
2.2傳輸損耗10
2.2.1衰減11
2.2.2噪聲11
2.2.3延遲失真12
2.3無線信道12
2.3.1無線電波和頻段劃分12
2.3.2衛(wèi)星中繼信道13
2.3.3無線接力通信15
2.4有線信道15
2.4.1雙絞線16
2.4.2同軸電纜16
2.4.3光纖17
第3章數(shù)字信號的基帶傳輸19
3.1數(shù)字基帶信號19
3.1.1差分碼19
3.1.2極性交替碼（AMI碼）20
3.1.3曼徹斯特碼20
3.2基帶信號的頻譜20
3.3基帶傳輸系統(tǒng)的組成21
3.4無碼間干擾的基帶傳輸21
3.4.1碼間干擾及其分析21
3.4.2無碼間干擾的傳輸特性22
3.5基帶傳輸系統(tǒng)性能分析24
3.6數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)性能改進(jìn)的幾個措施25
3.6.1部分響應(yīng)25
3.6.2時域均衡27
3.6.3數(shù)據(jù)加擾解擾28
3.7眼圖29
第4章數(shù)字信號的頻帶傳輸30
4.1引言30
4.2數(shù)字頻率調(diào)制31
4.2.12FSK調(diào)制32
4.2.2MFSK的調(diào)制34
4.3數(shù)字振幅調(diào)制35
4.3.12ASK調(diào)制35
4.3.2MASK調(diào)制37
4.3.3其他振幅調(diào)制技術(shù)38
4.4數(shù)字相位調(diào)制39
4.4.12PSK調(diào)制39
4.4.22DPSK調(diào)制41
4.4.3多進(jìn)制相移鍵控42
第5章同步技術(shù)45
5.1相關(guān)知識介紹45
5.1.1各種功能的同步45
5.1.2同步系統(tǒng)分類46
5.2載波同步技術(shù)46
5.2.1直接提取載波法46
5.2.2插入導(dǎo)頻法48
5.2.3載波同步的性能指標(biāo)49
5.3碼元同步49
5.3.1自同步法50
5.3.2外同步法51
5.3.3碼元同步系統(tǒng)的性能指標(biāo)52
5.4群同步52
5.4.1連貫式插入法52
5.4.2間歇式插入特殊碼字同步法54
5.4.3起止式同步法55
第6章差錯控制56
6.1差錯控制的基本概念及原理56
6.1.1差錯控制的基本概念56
6.1.2差錯控制的基本原理60
6.2簡單的差錯控制編碼64
6.2.1水平奇偶監(jiān)督碼64
6.2.2奇偶監(jiān)督碼64
6.2.3二維奇偶監(jiān)督碼65
6.3漢明碼及線性分組碼65
6.3.1漢明碼65
6.3.2線性分組碼67
6.4卷積碼69
6.4.1卷積碼的基本概念69
6.4.2卷積碼的概率解碼71
6.5循環(huán)碼72
6.5.1循環(huán)碼的循環(huán)特性72
6.5.2循環(huán)碼的生成多項式和生成矩陣73
6.5.3循環(huán)碼的編碼方法74
6.5.4循環(huán)碼的解碼方法75
第7章多路復(fù)用技術(shù)78
7.1前言78
7.2時分多路復(fù)用79
7.2.1同步時分多路復(fù)用原理79
7.2.2PCM基群幀結(jié)構(gòu)80
7.2.3PCM高次群81
7.3統(tǒng)計時分多路復(fù)用82
7.3.1統(tǒng)計時分復(fù)用原理82
7.3.2統(tǒng)計時分復(fù)用與同步時分復(fù)用的比較82
7.4碼分多路復(fù)用83
7.4.1碼分多路復(fù)用系統(tǒng)原理83
7.4.2CDMA系統(tǒng)的特點(diǎn)83
7.5頻分多路復(fù)用84
7.5.1頻分多路復(fù)用原理84
7.5.2正交頻分多路復(fù)用（OFDM）85
7.5.3時分復(fù)用技術(shù)和頻分復(fù)用技術(shù)的比較86
7.6密集波分復(fù)用87
第二部分網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
第8章網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)88
8.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)88
8.2傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的幾大原則89
8.3目前網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中存在的問題90
8.4下一代網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)初探92
8.5本章小結(jié)93
第9章物理層94
9.1物理層協(xié)議94
9.2ATM96
9.3X.2198
9.4EIA-232-E99
第10章數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)100
10.1鏈路層概述100
10.1.1鏈路層的簡單模型100
10.1.2鏈路層提供的服務(wù)101
10.1.3成幀/幀定界102
10.1.4差錯控制103
10.1.5流量控制104
10.2差錯檢測和糾正105
10.3鏈路層協(xié)議106
10.3.1停止等待協(xié)議106
10.3.2滑動窗口協(xié)議107
10.3.3高級數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議110
10.3.4點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議PPP111
10.4局域網(wǎng)113
10.5以太網(wǎng)114
10.5.1概述114
10.5.2以太網(wǎng)物理地址115
10.5.3以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)116
10.5.4載波偵聽多路訪問協(xié)議CSMA/CD117
10.6無線局域網(wǎng)119
10.6.1802.11概述119
10.6.2802.11物理層120
10.6.3802.11MAC層協(xié)議121
10.6.4802.11的MAC幀124
10.7鏈路層互連125
10.7.1網(wǎng)橋的工作原理125
10.7.2學(xué)習(xí)網(wǎng)橋126
10.7.3生成樹網(wǎng)橋126
10.7.4以太網(wǎng)交換機(jī)127
第11章網(wǎng)絡(luò)層128
11.1網(wǎng)絡(luò)層概述128
11.1.1存儲轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包交換128
11.1.2網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)128
11.1.3虛電路和數(shù)據(jù)報129
11.2路由選擇算法131
11.2.1優(yōu)化原則131
11.2.2最短路徑算法132
11.2.3距離矢量算法133
11.2.4鏈路狀態(tài)路由算法134
11.3路由選擇協(xié)議136
11.3.1互聯(lián)網(wǎng)路由136
11.3.2路由信息協(xié)議RIP137
11.3.3開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議OSPF137
11.3.4邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議BGP139
11.4網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議140
11.4.1虛擬互連網(wǎng)絡(luò)140
11.4.2IP地址142
11.4.3IPv4協(xié)議145
11.4.4地址解析協(xié)議ARP和逆地址解析協(xié)議RARP150
11.4.5Internet控制報文協(xié)議ICMP151
11.4.6Internet組管理協(xié)議IGMP152
11.4.7IPv6協(xié)議153
第12章傳輸層156
12.1傳輸層概述156
12.1.1傳輸層提供的服務(wù)156
12.1.2尋址與多路復(fù)用157
12.1.3傳輸層協(xié)議158
12.2用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP158
12.2.1UDP概述158
12.2.2UDP用戶數(shù)據(jù)報首部格式159
12.3傳輸控制協(xié)議TCP160
12.3.1TCP概述160
12.3.2TCP報文段首部格式161
12.3.3TCP連接建立與釋放165
12.3.4TCP連接的狀態(tài)模型167
12.3.5TCP可靠傳輸170
12.3.6TCP流量控制173
12.3.7TCP擁塞控制176
第13章應(yīng)用層182
13.1概述182
13.2域名系統(tǒng)DNS182
13.2.1DNS概述182
13.2.2DNS體系結(jié)構(gòu)183
13.2.3DNS關(guān)鍵概念184
13.2.4DNS報文格式188
13.2.5DNS工作原理190
13.3電子郵件191
13.3.1體系結(jié)構(gòu)與服務(wù)192
13.3.2簡單電子郵件傳輸協(xié)議SMTP193
13.3.3郵件讀取協(xié)議POP3和IMAP195
13.3.4基于Web的電子郵件196
13.4萬維網(wǎng)WWW197
13.4.1概述197
13.4.2超文本傳輸協(xié)議HTTP198
13.4.3超文本標(biāo)記語言HTML201
13.5簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP202
13.5.1SNMP概述202
13.5.2SNMP模型和架構(gòu)202
13.5.3管理信息庫MIB203
13.5.4SNMP協(xié)議204
13.5.5SNMPv1、SNMPv2和SNMPv3205
13.6本章小結(jié)206……
第三部分網(wǎng)絡(luò)計算技術(shù)
前言
通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，使其在社會中的地位和作用越來越重要，社會的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化已成為社會發(fā)展的潮流和核心。數(shù)據(jù)通信、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)計算技術(shù)正是支撐網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵和核心技術(shù)。
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)計算是一門涉及計算機(jī)科學(xué)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多學(xué)科和技術(shù)的綜合性、多學(xué)科交叉的技術(shù)。
本書包含數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)計算技術(shù)三部分。數(shù)據(jù)通信部分介紹了信道、數(shù)字信號傳輸、同步、差錯控制和多路復(fù)用等數(shù)據(jù)通信理論知識，系統(tǒng)討論了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所涉及的底層數(shù)據(jù)通信原理與方法；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議部分按照分層設(shè)計的原則，詳細(xì)討論了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層所涉及的協(xié)議與技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)計算技術(shù)部分則討論了并行與分布式計算、云計算和軟件定義網(wǎng)絡(luò)等計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的最新研究成果，為讀者介紹了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的潮流和趨勢。
本書在介紹基本概念、原理和方法的同時，力求做到內(nèi)容全面，既涵蓋計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所涉及的通信原理和網(wǎng)絡(luò)分層體系結(jié)構(gòu)，也能夠反映網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的最新發(fā)展，強(qiáng)調(diào)了內(nèi)容的遞進(jìn)性、關(guān)聯(lián)性與邏輯性。
本書既可以作為高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)本科生和研究生深入了解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)計算的專業(yè)書籍與教材，也可以作為從事數(shù)據(jù)通信與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工作的工程技術(shù)人員的參考讀物。
本書是由俞研、徐雷、唐玲和陸一飛等作者在長期從事數(shù)據(jù)通信與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與科研工作的基礎(chǔ)上編寫而成，在此書的編寫過程中，南京理工大學(xué)的張功萱教授、宋斌副教授、付安民副教授和蘇鈺、劉佳佳等提供了寶貴的建議和有效的幫助，張功萱教授對全文進(jìn)行了審閱并給予了指導(dǎo)，電子工業(yè)出版社的譚海平、章海濤和任歡歡編輯也為本書的出版做了大量的工作，作者對他們表示由衷的謝意。本書在編寫過程中參考了國內(nèi)外的有關(guān)著作和文獻(xiàn)，在此致以真誠的敬意和衷心的感謝。
由于編者水平所限，書中難免存在缺點(diǎn)和錯誤，殷切希望廣大讀者批評指正。
編者
2014年10月
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