計算機網(wǎng)絡(luò)教程

第1章 計算機網(wǎng)絡(luò)概述 1
1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展 1
1.1.1 面向終端的第一代計算機網(wǎng)絡(luò) 1
1.1.2 以分組交換為核心的第二代計算機網(wǎng)絡(luò) 3
1.1.3 以O(shè)SI為核心的第三代計算機網(wǎng)絡(luò) 4
1.1.4 以高速和多媒體應(yīng)用為核心的第四代計算機網(wǎng)絡(luò) 4
1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的概念 5
1.2.1 什么是計算機網(wǎng)絡(luò) 5
1.2.2 計算機網(wǎng)絡(luò)與聯(lián)機多用戶系統(tǒng) 6
1.2.3 計算機網(wǎng)絡(luò)與分布式計算機系統(tǒng) 7
1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)的分類 7
1.3.1 按連接范圍分類 7
1.3.2 按使用范圍分類 9
1.4 計算機網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 9
1.4.1 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 9
1.4.2 廣域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 12
1.5 網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化及其組織 13
1.5.1 電信領(lǐng)域最具影響的組織——國際電信聯(lián)盟（ITU） 14
1.5.2 國際標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域最具影響的組織——國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO） 15
1.5.3 因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域最具影響的組織——因特網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF） 16
1.6 我國計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展 17
1.6.1 我國計算機網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)過程 17
1.6.2 金字工程 18
1.6.3 我國的四大互聯(lián)網(wǎng)絡(luò) 19
習(xí)題 21
第2章 數(shù)據(jù)通信技術(shù) 22
2.1 數(shù)據(jù)及其表現(xiàn)形式 22
2.1.1 信息、數(shù)據(jù)、信號和信道 22
2.1.2 數(shù)字信號和模擬信號 23
2.2 數(shù)據(jù)通信模型 24
2.2.1 數(shù)據(jù)通信的過程 25
2.2.2 數(shù)據(jù)通信的特點 26
2.2.3 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本模型 26
2.2.4 數(shù)據(jù)電路連接方式 27
2.3 傅里葉級數(shù)與信道特性 28
2.3.1 傅里葉級數(shù) 28
2.3.2 帶寬 30
2.3.3 誤碼率 32
2.3.4 信道延遲 32
2.4 信號傳輸方式 32
2.4.1 基帶傳輸 33
2.4.2 頻帶傳輸 33
2.4.3 寬帶傳輸 33
2.5 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 34
2.5.1 數(shù)字信號的基本表示方式 34
2.5.2 數(shù)據(jù)信號的特點 35
2.5.3 數(shù)字信號的編碼 36
2.5.4 數(shù)字信號的調(diào)制 39
2.5.5 模擬信號的解調(diào) 41
2.6 數(shù)據(jù)傳輸方式 43
2.6.1 并行傳輸和串行傳輸 43
2.6.2 同步傳輸與異步傳輸 43
2.6.3 單工、半雙工和全雙工通信 45
2.7 信道復(fù)用技術(shù) 46
2.7.1 頻分復(fù)用 47
2.7.2 時分復(fù)用 48
2.7.3 波分復(fù)用 49
2.7.4 碼分復(fù)用 50
2.8 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 52
2.8.1 電路交換 52
2.8.2 報文交換 53
2.8.3 分組交換 54
2.8.4 電路交換、報文交換及分組交換的比較 55
2.9 介質(zhì)訪問控制（MAC）技術(shù) 57
2.9.1 隨機訪問（ALOHA） 57
2.9.2 載波監(jiān)聽多路訪問（CSMA） 61
2.9.3 載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CD） 62
2.9.4 令牌傳遞（Token Passing） 64
2.10 差錯控制方法 66
2.10.1 熱噪聲與差錯的產(chǎn)生 66
2.10.2 差錯控制方法 67
2.10.3 奇偶校驗碼 68
2.10.4 海明碼 70
2.10.5 循環(huán)冗余校驗 71
習(xí)題 74
第3章 OSI參考模型 75
3.1 OSI參考模型的分層特征 75
3.1.1 OSI參考模型的分層特點 75
3.1.2 OSI參考模型的上下層劃分 76
3.1.3 數(shù)據(jù)的封裝與解封 77
3.2 物理層 81
3.2.1 物理層的概念 81
3.2.2 物理層的功能 81
3.2.3 物理層的特征和標(biāo)準(zhǔn) 83
3.2.4 常用的幾種物理層標(biāo)準(zhǔn)介紹 85
3.3 數(shù)據(jù)鏈路層 90
3.3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的概念 91
3.3.2 數(shù)據(jù)鏈路層的功能 92
3.3.3 數(shù)據(jù)單元 93
3.3.4 通信控制規(guī)程（面向字符型和面向比特型） 95
3.3.5 停止等待協(xié)議 96
3.3.6 連續(xù)ARQ協(xié)議和滑動窗口 98
3.3.7 選擇重傳ARQ協(xié)議 102
3.3.8 面向比特型的通信控制規(guī)程HDLC 103
3.3.9 點對點協(xié)議PPP 107
3.4 網(wǎng)絡(luò)層 109
3.4.1 網(wǎng)絡(luò)層的概念 110
3.4.2 網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)——數(shù)據(jù)報與虛電路服務(wù) 110
3.4.3 路由選擇 114
3.4.4 流量控制 119
3.4.5 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 121
3.5 傳輸層 122
3.5.1 傳輸層的概念 122
3.5.2 傳輸層提供的服務(wù) 123
3.5.3 服務(wù)質(zhì)量 125
3.5.4 傳輸層協(xié)議等級 125
3.5.5 傳輸服務(wù)原語 126
3.6 會話層 126
3.6.1 會話層的概念 126
3.6.2 會話層管理 127
3.6.3 OSI會話服務(wù) 128
3.7 表示層 128
3.7.1 表示層的概念 129
3.7.2 表示層的功能 129
3.7.3 抽象語法標(biāo)記1（ASN.1） 130
3.8 應(yīng)用層 130
3.8.1 應(yīng)用層的概念 130
3.8.2 應(yīng)用層功能和模型 131
3.8.3 應(yīng)用層服務(wù)舉例 132
習(xí)題 134
第4章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 136
4.1 雙絞線 136
4.1.1 雙絞線的組成和結(jié)構(gòu) 136
4.1.2 屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線的區(qū)別 138
4.1.3 雙絞線的類別和應(yīng)用 138
4.2 同軸電纜 140
4.2.1 同軸電纜的結(jié)構(gòu) 140
4.2.2 基帶同軸電纜 141
4.2.3 寬帶同軸電纜 142
4.3 光纖 144
4.3.1 光纖的通信原理 144
4.3.2 光纖的分類和特點 145
4.3.3 光纖通信的特點 146
4.4 無線傳輸介質(zhì) 147
4.4.1 電磁波的頻譜及其在通信中的應(yīng)用 147
4.4.2 無線電傳輸 148
4.4.3 微波傳輸 149
習(xí)題 150
第5章 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備 152
5.1 網(wǎng)卡 152
5.1.1 網(wǎng)卡的組成及作用 152
5.1.2 網(wǎng)卡的分類、物理參數(shù)及其特點 153
5.1.3 網(wǎng)卡技術(shù)參數(shù) 155
5.2 中繼器與集線器 156
5.2.1 中繼器的功能和特點 156
5.2.2 集線器的功能和特點 156
5.2.3 集線器在網(wǎng)絡(luò)中的互聯(lián)方式 158
5.3 網(wǎng)橋與交換機 159
5.3.1 網(wǎng)橋的功能和特點 159
5.3.2 網(wǎng)橋的工作過程 160
5.3.3 交換機的工作原理 163
5.3.4 交換機的學(xué)習(xí)過程 165
5.3.5 交換機的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和過濾過程 168
5.3.6 多層交換技術(shù) 169
5.4 路由器和網(wǎng)關(guān) 171
5.4.1 路由器的基本功能 171
5.4.2 路由協(xié)議 173
5.4.3 路由器的分類及其特點 174
5.4.4 路由器的應(yīng)用特點 175
5.4.5 網(wǎng)關(guān) 176
5.5 調(diào)制解調(diào)器 177
5.5.1 調(diào)制解調(diào)器的工作原理 177
5.5.2 56kbit/s調(diào)制解調(diào)器技術(shù) 179
5.5.3 撥號接入方式 180
習(xí)題 182
第6章 局域網(wǎng) 183
6.1 局域網(wǎng)概述 183
6.1.1 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳輸介質(zhì) 183
6.1.2 局域網(wǎng)的工作模式 184
6.2 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) 185
6.2.1 IEEE 802參考模型 185
6.2.2 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容 187
6.2.3 邏輯鏈路控制子層 188
6.2.4 介質(zhì)訪問控制子層 191
6.3 IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)系列和以太網(wǎng) 192
6.3.1 IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)與10Mbit/s以太網(wǎng) 192
6.3.2 IEEE 802.3u和IEEE 802.12標(biāo)準(zhǔn)與100Mbit/s以太網(wǎng) 196
6.3.3 IEEE 802.3z和IEEE 802.3ab標(biāo)準(zhǔn)與1000Mbit/s以太網(wǎng) 198
6.3.4 IEEE 802.3ae標(biāo)準(zhǔn)與10Gbit/s以太網(wǎng) 199
6.4 令牌網(wǎng) 200
6.4.1 IEEE 802.4標(biāo)準(zhǔn)令牌總線網(wǎng) 200
6.4.2 IEEE 802.5標(biāo)準(zhǔn)令牌環(huán)網(wǎng) 202
6.4.3 以太網(wǎng)、令牌總線網(wǎng)與令牌環(huán)網(wǎng)的比較 205
6.5 光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI） 206
6.5.1 FDDI環(huán)網(wǎng)的工作特點 206
6.5.2 FDDI的幀結(jié)構(gòu) 207
6.5.3 FDDI的物理層規(guī)范 208
6.6 IEEE 802.11無線局域網(wǎng) 209
6.6.1 無線局域網(wǎng)概述 209
6.6.2 無線局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 211
6.6.3 無線局域網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù) 213
6.6.4 IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)及特點 215
6.7 虛擬局域網(wǎng)（VLAN） 219
6.7.1 VLAN的概念 219
6.7.2 VLAN的應(yīng)用特點 220
6.7.3 VLAN的實現(xiàn)方式 222
6.7.4 VLAN的鏈路類型 223
6.8 局域網(wǎng)操作系統(tǒng) 226
6.8.1 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概述 226
6.8.2 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的特點 227
6.8.3 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的工作模式 227
6.8.4 主流局域網(wǎng)操作系統(tǒng)功能簡介 229
6.8.5 多重網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 233
習(xí)題 234
第7章 廣域網(wǎng) 236
7.1 廣域網(wǎng)概述 236
7.1.1 廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)的區(qū)別 236
7.1.2 廣域網(wǎng)的組成及工作特點 237
7.1.3 廣域網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)層所提供的服務(wù)類型 238
7.2 廣域網(wǎng)中的路由選擇 239
7.2.1 廣域網(wǎng)交換機中的路由表 239
7.2.2 廣域網(wǎng)路由的表示方法 241
7.2.3 廣域網(wǎng)中的默認(rèn)路由 242
7.3 廣域網(wǎng)中的路由選擇機制 243
7.3.1 路由選擇的實現(xiàn)與要求 243
7.3.2 廣域網(wǎng)中的路由選擇與流量控制 244
7.4 公共交換電話網(wǎng)（PSTN） 245
7.4.1 公共交換電話網(wǎng)的基本組成 245
7.4.2 本地回路 247
7.4.3 信令系統(tǒng) 248
7.5 X.25公用數(shù)據(jù)網(wǎng) 251
7.5.1 X.25概述 252
7.5.2 X.25的接口規(guī)范 252
7.5.3 X.25網(wǎng)絡(luò)提供的虛電路服務(wù) 254
7.5.4 X.25網(wǎng)絡(luò)提供的字符方式終端連接 255
7.6 幀中繼（FR） 256
7.6.1 幀中繼與X.25的異同 256
7.6.2 幀中繼的體系結(jié)構(gòu)和虛電路服務(wù) 258
7.6.3 幀中繼的幀格式 260
7.6.4 幀中繼的應(yīng)用 262
7.7 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）和異步傳輸模式（ATM） 263
7.7.1 ISDN的定義及特性 263
7.7.2 窄帶ISDN的接口及配置 264
7.7.3 寬帶ISDN及其信息傳送方式 267
7.7.4 ATM的基本概念 268
7.7.5 ATM的協(xié)議模型 270
7.7.6 ATM的物理層 271
7.7.7 ATM層 272
7.7.8 ATM適配層 275
7.7.9 ATM的高層 276
習(xí)題 277
第8章 Internet和TCP/IP體系 279
8.1 Internet的基本概念 279
8.1.1 什么是Internet 279
8.1.2 Internet的產(chǎn)生和發(fā)展 280
8.1.3 Internet的組織與管理 281
8.2 Internet的體系結(jié)構(gòu)與組成 282
8.2.1 Internet的結(jié)構(gòu) 282
8.2.2 Internet的組成 283
8.2.3 Internet的通信協(xié)議 284
8.3 TCP/IP體系與OSI參考模型 285
8.3.1 TCP/IP體系 286
8.3.2 TCP/IP與OSI之間的關(guān)系 286
8.4 TCP/IP體系的網(wǎng)際層及其協(xié)議 287
8.4.1 網(wǎng)際協(xié)議（IP） 288
8.4.2 Internet控制報文協(xié)議 291
8.4.3 地址解析協(xié)議 296
8.4.4 反向地址解析協(xié)議（RARP） 298
8.4.5 動態(tài)主機配置協(xié)議 298
8.5 TCP/IP體系的傳輸層及其協(xié)議 300
8.5.1 端口的概念和作用 301
8.5.2 套接字的概念和作用 303
8.5.3 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP） 304
8.5.4 傳輸控制協(xié)議（TCP） 305
8.6 TCP/IP體系的應(yīng)用層及其協(xié)議 310
8.6.1 萬維網(wǎng)（WWW） 310
8.6.2 文件傳輸協(xié)議（FTP） 312
8.6.3 簡單文件傳輸協(xié)議（TFTP） 313
8.6.4 簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP） 313
8.6.5 域名系統(tǒng)（DNS） 314
8.6.6 遠(yuǎn)程登錄（Telnet） 319
8.7 IP地址的分配和管理 321
8.7.1 網(wǎng)絡(luò)地址與主機地址 322
8.7.2 IP地址的分類 323
8.7.3 掩碼的概念和作用 326
8.7.4 子網(wǎng)掩碼的概念、作用和確定方法 326
8.7.5 IP地址的幾種特殊情況 328
8.7.6 子網(wǎng)劃分實例介紹 329
8.7.7 可變長度子網(wǎng)掩碼VLSM 331
8.8 下一代網(wǎng)際協(xié)議IPv6 332
8.8.1 IPv6的特點 332
8.8.2 IPv6數(shù)據(jù)報的格式 333
8.8.3 IPv6的編址方式 334
8.8.4 從IPv4到IPv6時兼容問題 336
習(xí)題 337
第9章 網(wǎng)絡(luò)管理與安全 338
9.1 網(wǎng)絡(luò)管理概述 338
9.1.1 網(wǎng)絡(luò)管理的基本內(nèi)容 338
9.1.2 網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)的層次劃分 339
9.1.3 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的模型 339
9.2 網(wǎng)絡(luò)管理的功能 341
9.2.1 故障管理 342
9.2.2 配置管理 342
9.2.3 性能管理 343
9.2.4 計費管理 344
9.2.5 安全管理 344
9.3 網(wǎng)絡(luò)管理的體系結(jié)構(gòu) 345
9.3.1 公共管理信息協(xié)議（CMIP） 345
9.3.2 簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP） 346
9.3.3 基于Web的網(wǎng)絡(luò)管理（HTTP） 348
9.3.4 桌面管理任務(wù)組（DMTF） 349
9.4 計算機網(wǎng)絡(luò)安全概述 350
9.4.1 網(wǎng)絡(luò)安全的概念 350
9.4.2 網(wǎng)絡(luò)安全威脅的類型 350
9.4.3 網(wǎng)絡(luò)安全控制措施 352
9.5 防火墻技術(shù)及應(yīng)用 354
9.5.1 防火墻的功能 354
9.5.2 防火墻的基本類型 355
9.5.3 防火墻在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用 357
9.6 數(shù)據(jù)加密技術(shù) 358
9.6.1 數(shù)據(jù)加密的概念 358
9.6.2 對稱加密 359
9.6.3 非對稱加密 361
9.6.4 數(shù)字簽名 362
9.6.5 報文鑒別 363
9.6.6 密鑰的管理 365
9.7 其他網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)介紹 366
9.7.1 公開密鑰基礎(chǔ)設(shè)備（PKI）體系結(jié)構(gòu) 366
9.7.2 安全電子交易（SET）協(xié)議 367
9.7.3 安全套接層（SSL）協(xié)議 367
9.7.4 網(wǎng)絡(luò)層安全協(xié)議棧IPsec 368
9.7.5 虛擬專用網(wǎng)VPN 368
習(xí)題 370
參考文獻(xiàn) 371