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第1章 概述1

1.1 计算机网络在信息时代中的作用1

1.2 因特网概述3

1.2.1 网络的网络3

1.2.2 因特网发展的三个阶段4

1.2.3 因特网的标准化工作7

1.3 因特网的组成8

1.3.1 因特网的边缘部分8

1.3.2 因特网的核心部分10

1.4 计算机网络的定义与分类15

1.4.1 计算机网络的定义15

1.4.2 计算机网络的分类16

1.5 计算机网络的主要性能指标17

1.6 计算机网络体系结构21

1.6.1 网络协议21

1.6.2 层次模型与计算机网络体系结构21

1.6.3 具有五层协议的原理体系结构24

1.6.4 实体、协议和服务27

1.6.5 TCP/IP的体系结构28

1.7 计算机网络在我国的发展28

1.8 两个重要的新兴网络技术29

1.8.1 云计算30

1.8.2 物联网31

本章的重要概念32

习题32

第2章 物理层34

2.1 物理层的基本概念34

2.2 数据通信的基础知识35

2.2.1 数据通信系统的模型35

2.2.2 编码与调制36

2.2.3 信道的极限容量38

2.2.4 传输方式40

2.3 物理层下面的传输媒体41

2.3.1 导引型传输媒体41

2.3.2 非导引型传输媒体45

2.4 信道复用技术47

2.4.1 频分复用、时分复用和统计时分复用47

2.4.2 波分复用49

2.4.3 码分复用50

2.5 数字传输系统52

2.5.1 PCM速率体制52

2.5.2 SONET/SDH52

2.5.3 光网络54

2.6 互联网接入技术54

2.6.1 电话网拨号接入54

2.6.2 数字用户线接入55

2.6.3 光纤同轴混合网接入57

2.6.4 光纤接入59

2.6.5 以太网接入60

2.6.6 无线接入60

本章的重要概念61

习题62

第3章 数据链路层63

3.1 使用点对点信道的数据链路层63

3.1.1 数据链路层所处的地位63

3.1.2 数据链路和帧64

3.1.3 封装成帧65

3.1.4 差错检测68

3.1.5 可靠传输70

3.2 点对点协议（PPP）77

3.2.1 PPP的特点77

3.2.2 PPP的组成78

3.2.3 PPP的帧格式78

3.2.4 PPP的工作状态80

3.3 使用广播信道的数据链路层81

3.3.1 媒体接入控制81

3.3.2 局域网82

3.4 共享式以太网86

3.4.1 CSMA/CD协议86

3.4.2 共享式以太网的信道利用率90

3.4.3 使用集线器的星形拓扑91

3.4.4 以太网的帧格式93

3.5 网桥和以太网交换机94

3.5.1 在物理层扩展以太网94

3.5.2 在数据链路层扩展以太网96

3.5.3 以太网交换机100

3.5.4 虚拟局域网（VLAN）101

3.6 以太网的演进103

3.6.1 100BASE-T以太网103

3.6.2 吉比特以太网104

3.6.3 10吉比特和100吉比特以太网106

3.6.4 使用以太网进行宽带接入107

3.7 无线局域网108

3.7.1 无线局域网的组成108

3.7.2 802.11局域网的物理层111

3.7.3 802.11局域网的MAC协议112

3.7.4 802.11局域网的MAC帧115

3.7.5 其他无线计算机网络118

本章的重要概念118

习题121

第4章 网络层与网络互连124

4.1 网络层概述124

4.1.1 分组转发和路由选择124

4.1.2 网络层提供的两种服务125

4.1.3 虚电路网络127

4.2 网际协议（IP）129

4.2.1 异构网络互连129

4.2.2 IP地址及编址方式131

4.2.3 IP地址与物理地址138

4.2.4 地址解析协议（ARP）140

4.2.5 IP数据报的格式143

4.2.6 IP数据报的转发147

4.3 网际控制报文协议（ICMP）152

4.3.1 ICMP报文的种类152

4.3.2 ICMP的应用举例154

4.4 因特网的路由选择协议156

4.4.1 有关路由选择协议的几个基本概念156

4.4.2 内部网关协议（RIP）158

4.4.3 内部网关协议（OSPF）161

4.4.4 外部网关协议（BGP）165

4.5 路由器的工作原理167

4.5.1 路由器的构成167

4.5.2 路由器与交换机的比较171

4.5.3 三层交换机172

4.6 VPN与NAT173

4.6.1 虚拟专用网（VPN）173

4.6.2 网络地址转换（NAT）175

4.7 IP多播177

4.7.1 IP多播的基本概念177

4.7.2 在局域网上进行硬件多播179

4.7.3 IP多播需要两种协议179

4.7.4 网际组管理协议（IGMP）180

4.7.5 多播路由选择协议182

4.8 移动IP185

4.8.1 移动性对网络应用的影响185

4.8.2 移动IP的工作原理185

4.8.3 移动IP的标准188

4.8.4 蜂窝移动通信网中的移动性管理188

4.9 下一代的网际协议IPv6189

4.9.1 解决IP地址耗尽的根本措施189

4.9.2 IPv6的基本首部189

4.9.3 IPv6的编址191

4.9.4 从IPv4向IPv6过渡193

4.9.5 ICMPv6194

4.10 多协议标签交换（MPLS）195

本章的重要概念197

习题200

第5章 运输层205

5.1 运输层协议概述205

5.1.1 进程之间的通信205

5.1.2 因特网的运输层协议207

5.1.3 运输层的复用与分用208

5.2 用户数据报协议（UDP）209

5.2.1 UDP概述209

5.2.2 UDP报文的首部格式210

5.3 传输控制协议（TCP）211

5.3.1 TCP的主要特点212

5.3.2 TCP报文段的格式213

5.3.3 TCP的可靠传输216

5.3.4 TCP的流量控制222

5.3.5 TCP的连接管理224

5.4 拥塞控制228

5.4.1 拥塞的原因与危害228

5.4.2 拥塞控制的基本方法229

5.4.3 TCP的拥塞控制231

本章的重要概念235

习题236

第6章 网络应用239

6.1 应用层概述239

6.1.1 网络应用程序体系结构240

6.1.2 应用层协议241

6.1.3 选择运输层协议242

6.2 域名系统（DNS）243

6.2.1 域名系统概述243

6.2.2 因特网的域名结构244

6.2.3 域名服务器245

6.2.4 域名解析的过程247

6.2.5 DNS资源记录249

6.3 万维网（WWW）249

6.3.1 万维网概述249

6.3.2 统一资源定位符（URL）251

6.3.3 超文本传送协议（HTTP）252

6.3.4 万维网的文档258

6.3.5 移动Web261

6.3.6 万维网搜索引擎262

6.3.7 博客与微博264

6.4 电子邮件266

6.4.1 电子邮件系统的组成266

6.4.2 简单邮件传送协议（SMTP）268

6.4.3 电子邮件的信息格式270

6.4.4 邮件读取协议POP3和IMAP270

6.4.5 基于万维网的电子邮件271

6.4.6 通用因特网邮件扩展（MIME）272

6.5 文件传送协议（FTP）275

6.6 远程终端协议（TELNET）277

6.7 动态主机配置协议（DHCP）279

6.8 P2P文件共享280

6.8.1 P2P文件分发281

6.8.2 在P2P对等方中搜索对象282

6.8.3 案例：BitTorrent285

6.9 多媒体网络应用286

6.9.1 改善因特网服务286

6.9.2 实时运输协议（RTP）288

6.9.3 流式存储音频/视频289

6.9.4 流式实况音频/视频292

6.9.5 实时交互音频/视频293

6.10 网络应用编程接口295

6.10.1 TCP套接字编程296

6.10.2 一个简单的代码实例297

本章的重要概念299

习题301

第7章 网络安全304

7.1 网络安全概述304

7.1.1 安全威胁304

7.1.2 安全服务306

7.2 机密性与密码学306

7.2.1 对称密钥密码体制307

7.2.2 公钥密码体制308

7.3 完整性与鉴别309

7.3.1 报文摘要和报文鉴别码309

7.3.2 数字签名311

7.3.3 实体鉴别312

7.4 密钥分发与公钥认证313

7.4.1 对称密钥的分发313

7.4.2 公钥的签发与认证314

7.5 访问控制315

7.5.1 访问控制的基本概念315

7.5.2 访问控制策略316

7.6 网络各层的安全实例317

7.6.1 物理层实例：信道加密机318

7.6.2 数据链路层实例：802.11i318

7.6.3 网络层实例：IPsec321

7.6.4 运输层实例：SSL/TLS323

7.6.5 应用层实例：PGP324

7.7 系统安全：防火墙与入侵检测系统325

7.7.1 防火墙326

7.7.2 入侵检测系统328

7.8 网络攻击及其防范329

7.8.1 网络扫描329

7.8.2 网络监听331

7.8.3 拒绝服务攻击332

本章的重要概念334

习题336

附录A 最短路径算法——Dijkstra算法337

附录B 配套实验建议340

附录C 英文缩写词346