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第一部分 网络基础1

第1章 计算机网络概论1

1．1 计算机网络的演变和发展历史1

1．1．1 计算机网络的起源和形成1

1．1．2 开放的网络体系标准的发展3

1．1．3 因特网时代3

1．2 计算机网络的定义和组成5

1．2．1 计算机网络的定义5

1．2．2 计算机网络的组成5

1．2．3 因特网的结构7

1．3 计算机网络的分类8

1．4 计算机网络的拓扑结构8

1．5 计算机网络的主要性能参数10

1．5．1 带宽和传输速率10

1．5．2 时延、往返时延和时延变化10

1．5．3 吞吐量、丢包率11

1．6 计算机网络的标准化工作和相关技术组织11

1．6．1 因特网的标准组织11

1．6．2 国际电信联盟12

1．6．3 国际标准化组织12

1．6．4 电气和电子工程师协会13

习题13

第2章 计算机网络的体系结构14

2．1 基本概念14

2．1．1 分层的体系结构14

2．1．2 有关术语及概念16

2．2 ISO／OSI参考模型19

2．3 TCP／IP体系结构21

2．4 五层协议的体系结构23

习题25

第二部分 网络协议27

第3章 物理层27

3．1 物理层概述27

3．2 数据通信基础知识27

3．2．1 通信的基本概念27

3．2．2 通信系统的模型与分类29

3．2．3 数据通信主要技术指标31

3．2．4 数据通信的方式32

3．3 数据编码和调制技术35

3．3．1 数字基带传输和数字频带传输35

3．3．2 数字基带传输常见码型35

3．3．3 脉冲编码调制37

3．3．4 数字信号的调制37

3．3．5 调制解调器39

3．4 多路复用技术40

3．4．1 频分多路复用技术40

3．4．2 波分多路复用技术41

3．4．3 时分多路复用技术41

3．4．4 码分多路复用技术42

3．5 数据交换技术43

3．5．1 电路交换43

3．5．2 分组交换45

3．6 物理层的传输介质45

3．6．1 导向传输介质46

3．6．2 非导向传输介质48

3．7 局域网的物理层51

3．7．1 以太网的物理层结构52

3．7．2 以太网的物理层实现54

3．7．3 以太网介质相关标准55

3．8 广域网的物理层57

3．8．1 PCM数字传输系统57

3．8．2 同步光纤网SONET与同步数字体系SDH58

3．9 无线网的物理层59

3．9．1 无线LAN的物理层59

3．9．2 无线WAN的物理层61

习题62

实验 双绞线的制作63

第4章 数据链路层65

4．1 数据链路层概述65

4．1．1 数据链路层的基本概念65

4．1．2 数据链路层协议的功能65

4．1．3 差错校验的实现67

4．1．4 可靠交付与确认机制69

4．2 一个经典的数据链路层协议HDLC72

4．2．1 HDLC的起源和影响72

4．2．2 HDLC的工作原理73

4．3 因特网中的点到点协议PPP75

4．3．1 PPP协议简介75

4．3．2 PPP的工作原理76

4．4 局域网中的数据链路层协议78

4．4．1 媒体访问控制方式78

4．4．2 随机接入的媒体访问控制协议79

4．4．3 IEEE 802参考模型81

4．4．4 以太网的基本MAC帧83

4．5 以太网技术的发展85

4．5．1 以太网交换技术及高速以太网85

4．5．2 虚拟局域网和IEEE 802．1Q86

4．6 无线局域网88

4．6．1 无线局域网的组成88

4．6．2 IEEE 802．11的MAC子层协议89

4．6．3 IEEE 802．11的帧格式92

习题95

实验 以太网帧的构成96

第5章 网络层98

5．1 网络层的基本概念98

5．1．1 网络层的主要功能98

5．1．2 网络层向上提供的两种服务99

5．2 IPv4协议101

5．2．1 IP数据报的格式101

5．2．2 IP报文的分片103

5．3 因特网上的地址机制104

5．3．1 IP地址及IP报文的寻址104

5．3．2 子网编址106

5．3．3 无分类的域间编址CIDR110

5．3．4 特殊用途的CIDR地址块114

5．3．5 地址解析协议ARP115

5．3．6 网络地址转换NAT116

5．4 因特网上的路由机制118

5．4．1 路由协议的基本概念118

5．4．2 RIP协议120

5．4．3 OSPF协议122

5．4．4 BGP协议125

5．5 因特网上的控制协议ICMP127

5．5．1 ICMP报文127

5．5．2 典型的ICMP应用实例129

5．6 因特网上的多播130

5．6．1 多播的概念130

5．6．2 IP多播地址与硬件多播地址131

5．6．3 因特网上的组管理协议IGMP132

5．6．4 多播的路由选择133

5．7 下一代因特网协议IPv6134

5．7．1 IPv6的背景及主要特点134

5．7．2 IPv6的报文格式134

5．7．3 IPv6地址136

5．7．4 ICMPv6139

5．7．5 向IPv6的过渡140

5．8 移动IP141

5．9 网络层的QoS144

5．9．1 QoS的一般概念144

5．9．2 集成服务145

5．9．3 区分服务146

习题149

实验150

实验一 地址解析协议ARP协议实验150

实验二 ICMP协议实验151

实验三 Ip协议及traceroute路由跟踪152

第6章 传输层155

6．1 传输层的基本概念155

6．1．1 面向连接和无连接服务155

6．1．2 因特网上的端到端通信155

6．1．3 端口和套接字的概念156

6．1．4 传输层的多路复用与多路分解157

6．2 因特网上的用户数据报协议158

6．2．1 UDP概述158

6．2．2 UDP数据报结构159

6．2．3 UDP校验和160

6．3 因特网上的传输控制协议166

6．3．1 TCP概述160

6．3．2 TCP报文段结构161

6．3．3 TCP序号与确认162

6．3．4 TCP重传机制163

6．3．5 TCP连接管理164

6．3．6 TCP流量控制168

6．3．7 TCP拥塞控制169

6．4 用于多媒体传输的实时传输／传输控制协议172

习题173

实验174

实验一 UDP协议实验174

实验二 TCP协议实验175

第7章 应用层177

7．1 应用层的基本概念177

7．2 网络应用的工作模式178

7．2．1 C／S工作模式178

7．2．2 B／S工作模式179

7．2．3 P2P工作模式180

7．3 因特网上的域名机制182

7．3．1 分层的域名空间182

7．3．2 域名服务器与域名解析183

7．4 因特网上的基本应用184

7．4．1 电子邮件184

7．4．2 万维网189

7．4．3 文件传输服务192

7．4．4 远程登录193

7．4．5 动态主机配置协议194

7．4．6 网络管理及简单网络管理协议195

7．5 因特网上的新型应用198

7．5．1 基于P2P的文件分发199

7．5．2 基于P2P的因特网电话服务203

习题206

实验 HTTP协议实验207

第8章 网络安全209

8．1 网络安全概述209

8．1．1 网络系统所面临的威胁209

8．1．2 网络安全体系应提供的安全服务210

8．2 网络攻击210

8．2．1 网络攻击概述210

8．2．2 拒绝服务攻击211

8．2．3 恶意代码213

8．3 网络安全基本技术216

8．3．1 加密216

8．3．2 数字签名219

8．3．3 身份认证220

8．3．4 密钥分配223

8．4 网络安全协议228

8．4．1 网络层安全协议IPSec228

8．4．2 传输层安全协议SSL231

8．4．3 电子邮件安全协议PGP237

8．4．4 无线局域网的安全协议802．11i239

8．5 安全标准与法律法规242

8．5．1 网络安全评估标准242

8．5．2 安全法律与法规244

习题246

实验247

实验一 数字证书的生成与安装247

实验二 SSL安全协议分析实验252

第三部分 网络集成与应用255

第9章 园区网组网及案例分析255

9．1 网络结构255

9．1．1 拓扑结构255

9．1．2 三层组网结构255

9．1．3 扁平化的两层结构257

9．2 局域网硬件设备257

9．2．1 集线器257

9．2．2 交换机258

9．2．3 路由器261

9．2．4 三层交换机263

9．2．5 无线局域网络设备264

9．3 综合布线系统267

9．3．1 综合布线系统的标准267

9．3．2 综合布线系统的构成267

9．3．3 综合布线系统的常用传输介质268

9．4 IP地址的分配与管理269

9．4．1 IP地址分配原则269

9．4．2 IP地址分配方式269

9．4．3 IP地址的管理271

9．5 网络安全防护技术271

9．5．1 防火墙271

9．5．2 入侵检测274

9．5．3 网络防病毒275

9．5．d VPN技术276

9．6 因特网的接入277

9．6．1 几种常用的因特网接入方式277

9．6．2 园区网的因特网接入277

9．7 园区网组网实例278

第10章 基于Socket API的网络应用编程280

10．1 网络应用编程概述280

10．2 Socket编程的基本概念281

10．2．1 BSD Socket API简介281

10．2．2 BSD Socket的种类282

10．2．3 BSD Socket API的基本知识282

10．3 TCP Socket编程方法286

10．3．1 TCP Socket的工作流程286

10．3．2 TCP Socket应用编程287

示例287

10．4 UDP Socket编程方法290

10．4．1 UDP Socket的工作流程290

10．4．2 UDP Socket应用编程示例291

10．5 Raw Socket编程方法293

10．5．1 协议首部数据结构293

10．5．2 校验和的计算294

10．5．3 Raw Socket应用编程示例295

10．6 网络服务器的工作模式296

实验297

实验一 基于UDP的对等通信编程297

实验二 简单Web代理服务器298

第四部分 附录299

附录A 英文缩写词汇表299

附录B Ethereal简介与使用指南305

附录C 有关RFC文档308

参考文献310