計算機通信和網(wǎng)絡技術

第一部分 計算機通信和網(wǎng)絡基礎
第1章 計算機通信和網(wǎng)絡技術概述　3
1.1 什么是計算機通信和網(wǎng)絡技術　4
1.2 什么是計算機網(wǎng)絡　5
1.2.1 網(wǎng)絡成員：設備、節(jié)點和主機　5
1.2.2 網(wǎng)絡媒體和通信協(xié)議　6
1.3 計算機網(wǎng)絡的類型　7
1.3.1 網(wǎng)絡分類——按所包含的區(qū)域　7
1.3.2 網(wǎng)絡分類——按拓撲類型　8
1.3.3 交換網(wǎng)絡　13
1.4 網(wǎng)絡尋址、路由、可靠性、互操作性和安全性　14
1.4.1 尋址　14
1.4.2 路由　14
1.4.3 可靠性　15
1.4.4 互操作性　16
1.4.5 安全性　16
1.5 網(wǎng)絡標準　16
1.5.1 法定標準　18
1.5.2 事實標準　18
1.5.3 專用標準　18
1.5.4 合作標準　19
1.5.5 因特網(wǎng)標準的發(fā)展　20
1.6 電話系統(tǒng)與數(shù)據(jù)通信　20
1.6.1 電話的發(fā)明　20
1.6.2 電話工業(yè)的進展和AT&T　21
1.6.3 1984年AT&T拆分　22
1.6.4 1996年電信法案1　23
1.6.5 數(shù)據(jù)通信與電信　24
1.7 本書的結構　24
1.8 章末評注　25
1.9 本章復習資料　25
1.9.1 總結　25
1.9.2 詞匯檢查　26
1.9.3 復習題　27
1.9.4 推薦讀物及參考文獻　28
第2章 基本術語和概念　29
2.1 網(wǎng)絡應用和應用協(xié)議　30
2.2 計算機通信和網(wǎng)絡模型　32
2.2.1 分散式系統(tǒng)　32
2.2.2 集中式系統(tǒng)　33
2.2.3 分布式系統(tǒng)　34
2.2.4 客戶機/服務器模型　35
2.2.5 對等模型　36
2.2.6 基于Web的模型　37
2.2.7 新興的文件共享模型：伺服　39
2.3 通信服務方式和數(shù)據(jù)傳輸模型　39
2.3.1 串行和并行通信　39
2.3.2 同步、異步與等時通信　40
2.3.3 單工和雙工通信　41
2.4 模擬和數(shù)字通信　42
2.4.1 模擬通信　43
2.4.2 數(shù)字通信　45
2.5 通信信道的速度和容量　47
2.5.1 帶寬和數(shù)據(jù)速率　47
2.5.2 吞吐量　47
2.5.3 噪聲　48
2.6 多路復用和交換　50
2.6.1 多路復用　51
2.6.2 交換　53
2.7 網(wǎng)絡體系結構和OSI參考模型　54
2.7.1 OSI模型　55
2.7.2 OSI服務類型　55
2.7.3 今天的OSI　59
2.8 章末評注　60
2.9 本章復習資料　61
2.9.1 總結　61
2.9.2 詞匯檢查　62
2.9.3 復習題　63
2.9.4 推薦讀物及參考文獻　64
第3章 模擬和數(shù)字通信概念　66
3.1 用模擬信號表示數(shù)據(jù)　67
3.1.1 轉換模擬數(shù)據(jù)為模擬信號　68
3.1.2 轉換數(shù)字數(shù)據(jù)為模擬信號　68
3.2 用數(shù)字信號表示數(shù)據(jù)　74
3.2.1 轉換模擬數(shù)據(jù)為數(shù)字信號　75
3.2.2 轉換數(shù)字數(shù)據(jù)為數(shù)字信號　77
3.3 數(shù)據(jù)速率和波特率　79
3.4 數(shù)字載波系統(tǒng)　79
3.4.1 T1和DS線路　80
3.4.2 部分T1　81
3.4.3 SONET和OC線路　84
3.5 章末評注　86
3.6 本章復習資料　86
3.6.1 總結　86
3.6.2 詞匯檢查　88
3.6.3 復習題　89
3.6.4 推薦讀物及參考文獻　90
第二部分 物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡層概念
第4章 物理層概念　95
4.1 何為物理層　96
4.2 導線的物理和電氣特性　97
4.2.1 物理特性　97
4.2.2 電氣特性　100
4.3 銅線介質　101
4.3.1 非屏蔽和屏蔽雙絞線　101
4.3.2 IBM電纜　103
4.3.3 同軸電纜　103
4.3.4 雙軸電纜　105
4.4 光纖介質　105
4.5 無線通信　108
4.5.1 無線電傳輸　108
4.5.2 紅外傳輸　110
4.5.3 無線LAN標準　111
4.6 衛(wèi)星通信　112
4.7 結構化布線系統(tǒng)　115
4.8 章末評注　117
4.9 本章復習資料　117
4.9.1 總結　117
4.9.2 詞匯檢查　118
4.9.3 復習題　118
4.9.4 推薦讀物及參考文獻　119
第5章 數(shù)據(jù)鏈路層概念和 IEEE LAN標準　122
5.1 何為數(shù)據(jù)鏈路層　123
5.1.1 概述　123
5.1.2 IEEE和數(shù)據(jù)鏈路層　123
5.2 邏輯鏈路控制（LLC）子層　125
5.2.1 成幀　125
5.2.2 流量控制　128
5.2.3 差錯控制　134
5.3 介質訪問控制（MAC）子層　139
5.3.1 隨機訪問協(xié)議　139
5.3.2 令牌傳遞協(xié)議　142
5.3.3 隨機訪問與令牌傳遞協(xié)議　142
5.4 數(shù)據(jù)優(yōu)先權和服務質量　143
5.5 章末評注　145
5.6 本章復習資料　146
5.6.1 總結　146
5.6.2 詞匯檢查　147
5.6.3 復習題　147
5.6.4 推薦讀物及參考文獻　149
第6章 網(wǎng)絡硬件組件（1層及2層）　150
6.1 什么是連接器　151
6.1.1 概述　151
6.1.2 UTP線纜連接器　151
6.1.3 同軸電纜連接器　152
6.1.4 光纜連接器　152
6.1.5 其他連接器　153
6.2 收發(fā)器與介質轉換器　153
6.2.1 收發(fā)器　153
6.2.2 介質轉換器　155
6.3 轉發(fā)器　156
6.4 網(wǎng)絡接口卡與PC卡　158
6.4.1 網(wǎng)絡接口卡　158
6.4.2 PC卡　159
6.5 網(wǎng)橋　160
6.5.1 概述　160
6.5.2 網(wǎng)橋標準　160
6.5.3 網(wǎng)橋與轉發(fā)器　163
6.6 交換機　164
6.6.1 存儲轉發(fā)交換機　165
6.6.2 直通交換機　165
6.6.3 混合交換機　167
6.6.4 交換機性能　167
6.7 章末評注　167
6.8 本章復習資料　168
6.8.1 總結　168
6.8.2 詞匯檢查　169
6.8.3 復習題　169
6.8.4 推薦讀物及參考文獻　170
第7章 網(wǎng)際互連、網(wǎng)絡層概念及組件　172
7.1 網(wǎng)絡互連概念　173
7.2 網(wǎng)絡層和選路概念　176
7.2.1 網(wǎng)絡層概覽　176
7.2.2 選路協(xié)議概念　177
7.2.3 選路算法　180
7.3 選路協(xié)議舉例　182
7.3.1 自治系統(tǒng)、內部網(wǎng)關協(xié)議和邊界網(wǎng)關協(xié)議　182
7.3.2 RIP　183
7.3.3 RIP-2　184
7.3.4 OSPF　186
7.3.5 其他選路協(xié)議　188
7.3.6 無類型域間選路　188
7.4 路由器和交換機　189
7.4.1 交換和交換機概述　189
7.4.2 2層交換機、3層交換機與路由器　189
7.4.3 4層交換　190
7.4.4 IP交換　190
7.4.5 橋路器與路由器　191
7.5 虛擬專用網(wǎng)　191
7.5.1 VPN策略　191
7.5.2 VPN的好處　193
7.6 章末評注　194
7.7 本章復習資料　195
7.7.1 總結　195
7.7.2 詞匯檢查　196
7.7.3 復習題　196
7.7.4 推薦讀物及參考文獻　199
第8章 因特網(wǎng)與TCP/IP　202
8.1 什么是因特網(wǎng)　203
8.2 因特網(wǎng)的歷史　203
8.2.1 ARPAnet　203
8.2.2 BITNET、CSNET和UUCP　204
8.2.3 NSFNET　204
8.2.4 商用因特網(wǎng)　207
8.2.5 目前的公眾因特網(wǎng)　208
8.2.6 其他因特網(wǎng)骨干網(wǎng)雛形　209
8.3 因特網(wǎng)的管理　210
8.3.1 管理與組織　210
8.3.2 標準的制定　211
8.3.3 因特網(wǎng)安全　212
8.4 什么是TCP/IP　213
8.4.1 簡要歷史介紹　213
8.4.2 TCP/IP模型與OSI模型　214
8.5 TCP/IP的傳輸層與網(wǎng)絡層協(xié)議　217
8.5.1 基于因特網(wǎng)的通信概述與UDP、TCP、IP和端口號的作用　217
8.5.2 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）　219
8.5.3 傳輸控制協(xié)議（TCP）　220
8.5.4 因特網(wǎng)協(xié)議（IP）　226
8.6 IP地址　229
8.6.1 IPv4　229
8.6.2 IPv4地址子網(wǎng)劃分　230
8.6.3 IP地址解析：DNS　234
8.6.4 IP地址與名字分配　236
8.7 IPv6　237
8.7.1 需要IPv6　237
8.7.2 IPv6與IPv4　238
8.7.3 IPv6地址　238
8.7.4 IPv6的過渡　242
8.8 TCP/IP應用層協(xié)議　242
8.8.1 電子郵件：SMTP、MIME和POP　242
8.8.2 Telnet協(xié)議　251
8.8.3 文件傳輸協(xié)議（FTP）　252
8.8.4 超文本傳輸協(xié)議（HTTP）　253
8.9 章末評注　260
8.10 本章復習資料　260
8.10.1 總結　260
8.10.2 詞匯檢查　262
8.10.3 復習題　263
8.10.4 推薦讀物及參考文獻　264
第三部分 層域網(wǎng)和廣域網(wǎng)技術
第9章 以太網(wǎng)和IEEE 802.3 網(wǎng)絡　271
9.1 以太網(wǎng)的歷史　272
9.1.1 開始　272
9.1.2 以太網(wǎng)與IEEE 802.3　273
9.2 10 Mbit/s以太網(wǎng)/802.3局域網(wǎng)　275
9.2.1 物理和數(shù)據(jù)鏈路層的信息　275
9.2.2 網(wǎng)絡直徑和沖突域的概念　278
9.2.3 5-4-3轉發(fā)器布局規(guī)則　281
9.2.4 回避5-4-3轉發(fā)器布局規(guī)則　283
9.2.5 性能問題　283
9.3 交換式以太網(wǎng)、全雙工以太網(wǎng)以及虛擬局域網(wǎng)　284
9.3.1 分段的概念　284
9.3.2 交換式以太網(wǎng)　286
9.3.3 全雙工以太網(wǎng)　290
9.3.4 虛擬局域網(wǎng)（VLAN）　291
9.4 100 Mbit/s以太網(wǎng)LAN　292
9.4.1 快速以太網(wǎng)　293
9.4.2 100VG-AnyLAN　296
9.5 吉比特以太網(wǎng)　299
9.5.1 概述　299
9.5.2 IEEE 802.3z：光纖之上的吉比特以太網(wǎng)　301
9.5.3 IEEE 802.3ab：銅纜之上的吉比特以太網(wǎng)　303
9.5.4 吉比特以太網(wǎng)與異步傳輸模式（ATM）　304
9.5.5 吉比特以太網(wǎng)的基本特點　305
9.5.6 越快是否就越好　305
9.5.7 以太網(wǎng)作為一種WAN協(xié)議：IEEE 802.3ae--10吉比特以太網(wǎng)　306
9.6 與以太網(wǎng)相關的其他課題　306
9.7 章末評注　307
9.8 本章復習資料　307
9.8.1 總結　307
9.8.2 詞匯檢查　309
9.8.3 復習題　310
9.8.4 推薦讀物及參考文獻　312
第10章 令牌環(huán)　316
10.1 什么是令牌環(huán)　317
10.2 物理層規(guī)范　319
10.3 幀格式　319
10.3.1 令牌幀　319
10.3.2 數(shù)據(jù)幀　320
10.4 優(yōu)先級和預留　322
10.5 監(jiān)視器站　323
10.6 第二代令牌環(huán)　324
10.6.1 交換式令牌環(huán)　324
10.6.2 專用令牌環(huán)　325
10.6.3 全雙工令牌環(huán)　326
10.6.4 高速令牌環(huán)　326
10.7 令牌環(huán)與令牌總線　327
10.8 章末評注　328
10.9 本章復習資料　328
10.9.1 總結　328
10.9.2 詞匯檢查　329
10.9.3 復習題　329
10.9.4 推薦讀物及參考文獻　330
第11章 光纖分布式數(shù)據(jù)接口 （FDDI）　331
11.1 什么是FDDI　332
11.2 物理層規(guī)范　333
11.3 幀格式和媒體訪問規(guī)范　334
11.3.1 幀格式　334
11.3.2 MAC子層：FDDI與令牌環(huán)　336
11.3.3 運行　337
11.4 配置和設計問題　338
11.5 FDDI與以太網(wǎng)/802.3或ATM網(wǎng)絡的互連　340
11.6 FDDI的未來　341
11.7 章末評注　341
11.8 本章復習資料　342
11.8.1 總結　342
11.8.2 詞匯檢查　342
11.8.3 復習題　343
11.8.4 推薦讀物及參考文獻　343
第12章 綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（ISDN）　345
12.1 什么是ISDN　346
12.1.1 歷史　346
12.1.2 標準　347
12.2 ISDN的組成　349
12.2.1 模塊、設備和適配器　349
12.2.2 接口　350
12.3 ISDN的信道類型　351
12.3.1 B信道　351
12.3.2 D信道　352
12.3.3 H信道　352
12.4 基本和初等速率接口　352
12.4.1 基本速率接口（BRI）　353
12.4.2 初等速率接口（PRI）　353
12.5 ISDN協(xié)議　354
12.5.1 概述　354
12.5.2 鏈路訪問協(xié)議——D信道（LAP-D）　355
12.6 ISDN的特性、業(yè)務及應用　356
12.6.1 業(yè)務概要特征標識（SPID）號　356
12.6.2 線路與特征集　356
12.6.3 電信業(yè)務　356
12.6.4 ISDN與常規(guī)的電話業(yè)務　357
12.6.5 ISDN和因特網(wǎng)　357
12.6.6 局域網(wǎng)到局域網(wǎng)（LAN-LAN）的連接　358
12.7 其他的ISDN創(chuàng)新　359
12.7.1 永久在線/動態(tài)ISDN　359
12.7.2 寬帶ISDN　360
12.8 章末評注　360
12.9 本章復習資料　361
12.9.1 總結　361
12.9.2 詞匯檢查　362
12.9.3 復習題　362
12.9.4 推薦讀物及參考文獻　363
第13章 幀中繼　365
13.1 什么是幀中繼　366
13.2 幀中繼電路　368
13.2.1 永久虛電路（PVC）　368
13.2.2 承諾信息速率（CIR）　368
13.2.3 CIR和超額訂購　371
13.2.4 交換虛電路（SVC）　373
13.3 技術概述和數(shù)據(jù)鏈路層問題　374
13.3.1 基本操作　374
13.3.2 幀中繼的幀　374
13.3.3 數(shù)據(jù)鏈路連接標識符（DLCI）　376
13.3.4 擁塞控制與管理　377
13.3.5 鏈路管理　379
13.4 其他的幀中繼信息　379
13.4.1 幀中繼話音　379
13.4.2 幀中繼與其他LAN-LAN的技術　381
13.4.3 新聞報道中的幀中繼　381
13.5 章末評注　382
13.6 本章復習資料　382
13.6.1 總結　382
13.6.2 詞匯檢查　383
13.6.3 復習題　383
13.6.4 推薦讀物及參考文獻　384
第14章 交換式多兆位數(shù)據(jù)服務（SMDS）　386
14.1 什么是SMDS　387
14.1.1 概述　387
14.1.2 歷史　387
14.1.3 其他開發(fā)基本原理　388
14.2 SMDS技術概述　389
14.2.1 物理層規(guī)范　389
14.2.2 數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)范：DQDB　390
14.3 SMDS接口協(xié)議（SIP）　391
14.4 SMDS尋址　394
14.5 SMDS與其他的LAN-LAN技術　395
14.6 SMDS的現(xiàn)狀　396
14.7 章末評注　398
14.8 本章復習資料　398
14.8.1 總結　398
14.8.2 詞匯檢查　398
14.8.3 復習題　399
14.8.4 推薦讀物及參考文獻　399
第15章 異步傳輸模式（ATM）　401
15.1 什么是ATM　402
15.1.1 概述　402
15.1.2 歷史　402
15.2 一般的概念和工作方式　404
15.2.1 一般概念　404
15.2.2 工作方式　404
15.3 ATM接口標準　405
15.4 ATM信元、虛連接和尋址　407
15.4.1 ATM信元　408
15.4.2 虛連接　409
15.4.3 尋址　410
15.5 ATM適配層（AAL）　411
15.6 ATM和融合技術　413
15.7 ATM與其他技術和服務的對比　414
15.7.1 ATM與快速和吉比特以太網(wǎng)的對比　414
15.7.2 ATM與幀中繼的對比　415
15.7.3 ATM與SONET的對比　415
15.7.4 ATM作為一種仿真局域網(wǎng)技術　415
15.8 章末評注　417
15.9 本章復習資料　417
15.9.1 總結　417
15.9.2 詞匯檢查　418
15.9.3 復習題　419
15.9.4 推薦讀物和參考文獻　419
第四部分 相關的網(wǎng)絡概念、應用和技術
第16章 撥號和家庭連網(wǎng)　423
16.1 什么是撥號網(wǎng)絡　424
16.1.1 終端撥號連接　424
16.1.2 網(wǎng)絡撥號連接　425
16.2 模擬調制解調器的概念　426
16.2.1 概述　426
16.2.2 調制解調器的標準　426
16.2.3 DCE、DTE、壓縮和差錯控制　427
16.2.4 56K 調制解調器　429
16.3 DSL服務　430
16.3.1 概述　430
16.3.2 DSL傳輸率和電路質量　431
16.3.3 DSL服務類型　433
16.4 電纜調制解調器　436
16.5 家庭連網(wǎng)的概念和問題　438
16.5.1 連接到因特網(wǎng)　438
16.5.2 連接一個以上的家庭計算機　440
16.5.3 家庭網(wǎng)絡的基礎設施　441
16.5.4 家庭網(wǎng)絡的安全　441
16.5.5 配置家庭網(wǎng)絡時的潛在問題　442
16.6 章末評注　443
16.7 本章復習資料　443
16.7.1 總結　443
16.7.2 詞匯檢查　444
16.7.3 復習題　445
16.7.4 推薦讀物及參考文獻　446
第17章 網(wǎng)絡安全問題　448
17.1 什么是網(wǎng)絡安全　449
17.2 威脅評估　450
17.2.1 鑒別關鍵資產(chǎn)　450
17.2.2 誰覬覦你的資產(chǎn)　451
17.2.3 風險分析　452
17.2.4 戰(zhàn)爭游戲　453
17.2.5 文檔記錄　453
17.3 網(wǎng)絡攻擊和安全措施的考慮　453
17.3.1 網(wǎng)絡攻擊的例子　453
17.3.2 拒絕服務攻擊　454
17.3.3 實現(xiàn)網(wǎng)絡安全的障礙　455
17.3.4 安全措施的考慮　456
17.4 防火墻　458
17.4.1 概述　458
17.4.2 防火墻的類型　459
17.4.3 防火墻和多協(xié)議的環(huán)境　460
17.4.4 防火墻實現(xiàn)的考慮　461
17.5 加密方法　462
17.5.1 概述　462
17.5.2 公開密鑰基礎設施（PKI）　463
17.5.3 數(shù)據(jù)加密標準（DES）　463
17.5.4 PGP　464
17.5.5 RSA　465
17.6 身份認證和訪問控制措施　470
17.6.1 數(shù)字證書　470
17.6.2 智能卡　470
17.6.3 Kerberos　471
17.7 虛擬專用網(wǎng)和因特網(wǎng)安全　471
17.7.1 VPN安全協(xié)議　472
17.7.2 IP安全協(xié)議（IPSec）　473
17.7.3 保護VPN連接　475
17.8 章末評注　475
17.9 本章復習資料　475
17.9.1 總結　475
17.9.2 詞匯檢查　477
17.9.3 復習題　478
17.9.4 推薦讀物及參考文獻　479
第18章 網(wǎng)絡融合　481
18.1 什么是網(wǎng)絡融合　482
18.1.1 概述　482
18.1.2 融合不僅僅是話音和數(shù)據(jù)的結合　483
18.2 連網(wǎng)問題和融合　485
18.2.1 網(wǎng)絡媒介和融合　485
18.2.2 網(wǎng)絡應用和融合　486
18.2.3 融合和多媒體連網(wǎng)　487
18.3 網(wǎng)絡融合對商業(yè)的影響　489
18.3.1 融合對傳統(tǒng)網(wǎng)絡和系統(tǒng)的影響　489
18.3.2 融合對計算和連網(wǎng)類型的影響　490
18.3.3 融合對網(wǎng)絡性能和發(fā)展速度的影響　490
18.3.4 公司結構的變化與融合　491
18.3.5 網(wǎng)絡管理和融合　492
18.3.6 融合和具有公司網(wǎng)絡應用的因特網(wǎng)　493
18.4 家庭內的融合　493
18.5 章末評注　494
18.6 本章復習資料　495
18.6.1 總結　495
18.6.2 詞匯檢查　495
18.6.3 復習題　495
18.6.4 推薦讀物及參考文獻　496
附錄A 廠商以太網(wǎng)/802.3前綴　498
附錄B 單比特錯誤恢復使用的奇偶校驗　499
附錄C 安裝UTP電纜的指導　501
附錄D 網(wǎng)絡設計和分析指南，網(wǎng)絡政治　503
附錄E X.25　508
術語表　513
【媒體評論】