計算機網(wǎng)絡與通信

第1章　緒論　1
1.1　計算機網(wǎng)絡的定義和功能　1
1.1.1　計算機網(wǎng)絡的定義　1
1.1.2　計算機網(wǎng)絡的功能　2
1.2　計算機網(wǎng)絡的分類　2
1.2.1　按地理范圍劃分　2
1.2.2　按拓撲結構劃分　5
1.2.3　按資源共享方式劃分　7
1.2.4　局域網(wǎng)的分類　8
1.3　計算機網(wǎng)絡的標準　9
1.3.1　世界重要的標準化組織　10
1.3.2　因特網(wǎng)的標準化　10
1.4　因特網(wǎng)在我國的發(fā)展　11
1.4.1　我國因特網(wǎng)的發(fā)展簡況　11
1.4.2　我國建立的十大計算機網(wǎng)絡　11
小結　14
習題　14
第2章　數(shù)據(jù)通信基礎　15
2.1　數(shù)據(jù)通信基礎知識　15
2.1.1　數(shù)據(jù)通信模型　15
2.1.2　并行傳輸和串行傳輸　15
2.1.3　同步傳輸和異步傳輸　16
2.1.4　傳輸方式　17
2.1.5　數(shù)字傳輸和模擬傳輸　17
2.2　數(shù)據(jù)通信中的基本概念　18
2.2.1　頻率、頻譜和帶寬　18
2.2.2　數(shù)據(jù)傳輸速率　20
2.2.3　基帶傳輸和寬帶傳輸　22
2.3　傳輸介質(zhì)　22
2.3.1　雙絞線　22
2.3.2　同軸電纜　24
2.3.3　光纖　24
2.3.4　無線傳輸　28
2.4　數(shù)據(jù)交換技術　31
2.4.1　數(shù)據(jù)交換技術概述　31
2.4.2　交換技術的比較　35
2.5　多路復用技術　36
2.5.1　頻分多路復用(FDM)　36
2.5.2　同步時分多路復用(STDM)　37
2.5.3　異步時分多路復用(ATDM)　37
2.5.4　密集波分多路復用(DWDM)　38
2.5.5　碼分多址訪問(CDMA)　41
2.6　光纖通信　43
2.6.1　光纖通信的特點　43
2.6.2　光纖通信中的編碼技術　44
2.7　移動通信及蜂窩無線通信　46
2.7.1　模擬蜂窩電話　46
2.7.2　數(shù)字蜂窩無線通信(2G)　48
2.7.3　第三代移動通信3G　50
小結　52
習題　52
第3章　計算機網(wǎng)絡體系結構和物理層協(xié)議　53
3.1　計算機網(wǎng)絡體系結構　53
3.1.1　ISO/OSI參考模型的產(chǎn)生　53
3.1.2　各層功能概述　55
3.1.3　層間關系　56
3.2　TCP/IP的體系結構　59
3.2.1　TCP/IP與OSI參考模型的比較　59
3.2.2　TCP/IP的分層結構　60
3.3　物理層協(xié)議　61
3.3.1　物理層的功能　61
3.3.2　物理層的具體作用　62
3.3.3　物理層協(xié)議及特性　62
3.3.4　常用的物理層標準　63
3.4　編碼和調(diào)制技術　65
3.4.1　數(shù)字數(shù)據(jù)編碼為數(shù)字信號　66
3.4.2　數(shù)字數(shù)據(jù)調(diào)制為模擬信號　68
3.4.3　模擬數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字信號　71
3.4.4　模擬數(shù)據(jù)轉換為模擬信號　73
3.5　同步數(shù)字序列(SDH)和同步光纖網(wǎng)(SONET)　74
3.5.1　SDH/SONET產(chǎn)生的背景　74
3.5.2　SONET/SDH的傳輸速率　75
3.5.3　SONET數(shù)字體系第一級STS-1/OC-1的幀格式　76
3.5.4　SDH中的信元傳輸　76
小結　80
習題　80
第4章　數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議　81
4.1　數(shù)據(jù)鏈路層的功能與協(xié)議　81
4.2　流量控制方法　83
4.3　差錯控制方法　86
4.3.1　自動請求重發(fā)(ARQ)協(xié)議　86
4.3.2　差錯控制方法-循環(huán)冗余校驗碼(CRC)　88
4.4　高級數(shù)據(jù)鏈路控制(HDLC)協(xié)議　89
4.4.1　面向字符和面向位的鏈路控制協(xié)議　90
4.4.2　HDLC協(xié)議的基本概念　90
4.4.3　HDLC協(xié)議的幀格式　91
4.4.4　HDLC協(xié)議的主要內(nèi)容　92
4.5　因特網(wǎng)中的點對點協(xié)議(PPP)　95
4.5.1　PPP的工作原理　96
4.5.2　PPP的應用　98
小結　99
習題　99
第5章　介質(zhì)訪問控制子層和局域網(wǎng)　100
5.1　局域網(wǎng)參考模型　100
5.2　邏輯鏈路控制(LLC)子層協(xié)議　101
5.3　介質(zhì)訪問控制(MAC)子層協(xié)議　102
5.4　CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法　103
5.4.1　CSMA/CD方法的工作原理　103
5.4.2　MAC子層的幀格式　107
5.5　局域網(wǎng)協(xié)議標準　109
5.5.1　IEEE 802協(xié)議標準　109
5.5.2　IEEE 802.3以太網(wǎng)標準　109
5.6　虛擬局域網(wǎng)(VLAN)　118
5.6.1　VLAN的作用　118
5.6.2　VLAN的連接和劃分　119
5.6.3　VLAN的標準802.1Q和802.1P　122
5.6.4　VLAN之間的通信　123
小結　125
習題　125
第6章　無線局域網(wǎng)　127
6.1　無線局域網(wǎng)概述　127
6.1.1　無線局域網(wǎng)的優(yōu)點　127
6.1.2　無線網(wǎng)絡的技術要求　127
6.1.3　無線信道的若干傳輸特性　128
6.2　無線局域網(wǎng)的調(diào)制解調(diào)技術　129
6.2.1　QAM調(diào)制　130
6.2.2　CCK調(diào)制　131
6.2.3　PBCC調(diào)制　132
6.2.4　正交頻分多路復用(OFDM)技術　134
6.3　擴頻通信技術　137
6.3.1　擴頻通信的基本概念　137
6.3.2　直接序列擴頻(DSSS)　141
6.3.3　跳頻擴頻技術　142
6.4　無線局域網(wǎng)協(xié)議　144
6.4.1　802.11物理層　145
6.4.2　802.11 MAC子層協(xié)議　146
6.4.3　802.11幀格式　149
6.4.4　服務　149
6.5　寬帶無線　150
6.5.1　802.16協(xié)議　151
6.5.2　802.16物理層　151
6.5.3　802.16 MAC子層協(xié)議　152
6.5.4　802.16幀格式　152
6.6　藍牙技術　152
小結　157
習題　158
第7章　網(wǎng)絡層協(xié)議　159
7.1　網(wǎng)絡層提供的服務　159
7.1.1　網(wǎng)絡層為傳輸層提供的服務　159
7.1.2　網(wǎng)絡層的兩種傳輸方式　159
7.2　網(wǎng)絡層路由算法　160
7.2.1　路由算法的要求和分類　160
7.2.2　最短路徑算法　161
7.2.3　擴散法　162
7.2.4　距離向量路由算法　163
7.2.5　鏈路狀態(tài)路由算法　164
7.3　擁塞控制　166
7.3.1　擁塞控制的一般概念　166
7.3.2　擁塞控制方法和算法　168
7.4　因特網(wǎng)中的網(wǎng)際協(xié)議(IP)　170
7.4.1　IP數(shù)據(jù)報的格式　170
7.4.2　IP地址　172
7.4.3　劃分子網(wǎng)(Subnet)和子網(wǎng)掩碼　174
7.5　無分類域間路由選擇(CIDR)　178
7.6　因特網(wǎng)控制報文協(xié)議(ICMP)　180
7.6.1　差錯報告報文　181
7.6.2　ICMP的查詢報文　182
7.7　IPv6和ICMPv6　184
7.7.1　IPv6概述　184
7.7.2　IPv6基本報頭格式　186
7.7.3　IPv6的地址結構　187
7.7.4　IPv6的擴展報頭　189
7.7.5　IPv4向IPv6的過渡簡介　191
7.7.6　ICMPv6　192
7.8　因特網(wǎng)的路由選擇協(xié)議　194
7.8.1　內(nèi)部網(wǎng)關路由協(xié)議　195
7.8.2　開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議　201
7.8.3　單區(qū)域中的OSPF的工作原理　205
7.8.4　多區(qū)域中的OSPF的工作原理　210
7.8.5　邊界網(wǎng)關協(xié)議(BGP)　212
7.9　虛擬專用網(wǎng)　216
7.9.1　VPN的基本概念　216
7.9.2　VPN連接和路由　218
7.9.3　VPN中的隧道技術　220
7.10　IP多播和IGMP　223
7.10.1　IP多播的用途　223
7.10.2　IGMP　224
7.10.3　多播地址　225
7.10.4　分布路由和多播路由協(xié)議　226
小結　227
習題　227
第8章　傳輸層協(xié)議　229
8.1　傳輸控制協(xié)議(TCP)的基本功能　229
8.1.1　傳輸層的功能和服務　229
8.1.2　傳輸層的幾個重要概念　230
8.2　傳輸控制協(xié)議(TCP)　232
8.2.1　TCP報文段的報頭　232
8.2.2　TCP的特性　235
8.2.3　TCP的流量控制　237
8.2.4　TCP的差錯控制　238
8.2.5　TCP的擁塞控制　239
8.3　用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)　240
8.3.1　UDP概述　240
8.3.2　UDP通信過程和端口號　241
8.3.3　UDP用戶數(shù)據(jù)報的報頭格式　242
8.3.4　UDP的通信過程　243
8.4　服務質(zhì)量(QoS)保證　245
8.4.1　QoS的技術要求　245
8.4.2　QoS保證的相關技術　246
8.4.3　綜合服務和區(qū)分服務　251
8.4.4　多協(xié)議標簽交換協(xié)議(MPLS)　253
小結　258
習題　258
第9章　應用層協(xié)議　259
9.1　域名系統(tǒng)(DNS)　259
9.2　TCP/IP應用層協(xié)議　261
9.2.1　文件傳輸協(xié)議(FTP)　261
9.2.2　電子郵件(E-mail)　262
9.2.3　萬維網(wǎng)(WWW)　263
9.2.4　遠程終端協(xié)議(TELNET)　265
9.2.5　信息檢索(Gopher)　266
9.2.6　簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議(SNMP)　266
小結　268
習題　268
第10章　廣域網(wǎng)和異步傳輸模式(ATM)　269
10.1　X.25分組交換網(wǎng)協(xié)議　269
10.1.1　X.25的分組格式　269
10.1.2　X.25的呼叫服務過程　271
10.2　幀中繼　272
10.2.1　幀中繼的工作原理　272
10.2.2　幀中繼的幀格式和擁塞控制　273
10.2.3　幀中繼的連接和工作過程　274
10.2.4　幀中繼的擁塞控制　275
10.3　異步傳輸模式(ATM)　276
10.3.1　寬帶綜合業(yè)務數(shù)據(jù)網(wǎng)(B-ISDN)　276
10.3.2　ATM的基本特征　277
10.3.3　ATM協(xié)議參考模型　278
10.3.4　用戶平面　279
10.3.5　控制平面和管理平面　284
10.3.6　ATM交換　284
10.4　我國的計算機數(shù)據(jù)通信網(wǎng)簡介　286
10.4.1　電話網(wǎng)上的數(shù)據(jù)傳輸　287
10.4.2　中國公用分組交換網(wǎng)(CHINAPAC)　287
10.4.3　中國公用數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)(CHINADDN)　288
小結　289
習題　289
第11章　網(wǎng)絡安全技術　290
11.1　網(wǎng)絡安全概述　290
11.1.1　網(wǎng)絡安全的概念　290
11.1.2　網(wǎng)絡安全的分層理論　291
11.1.3　網(wǎng)絡安全策略　293
11.2　信息加密技術　294
11.2.1　密碼技術基礎　294
11.2.2　加密算法　295
11.2.3　數(shù)字簽名　298
11.3　報文鑒別　299
11.4　防火墻技術　300
11.5　入侵檢測　302
11.5.1　入侵檢測的概念　302
11.5.2　入侵檢測系統(tǒng)模型　302
11.5.3　入侵檢測原理　303
11.6　網(wǎng)絡安全協(xié)議　305
11.6.1　網(wǎng)絡層安全協(xié)議族　305
11.6.2　安全套接字層(SSL)　306
11.6.3　電子郵件安全　307
小結　309
習題　310
第12章　連網(wǎng)設備　311
12.1　網(wǎng)絡接口卡　311
12.1.1　網(wǎng)卡的分類　311
12.1.2　網(wǎng)卡的工作原理　314
12.2　調(diào)制解調(diào)器　316
12.2.1　Modem的基本工作原理　316
12.2.2　電纜電視Modem　317
12.2.3　ADSL技術　318
12.3　中繼器和集線器(Hub)　320
12.4　網(wǎng)橋　320
12.4.1　網(wǎng)橋的功能　320
12.4.2　網(wǎng)橋的路徑算法　322
12.5　交換機　325
12.5.1　交換機的功能和應用　326
12.5.2　交換機的工作原理　327
12.5.3　交換機的工作方式　329
12.5.4　交換機的模塊結構　330
12.6　路由器　333
12.6.1　路由器的工作原理　333
12.6.2　路由器的體系結構　335
12.6.3　路由器的功能　336
12.6.4　網(wǎng)關　336
12.7　三層交換機　338
12.7.1　三層交換機的產(chǎn)生　338
12.7.2　Switch node的總體結構　338
12.8　服務器　339
12.8.1　服務器的分類　339
12.8.2　服務器的性能　340
小結　340
習題　341
參考文獻　342