計算機網絡

本書按照以TCP/IP協議棧為基礎的五層網絡體系結構，自下而上地系統介紹了計算機網絡的基礎理論和技術，並通過新型網絡架構和網絡前沿專題部分向讀者介紹了近年來計算機網絡領域的前沿技術和研究成果，並儘可能地提供了詳盡的參考文獻。本書內容兼顧計算機網絡理論的系統性和前沿性、圖文並茂、層次清晰。可作為計算機科學與技術、軟件工程、通信工程等相關專業的本科生教材，還可供從事計算機網絡相關領域的科學研究及工程技術等人員參考。 ^[2] 

前言

教學建議

第1章　計算機網絡的基本概念 1

1.1　計算機網絡的定義 1

1.2　計算機網絡的分類 2

1.2.1　按地理分佈範圍分類 2

1.2.2　按交換方式分類 3

1.2.3　按傳輸媒體分類 7

1.2.4　按拓撲結構分類 8

1.3　計算機網絡的發展歷程 9

1.4　計算機網絡的組成 12

1.4.1　網絡邊緣 13

1.4.2　網絡核心 15

1.4.3　Internet的通信方式 17

1.5　計算機網絡的性能指標 19

1.5.1　速率 19

1.5.2　帶寬 19

1.5.3　吞吐量 19

1.5.4　時延 19

1.5.5　其他性能指標 20

1.6　計算機網絡的國際標準化組織 20

本章小結 22

思考題 23

第2章　計算機網絡體系結構 24

2.1　計算機網絡體系結構發展歷程 24

2.2　OSI/RM體系結構 26

2.2.1　OSI/RM的基本概念 26

2.2.2　OSI/RM各層基本功能 27

2.3　TCP/IP體系結構 30

2.3.1　TCP/IP的發展 30

2.3.2　TCP/IP四層模型 31

2.4　五層體系結構 33

2.4.1　五層參考模型 33

2.4.2　三種體系結構的對比 34

2.5　其他網絡體系結構 35

2.5.1　IEEE 802局域網體系結構 35

2.5.2　開放可編程網絡體系結構 37

2.5.3　面向服務的新型網絡體系結構 39

2.5.4　內容中心網絡體系結構 41

2.5.5　面向移動性的新型網絡體系結構 42

本章小結 43

思考題 43

第3章　物理層 44

3.1　物理層提供的服務 44

3.2　數據傳輸方式 44

3.2.1　單工、雙工和半雙工數據傳輸 44

3.2.2　異步傳輸和同步傳輸 45

3.2.3　頻帶傳輸和基帶傳輸 45

3.3　傳輸媒體 46

3.3.1　雙絞線 46

3.3.2　同軸電纜 46

3.3.3　光纖 47

3.3.4　無線傳輸 48

3.4　調製解調技術 49

3.4.1　ASK 50

3.4.2　FSK 51

3.4.3　PSK 52

3.4.4　多級調製 53

3.5　編碼解碼技術 54

3.5.1　不歸零制編碼 54

3.5.2　曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼 55

3.5.3　mB/nB編碼 55

3.6　信道複用技術 56

3.6.1　頻分複用 57

3.6.2　時分複用 58

3.6.3　碼分複用 59

3.6.4　波分複用 60

3.6.5　準同步數字系列（PDH）和同步數字系列（SDH） 61

3.7　寬帶接入網 63

3.7.1　xDSL技術 63

3.7.2　FTTx技術 65

3.7.3　EPON+LAN技術 67

3.7.4　光纖接入 68

本章小結 70

思考題 70

第4章　數據鏈路層 71

4.1　數據鏈路層提供的服務 71

4.2　差錯檢測與糾錯 72

4.2.1　奇偶校驗 73

4.2.2　校驗和方法 74

4.2.3　循環冗餘檢測 75

4.3　高級數據鏈路控制協議 76

4.3.1　HDLC工作原理 76

4.3.2　HDLC幀格式和傳輸控制 77

4.4　點對點協議 79

4.4.1　PPP的特點 79

4.4.2　PPP的幀格式 81

4.4.3　PPP的工作狀態 82

4.5　以太網 83

4.5.1　以太網的發展 83

4.5.2　以太網MAC子層協議CSMA/CD 86

4.5.3　以太網MAC幀的格式和數據封裝 87

4.5.4　傳統以太網和高速以太網 90

4.6　虛擬局域網 92

4.6.1　VLAN概述 92

4.6.2　VLAN的幀格式 94

4.6.3　VLAN的運行 96

4.7　無線局域網 97

4.7.1　WLAN網絡結構 97

4.7.2　WLAN協議 98

4.7.3　其他種類的無線局域網 101

本章小結 103

思考題 103

第5章　網絡層 105

5.1　網絡層提供的服務 105

5.2　網際協議 106

5.2.1　IPv4地址分類 107

5.2.2　CIDR和VLSM 108

5.2.3　IP數據報的格式 109

5.2.4　IP數據報轉發流程 113

5.2.5　因特網控制報文協議 113

5.2.6　IP地址與硬件地址 116

5.3　地址解析協議和逆地址解析協議 117

5.3.1　ARP 117

5.3.2　數據報格式 118

5.3.3　RARP 118

5.4　路由算法和路由協議 118

5.4.1　概述 119

5.4.2　最短路徑優先算法 120

5.4.3　內部網關協議RIP 121

5.4.4　內部網關協議OSPF 122

5.4.5　外部網關協議BGP 123

5.5　因特網組管理協議 124

5.6　下一代網際協議IPv6 126

5.6.1　IPv6地址格式 126

5.6.2　IPv6地址類型 126

5.6.3　IPv6的數據報格式 126

5.6.4　IPv6路由選擇機制 128

5.6.5　IPv4向IPv6過渡 129

5.7　網絡地址轉換 130

5.7.1　NAT的由來 130

5.7.2　NAT的工作模型和特點 131

5.7.3　NAT的限制與解決方案 132

5.7.4　NAT的應用和實現 136

5.8　多協議標籤交換 138

5.8.1　MPLS的基本概念 138

5.8.2　MPLS的工作原理 139

5.8.3　MPLS的實際應用 141

本章小結 141

思考題 142

第6章　傳輸層 143

6.1　傳輸層提供的服務 143

6.1.1　進程到進程的通信 143

6.1.2　尋址 144

6.1.3　封裝與解封裝 144

6.1.4　多路複用與多路分解 145

6.1.5　流量控制與差錯控制 146

6.2　用户數據報協議 148

6.2.1　UDP的用途 149

6.2.2　UDP的數據報格式 149

6.2.3　UDP的特點 150

6.3　TCP概述 151

6.3.1　TCP報文段的首部格式 151

6.3.2　TCP的編號與確認 153

6.3.3　TCP的連接管理 154

6.4　TCP可靠傳輸的實現 159

6.4.1　TCP重傳相關概念 159

6.4.2　TCP重傳機制 161

6.4.3　TCP可靠傳輸示例 162

6.5　TCP流量控制 164

6.6　TCP擁塞控制 166

…… ^[2]