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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SDH 58

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HDLC 72

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PPP 75

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 802．1Q 86

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CIDR 110

5．3．4 特殊用途的CIDR地址块 114

5．3．5 地址解析协议ARP 115

5．3．6 网络地址转换NAT 116

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ICMP 127

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IGMP 132

5．6．4 多播的路由选择 133

5．7 下一代因特网协议IPv6 134

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 ICMPv6 139

5．7．5 向IPv6的过渡 140

5．8 移动IP 141

5．9 网络层的QoS 144

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IPSec 228

8．4．2 传输层安全协议SSL 231

8．4．3 电子邮件安全协议PGP 237

8．4．4 无线局域网的安全协议802．11i 239

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