通信网络原理与技术

本书主要分析和讨论现代通信网络中具有一致性的基本原理与技术。全书共分为9章，分别介绍了通信网络概论、通信协议与网络体系结构、通信网络数学基础、排队系统及网络时延分析、通信网络传输与交换、多址接入、路由选择、流量与拥塞控制、通信网络新技术等内容。本书可以作为高等院校通信工程、网络工程、信息工程等专业高年级本科生（书中打*部分为本科选学内容）和研究生网络基础教材，也可以作为通信工程技术人员和科研人员的参考书。

韩仲祥，空间工程大学信息与导航学院教授，主要从事通信工程方面的教学和科研工作，近年来发表学术40余篇，主持及参与科研项目近10项。

第1章 通信网络概论 1
1.1 通信网络概念及构成 1
1.1.1 通信网络概念 1
1.1.2 通信网络构成要素 2
1.2 通信网络功能及分类 4
1.2.1 基本功能 4
1.2.2 通信网络分类 5
1.3 网络拓扑与分层结构 5
1.3.1 典型网络拓扑结构 5
1.3.2 通信网络分层结构 7
1.4 通信网络质量指标 9
1.5 通信网络发展概况 9
1.5.1 发展历程 10
1.5.2 发展趋势 11
本章小结 12
思考题 12
第2章 通信协议与网络体系结构 13
2.1 通信协议 13
2.2 通信网络体系结构概念 15
2.3 通信网络分层与典型网络体系结构 18
2.3.1 OSI网络协议体系结构 19
2.3.2 TCP/IP协议的体系结构 21
2.4 通信协议应用 22
2.4.1 通信协议分类 22
2.4.2 通信协议实例分析 23
2.5 通信网络协议跨层设计与优化* 26
2.5.1 跨层协作设计基础 27
2.5.2 跨层协作体系结构 29
本章小结 33
讨论题 33
思考题 35
第3章 通信网络数学基础 36
3.1 随机过程 36
3.1.1 随机过程的基本概念 36
3.1.2 典型随机过程 37
3.1.3 Poisson（泊松）过程 38
3.1.4 生灭过程 40
3.2 图论基础 42
3.2.1 图的基本概念 42
3.2.2 树 45
3.2.3 割和环 46
3.2.4 图的矩阵表示 48
本章小结 50
思考题 51
第4章 排队系统及网络时延分析 52
4.1 排队论基本概念 52
4.1.1 排队论起源及研究的问题 52
4.1.2 排队系统 53
4.1.3 排队模型 55
4.1.4 Little定理及应用 57
4.2 M/M/1型排队系统 61
4.2.1 M/M/1（∞）排队模型 61
4.2.2 标准M/M/1（∞）排队系统时延分析及应用 62
4.2.3 有限容量的M/M/1排队模型（拒绝型排队系统）* 69
4.2.4 有限顾客源的M/M/1排队模型（M/M/1/∞/K/FCFS）* 71
4.3 M/M/m型排队系统* 72
4.3.1 M/M/m排队系统 72
4.3.2 M/M/m（n）排队系统 74
4.3.3 M/M/∞排队系统 80
4.3.4 M/M/m/m排队系统 81
本章小结 82
思考题 82
第5章 通信网络传输与交换 85
5.1 网络传输 85
5.1.1 传输媒质 86
5.1.2 组帧方法 88
5.1.3 同步传输与异步传输 91
5.1.4 传输复用 93
5.2 传输链路差错控制 94
5.2.1 差错检测 94
5.2.2 差错纠错 96
5.3 网络交换 106
5.3.1 交换原理与实现 106
5.3.2 电路交换 109
5.3.3 分组交换 110
5.3.4 快速分组交换 113
5.3.5 IP交换、标记交换及多协议标记交换 117
5.3.6 软交换 122
5.3.7 光交换 124
本章小结 124
思考题 124
第6章 多址接入 126
6.1 概述 126
6.1.1 MAC层 126
6.1.2 多址接入协议的分类 127
6.1.3 系统模型 127
6.2 静态多址接入协议 128
6.2.1 频分多址接入协议 129
6.2.2 时分多址接入协议 130
6.3 随机多址接入协议 130
6.3.1 ALOHA协议 131
6.3.2 载波监听型多址接入协议 138
6.4 受控访问多址接入协议 146
6.5 冲突分解算法 146
6.5.1 树形分解算法 146
6.5.2 FCFS分解算法 148
本章小结 148
思考题 149
第7章 路由选择 150
7.1 概述 150
7.1.1 基本概念 150
7.1.2 算法分类 151
7.1.3 路由表 153
7.1.4 最小生成树 155
7.2 最短路由算法 155
7.2.1 最短路径问题 155
7.2.2 Dijkstra算法 157
7.2.3 Ford-Moore-Bellman算法 160
7.2.4 Floyd-Warshall算法* 163
7.2.5 距离矢量路由算法 166
7.2.6 链路状态路由算法 167
7.3 分级路由选择 168
7.4 广播和组播路由选择 170
7.4.1 广播路由选择 170
7.4.2 组播路由选择 170
7.5 典型路由选择协议 172
7.5.1 OSPF协议 172
7.5.2 AODV协议 174
本章小结 178
思考题 178
第8章 流量与拥塞控制 180
8.1 概述 180
8.1.1 死锁现象 180
8.1.2 网络数据流量控制技术分类 181
8.1.3 拥塞控制的基本原理 182
8.1.4 流量和拥塞控制的作用 183
8.2 流量和拥塞控制算法 185
8.2.1 流量和拥塞控制算法分类 185
8.2.2 流量和拥塞控制算法的设计准则 187
8.2.3 拥塞控制算法的评价指标 187
8.2.4 网络流量分配* 189
8.3 数据链路层的流量控制 190
8.3.1 停等式协议 190
8.3.2 窗口式流量控制协议 191
8.4 网络层的拥塞控制 194
8.4.1 漏斗式速率控制算法 195
8.4.2 队列管理算法 198
8.5 传输层的流量和拥塞控制 202
8.5.1 TCP流量控制算法 202
8.5.2 TCP拥塞控制算法 203
本章小结 208
思考题 209
第9章 通信网络新技术 211
9.1 移动网络技术 211
9.1.1 移动自组织网络技术 211
9.1.2 5G网络技术 212
9.1.3 6G网络技术 214
9.2 光网络技术 216
9.2.1 全光网络 216
9.2.2 光交叉连接技术 217
9.2.3 光分插复用技术 217
9.2.4 自动光交换网络技术 218
9.2.5 光传输网络技术 218
9.2.6 包传输网络技术 218
9.3 IPv6技术 219
9.3.1 IPv6概念 219
9.3.2 技术优势及意义 219
9.4 物联网技术 220
9.4.1 物联网概念及体系结构 220
9.4.2 物联网的关键技术 220
9.4.3 物联网特征 221
9.4.4 物联网的应用 221
9.5 网络化服务技术 222
9.5.1 松耦合与紧耦合 222
9.5.2 软件定义网络技术 223
9.5.3 服务定制网络技术 224
9.5.4 可重构网络技术 225
9.5.5 语义网技术 226
9.5.6 网络服务关键支撑技术 227
本章小结 231
思考题 231
缩略语 232
参考文献 238