深入理解计算机网络

本书是教育部“101计划”的“计算机网络”课程配套教材，以信息经过源主机的封装变成比特流，流出接口，流经传输介质，穿过中间网络，穿过路由器，穿过交换机，直到目的主机，目的主机从接口收到比特流，解封装获得信息这一主线索，系统讲授计算机网络的基本概念、基本原理与实现技术。全书共9章，第1章从用户用网角度出发，介绍计算机网络相关概念和总体概况；第2～7章介绍物理层、数据链路层、介质访问控制和局域网、网络层、传输层、应用层的基本功能，阐述相关理论、技术、协议和发展趋势；第8～9章介绍新型网络、网络管理和网络安全等内容。 本书线索清晰、图文并茂、深入浅出、资源丰富，具有优选性和趣味性，非常适合作为计算机科学与技术、信息与通信工程、软件工程、网络空间安全、控制科学与工程等学科相关专业的“计算机网络”专业基础课教材和研究生入学考试用书，也可作为对计算机网络原理感兴趣的读者系统学习的参考书。

   第1章绪论1

1.1计算机网络与互联网2

1.1.1什么是计算机网络2

1.1.2互联网和万维网8

1.2感受身边的网络11

1.2.1网络应用11

1.2.2网络终端和接入网络13

1.2.3影响用户上网体验的指标14

1.3计算机网络的发展历史20

1.3.1计算机网络的发展史20

1.3.2中国互联网的发展史28

1.4计算机网络的体系结构32

1.4.1计算机网络的体系结构概述32

1.4.2OSI参考模型35

1.4.3TCP/IP参考模型38

1.4.4TCP/IP参考模型和OSI参考模型的比较41

1.4.5本书使用的参考模型和内容组织41

1.5相关标准42

1.5.1互联网标准组织及标准43

1.5.2其他相关标准组织及标准45

1.6本章小结46

本章的技术人物传奇47

本章的客观题练习48

习题48

第2章物理层49

2.1数据通信基础50

2.1.1常见的数据通信概念50

2.1.2信号的傅里叶分析53

2.1.3信道的数字带宽55

2.2信号的传输技术56

2.2.1线路编码56

2.2.2调制技术572.2.3复用技术59

2.3传输介质66

2.3.1导引性传输介质67

2.3.2非导引性传输介质74

2.4接入网络78

2.4.1公共交换电话网络78

2.4.2蜂窝移动网络85

2.4.3有线电视网络91

2.4.4通信网络93

2.5物理层的设备96

2.5.1收发器97

2.5.2中继器97

2.5.3集线器99

2.6本章小结100

本章的技术人物传奇101

本章的客观题练习101

习题101

第3章数据链路层105

3.1数据链路层的主要功能106

3.2成帧的方法106

3.2.1字节计数法107

3.2.2带字节填充的字节标志法108

3.2.3带位填充的位标志法109

3.2.4物理层编码违例法109

3.3检错和纠错109

3.3.1检错110

3.3.2纠错113

3.4可靠传输数据帧的技术118

3.4.1流量控制118

3.4.2肯定确认与重传119

3.4.3传输效率评估和提升121

3.4.4滑动窗口协议122

3.4.5滑动窗口与帧号124

3.5典型DLL协议实例127

3.5.1HDLC协议127

3.5.2PPP128

3.5.3PPPoE130

3.6本章小结133

本章的技术人物传奇133

本章的客观题练习133

习题133

第4章介质访问控制和局域网135

4.1局域网概述136

4.2介质访问控制138

4.2.1信道的静态分配138

4.2.2多路访问协议139

4.3以太网150

4.3.1经典以太网和交换式以太网151

4.3.2以太网数据帧的格式154

4.3.3越来越快的以太网158

4.4数据链路层交换和交换机163

4.4.1数据链路层交换163

4.4.2交换机165

4.5虚拟局域网和生成树协议166

4.5.1虚拟局域网166

4.5.2生成树协议169

4.6无线局域网171

4.6.1无线局域网的物理构成171

4.6.2无线局域网的介质访问控制175

4.6.3IEEE 802.11数据帧格式179

4.7蓝牙182

4.7.1蓝牙网络的物理构成182

4.7.2蓝牙协议的体系结构183

4.7.3蓝牙数据帧的格式185

4.7.4蓝牙应用与其他无线网络技术187

4.8本章小结189

本章的技术人物传奇191

本章的客观题练习191

习题191

第5章网络层193

5.1通信网络及提供的服务194

5.1.1无连接的服务195

5.1.2面向连接的服务197

5.2IPv4协议198

5.2.1IPv4分组199

5.2.2IPv4地址204

5.2.3子网划分210

5.2.4IP地址的获取215

5.2.5IP寻址和MAC寻址217

5.2.6无类域间路由（CIDR）219

5.3与IP有关的其他协议或技术225

5.3.1地址解析协议（ARP）225

5.3.2互联网控制消息协议（ICMP）229

5.3.3网络地址转换（NAT）234

5.4IPv6协议237

5.4.1IPv6分组238

5.4.2IPv6地址247

5.4.3ICMPv6254

5.4.4邻居发现（ND）255

5.4.5IPv6过渡技术263

5.5路由选择协议267

5.5.1路由选择的基础 267

5.5.2距离矢量路由协议272

5.5.3链路状态路由协议278

5.5.4边界网关协议（BGP）287

5.5.5IP组播293

5.5.6路由器307

5.6服务质量310

5.6.1综合服务模型311

5.6.2区分服务模型312

5.6.3多协议标签交换技术318

5.7本章小结323

本章的技术人物传奇324

本章的客观题练习324

习题324

第6章传输层329

6.1传输协议概述330

6.1.1多路复用/分用330

6.1.2端到端、进程到进程通信331

6.2UDP334

6.2.1UDP数据段格式335

6.2.2UDP的典型应用337

6.3TCP概述339

6.3.1TCP数据段格式340

6.3.2TCP可靠数据传输机制342

6.3.3TCP基于滑动窗口的流量控制343

6.4TCP连接管理345

6.4.1TCP的连接建立346

6.4.2TCP的连接释放347

6.4.3TCP连接管理状态机348

6.5TCP计时器管理350

6.6拥塞控制352

6.6.1拥塞控制原理352

6.6.2拥塞控制机制354

6.6.3公平性356

6.7新型传输协议——QUIC357

6.7.1报文格式358

6.7.2多流复用362

6.7.3连接管理363

6.7.4DCCP和SCTP364

6.8本章小结365

本章的客观题练习365

习题365

第7章应用层369

7.1应用层协议概述370

7.1.1客户/服务器模型370

7.1.2套接字接口371

7.2域名系统375

7.2.1域名系统概述375

7.2.2域名结构376

7.2.3域名服务器377

7.2.4DNS数据流格式和域名解析378

7.3应用层典型应用382

7.3.1文件传输382

7.3.2远程登录384

7.3.3电子邮件386

7.4万维网391

7.4.1万维网体系结构概述391

7.4.2Web页面393

7.4.3超文本传输协议（HTTP）395

7.4.4Web缓存399

7.4.5Web安全与隐私400

7.5多媒体网络应用401

7.5.1流媒体概述401

7.5.2数字化音频与视频402

7.5.3流式存储音频/视频404

7.5.4流式直播音频/视频407

7.5.5交互式音频/视频407

7.5.6内容分发网络409

7.6P2P应用412

7.6.1P2P应用体系结构412

7.6.2P2P应用工作机制413

7.6.3分布式散列表415

7.7本章小结416

本章的技术人物传奇417

本章的客观题练习417

习题417

本章附录： 套接字编程示例代码418

第8章新型网络425

8.1物联网425

8.1.1物联网概述426

8.1.2物联网关键技术427

8.2工业互联网430

8.2.1工业互联网概述431

8.2.2工业互联网体系架构与主要技术431

8.2.3工业互联网在中国的发展434

8.3软件定义网络435

8.3.1软件定义网络概述435

8.3.2软件定义网络架构436

8.3.3软件定义网络关键技术437

8.3.4软件定义网络的挑战与发展439

8.4本章小结440

本章的客观题练习441

习题441

第9章网络管理和网络安全443

9.1网络管理444

9.1.1网络管理的内容和挑战444

9.1.2TCP/IP网络管理框架445

9.1.3管理信息结构（SMI）448

9.1.4管理信息库（MIB）454

9.1.5简单网络管理协议（SNMP）457

9.1.6远程网络监视（RMON）465

9.2数据中心网络467

9.2.1数据中心网络的物理拓扑468

9.2.2数据中心网络的协议470

9.2.3数据中心网络的管理471

9.3网络安全473

9.3.1网络安全威胁473

9.3.2密码学基础476

9.3.3密钥管理和数字证书485

9.3.4报文认证和身份认证489

9.3.5通信安全协议495

9.3.6防火墙和入侵检测511

9.4本章小结516

本章的客观题练习518

习题518

参考文献519

跋520