计算机网络原理

本书以TCP/IP体系结构为主线，内容涵盖了计算机网络原理的必要内容，即物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层和无线网络。本书应用了计算教学论学说，将Excel引入计算性习题，使简单平凡的计算变得不简单、不平凡，使复杂的运算变得可行。本书最后增加了一章“报文分析”，使得网络原理的理论知识达到了落地的效果。本书提供电子课件，教师可登录华信教育资源网（www.hxedu.com.cn）免费下载。本书可用作计算机及相关专业本科计算机网络原理课程的教材，也可作为广大教学和科研工作者的参考书。

目录 第1章 计算机网络概述 1 1.1 计算机网络及因特网的基本概念与组成 1 1.1.1 计算机网络的基本组成与概念 1 1.1.2 因特网的基本概念与组成 4 1.1.3 计算机网络及因特网的发展历程 7 1.2 中国计算机网络及因特网的大发展 9 1.2.1 中国因特网发展概述 9 1.2.2 北斗卫星导航系统 14 1.2.3 华为的移动网络科技 15 1.3 因特网的运行模式 18 1.3.1 因特网核心部分的运行模式 18 1.3.2 因特网边缘部分的运行模式 21 1.4 计算机网络的分类与性能指标 23 1.4.1 计算机网络的分类 23 1.4.2 计算机网络的性能指标 26 1.5 计算机网络的体系结构 30 1.5.1 开放系统互连参考模型 30 1.5.2 因特网的体系结构 33 1.5.3 因特网的标准化 36 习题 37 参考文献 38 第2章 物理层 39 2.1 物理层概述 39 2.1.1 物理层的基本功能 39 2.1.2 吉比特以太网的物理层 40 2.2 信息通信的理论基础 41 2.2.1 信息通信概述 41 2.2.2 电磁场理论及电磁波谱 44 2.2.3 信号的傅里叶分析 45 2.2.4 奈奎斯特-香农采样定理 47 2.2.5 香农-哈特利信道极限定理 50 2.3 传输媒体与线路编码 51 2.3.1 传输媒体 51 2.3.2 线路编码 59 2.4 调制技术 61 2.4.1 基带传输与频带传输 61 2.4.2 频带传输中的调制技术 62 2.5 信道复用与ADSL 64 2.5.1 频分复用与波分复用技术 64 2.5.2 时分复用技术 66 2.5.3 码分多址技术 68 2.5.4 ADSL技术 70 习题 72 参考文献 73 第3章 数据链路层 75 3.1 计算机网络中的差错检测方法 75 3.1.1 差错检测的一般工作原理 75 3.1.2 奇偶校验 76 3.1.3 CRC 78 3.2 点对点协议PPP 82 3.2.1 PPP层 82 3.2.2 PPP及其相关协议的报文格式 83 3.3 传统以太网 87 3.3.1 粗缆、细缆及双绞线以太网 87 3.3.2 CSMA/CD协议 92 3.4 IEEE 802的体系结构及以太网的帧 格式 95 3.4.1 IEEE 802的体系结构 95 3.4.2 以太网的帧格式及最小帧长 96 3.5 现代以太网 100 3.5.1 快速以太网 100 3.5.2 交换式以太网 102 3.5.3 虚拟以太网 104 3.5.4 吉比特以太网 105 习题 112 参考文献 113 第4章 网络层 115 4.1 因特网网络层所提供的服务及路由器的 基本构成 115 4.1.1 因特网网络层所提供的服务 115 4.1.2 路由器的基本构成 117 4.2 IP地址及地址解析协议 120 4.2.1 IP地址及其分类 120 4.2.2 地址解析协议ARP 122 4.3 IP数据报的报文格式、分片与重装机制 及差错检测算法 126 4.3.1 IP数据报的报文格式 126 4.3.2 IP数据报的分片与重装 127 4.3.3 IP数据报首部的差错检测算法 129 4.4 无分类域间路由与IP分组转发流程 130 4.4.1 无分类域间路由CIDR 131 4.4.2 基于无分类域间路由的IP地址 分配 133 4.4.3 路由表设计及IP分组的转发 流程 134 4.5 网际控制报文协议ICMP 137 4.5.1 ICMP报文的格式与分类 137 4.5.2 ICMP应用举例 139 4.6 因特网的路由选择协议 141 4.6.1 因特网路由选择协议概述 141 4.6.2 内部网关协议RIP 142 4.6.3 内部网关协议――OSPF协议 145 4.6.4 外部网关协议BGP-4 148 4.7 IPv6简介 151 4.7.1 IPv6的地址设计 151 4.7.2 IPv6报文的格式 153 4.7.3 ICMPv6简介 155 4.7.4 从IPv4到IPv6的过渡 156 4.8 虚拟专用网和网络地址转换 157 4.8.1 内网地址和虚拟专用网 158 4.8.2 网络地址转换 159 习题 161 参考文献 165 第5章 传输层 167 5.1 传输层概述 167 5.1.1 进程之间的通信 167 5.1.2 传输层的两个主要协议 169 5.1.3 传输层的端口号 170 5.2 用户数据报协议UDP 170 5.2.1 UDP概述 170 5.2.2 UDP数据报的格式 172 5.3 传输控制协议TCP 173 5.3.1 TCP的基本特征 173 5.3.2 TCP连接与套接字 174 5.4 TCP的报文段格式 175 5.5 TCP可靠传输的实现 176 5.5.1 可靠传输的一般原理 176 5.5.2 TCP的可靠传输机制 181 5.6 TCP的拥塞控制方法与流量控制 方法 185 5.6.1 TCP的拥塞控制方法 186 5.6.2 TCP的流量控制方法 189 5.7 TCP的运输连接管理 192 5.7.1 TCP连接的建立过程 192 5.7.2 TCP连接的释放过程 193 习题 195 参考文献 197 第6章 应用层 198 6.1 DNS协议 198 6.1.1 DNS的命名体系 198 6.1.2 域名服务器 199 6.1.3 域名的解析方法 201 6.2 文件传输协议与远程终端协议 205 6.2.1 文件传输协议FTP 205 6.2.2 远程终端协议Telnet 207 6.3 万维网与HTTP 207 6.3.1 万维网概述 207 6.3.2 统一资源定位符URL 209 6.3.3 超文本传送协议HTTP 209 6.3.4 安全的超文本传送协议HTTPS 215 6.3.5 万维网的文档――HTML文档 216 6.4 电子邮件及其相关协议 220 6.4.1 电子邮件基础与电子邮件礼仪 220 6.4.2 简单邮件传输协议SMTP 223 6.4.3 邮件收取协议 225 6.4.4 多用途互联网邮件扩展 227 6.5 动态主机配置协议DHCP 229 6.6 简单网络管理协议SNMP 231 6.6.1 SNMP的配置与组成 231 6.6.2 SNMP的基本操作和报文格式 234 习题 236 参考文献 239 第7章 无线网络 240 7.1 IEEE 802.11无线局域网 240 7.1.1 IEEE 802.11无线局域网概述 240 7.1.2 IEEE 802.11无线局域网的物理层 技术 243 7.1.3 IEEE 802.11无线局域网的MAC层 技术 246 7.1.4 IEEE 802.11无线局域网的 服务 251 7.1.5 IEEE 802.11无线局域网的帧 结构 253 7.2 蓝牙网络 255 习题 258 参考文献 259 第8章 报文分析 260 8.1 HTTP协议栈上的报文捕获与分析 260 8.1.1 报文捕获实验设计 260 8.1.2 使用Wireshark进行报文捕获 262 8.1.3 捕获报文的列表 263 8.1.4 捕获报文的分析 266 8.2 电子邮件报文分析 274 8.2.1 电子邮件报文的设计 274 8.2.2 电子邮件报文的分析 276 习题 278 参考文献 278 附录A 缩略语对照表 279