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第1章 计算机网络技术概述1

1.1 计算机网络是信息社会的基石1

1.1.1 信息化与信息社会1

1.1.2 计算机网络在全球信息化中的作用2

1.2 计算机网络的概念3

1.2.1 计算机网络的定义3

1.2.2 计算机网络的分类4

1.2.3 计算机网络的拓扑结构5

1.3 计算机网络的数据交换方式7

1.3.1 电路交换7

1.3.2 报文交换8

1.3.3 分组交换9

1.3.4 电路交换、报文交换及分组交换的比较10

1.4 计算机网络体系结构12

1.4.1 计算机网络体系结构与层次模型的定义12

1.4.2 协议、实体、接口与服务的概念13

1.4.3 常见计算机网络体系结构及比较15

1.4.4 TCP/IP体系结构17

1.5 Internet20

1.5.1 Internet的概念20

1.5.2 Internet的产生和发展21

1.5.3 Internet的组织与管理22

1.5.4 Internet 223

习题24

第2章 物理层26

2.1 物理层概述26

2.1.1 物理层的概念26

2.1.2 物理层的特性27

2.2 数据通信基础28

2.2.1 数据通信模型28

2.2.2 信息、数据、信号和信道29

2.2.3 数据电路与数据链路30

2.3 信道特性31

2.3.1 带宽与速率31

2.3.2 误码率33

2.3.3 信道延迟33

2.3.4 失真33

2.4 传输介质34

2.4.1 电磁波的频谱及在通信系统中的应用34

2.4.2 有导向传输介质35

2.4.3 无导向传输介质39

2.5 数据传输方式41

2.5.1 并行传输与串行传输41

2.5.2 同步传输与异步传输42

2.5.3 单工、半双工和全双工通信43

2.6 信道复用技术44

2.6.1 频分复用44

2.6.2 时分复用45

2.6.3 波分复用46

2.7 远程数字传输技术47

2.7.1 脉码调制（PCM）47

2.7.2 同步数字体系／同步光纤网络（SDH/SONET）49

2.8 接入网技术52

2.8.1 ADSL接入技术52

2.8.2 光纤同轴电缆混合网（HFC）接入技术54

2.8.3 光纤接入技术57

习题60

第3章 数据链路层62

3.1 数据链路层概述62

3.1.1 成帧62

3.1.2 数据链路层的主要功能63

3.2 差错控制技术64

3.2.1 差错产生的主要原因64

3.2.2 差错控制机制65

3.2.3 循环冗余校验码（CRC）65

3.3 流量控制技术68

3.3.1 停止等待协议69

3.3.2 连续ARQ协议和滑动窗口71

3.3.3 选择重传ARQ协议74

3.4 面向字符型的数据链路层协议BSC74

3.4.1 BSC的帧格式74

3.4.2 BSC协议的工作过程75

3.5 面向比特型的数据链路层协议HDLC76

3.5.1 HDLC概述76

3.5.2 HDLC的帧格式78

3.5.3 HDLC的帧类型79

3.6 Internet中的数据链路层协议PPP80

3.6.1 PPP概述80

3.6.2 PPP的工作过程82

3.6.3 PPP的帧格式83

3.6.4 PPPoE84

习题86

第4章 介质访问控制子层87

4.1 介质访问控制子层概述87

4.1.1 将数据链路层分为MAC子层和LLC子层的原因87

4.1.2 LLC子层的功能被弱化89

4.2 局域网的介质访问控制（MAC）子层90

4.2.1 影响局域网性能的主要因素90

4.2.2 局域网网卡91

4.2.3 曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码92

4.2.4 CSMA/CD协议94

4.2.5 局域网MAC子层的物理地址96

4.3 以太网技术99

4.3.1 以太网的MAC帧结构99

4.3.2 以太网101

4.3.3 快速以太网102

4.3.4 千兆以太网104

4.3.5 万兆以太网105

4.4 交换式以太网105

4.4.1 共享式以太网与交换式以太网的比较106

4.4.2 以太网网桥107

4.4.3 以太网交换机110

4.5 以太网中的标签技术及应用112

4.5.1 VLAN技术113

4.5.2 QinQ技术120

4.5.3 MAC in MAC技术125

习题126

第5章 网络层128

5.1 网络层概述128

5.1.1 网络层的概念128

5.1.2 网络层提供的服务129

5.1.3 网络互联及互联网络的概念130

5.2 IP地址及管理132

5.2.1 IP地址与MAC地址之间的关系132

5.2.2 IP地址的组成133

5.2.3 标准IP地址的分类134

5.2.4 掩码的概念和确定方法136

5.2.5 几种特殊的IP地址138

5.2.6 子网划分实例介绍139

5.2.7 可变长子网掩码（VLSM）141

5.2.8 无类别域间路由（CIDR）142

5.3 IP数据报的格式143

5.3.1 IP数据报的头部格式143

5.3.2 IP数据报的大小与网络MTU145

5.3.3 互联网中分组的转发过程147

5.4 地址解析协议（ARP）和反向地址解析协议（RARP）149

5.4.1 地址解析协议（ARP）149

5.4.2 反向地址解析协议（RARP）151

5.5 网际控制报文协议（ICMP）152

5.5.1 ICMP的工作原理152

5.5.2 ICMP的差错控制功能及应用153

5.6 路由选择协议156

5.6.1 路由选择协议概述156

5.6.2 路由信息协议（RIP）158

5.6.3 开放最短路径优先（OSPF）协议161

5.6.4 边界网关协议（BGP）165

5.7 IP组播与网际组管理协议（IGMP）168

5.7.1 IP组播的基本概念168

5.7.2 D类IP地址与以太网组播地址之间的映射关系170

5.7.3 网际组管理协议（IGMP）171

5.7.4 组播路由选择协议172

5.8 网络地址转换（NAT）173

5.8.1 NAT的概念173

5.8.2 NAT的地址翻译类型174

5.8.3 NAT技术的特点177

5.9 路由器和三层交换机178

5.9.1 路由器的结构178

5.9.2 三层交换技术180

习题182

第6章 传输层184

6.1 传输层概述184

6.1.1 进程之间的通信184

6.1.2 传输层的协议185

6.1.3 进程命名与寻址186

6.1.4 多重协议识别189

6.1.5 端到端通信190

6.2 用户数据报协议（UDP）191

6.2.1 UDP概述191

6.2.2 UDP队列192

6.2.3 UDP用户数据报结构193

6.3 传输控制协议（TCP）195

6.3.1 TCP概述195

6.3.2 TCP报文段的格式196

6.3.3 TCP的传输连接管理198

6.3.4 TCP可靠传输的实现方法202

6.3.5 TCP流量控制207

6.3.6 TCP拥塞控制208

6.3.7 TCP差错控制211

习题212

第7章 应用层214

7.1 应用层概述214

7.1.1 应用进程之间的相互作用模式214

7.1.2 系统调用215

7.2 域名系统（DNS）218

7.2.1 主机名与IP地址之间的映射关系218

7.2.2 DNS的组成219

7.2.3 DNS服务器221

7.2.4 DNS的解析过程222

7.2.5 地址转换223

7.3 文件传输协议（FTP）225

7.3.1 FTP概述225

7.3.2 FTP的工作原理226

7.3.3 简单文件传输协议（TFTP）228

7.4 远程登录（Telnet）228

7.4.1 Telnet概述228

7.4.2 Telnet的工作原理229

7.5 动态主机配置协议（DHCP）231

7.5.1 DHCP概述231

7.5.2 DHCP的工作原理231

7.5.3 DHCP中继代理233

7.5.4 DHCP地址的分配类型234

7.6 万维网（WWW）234

7.6.1 WWW概述234

7.6.2 统一资源定位符（URL）236

7.6.3 超文本传输协议（HTTP）236

7.6.4 Cookies242

7.6.5 WWW页面244

7.6.6 WWW浏览器247

7.6.7 WWW搜索引擎249

7.7 电子邮件252

7.7.1 电子邮件系统概述252

7.7.2 发送电子邮件的协议——SMTP254

7.7.3 接收电子邮件的协议——POP3和IMAP255

7.7.4 多用途因特网邮件扩充（MIME）257

7.7.5 基于Web的电子邮件——WebMail260

7.8 简单网络管理协议（SNMP）261

7.8.1 SNMP概述261

7.8.2 管理信息库（MIB）263

7.8.3 管理信息结构（SMI）265

7.8.4 简单网络管理协议（SNMP）266

7.8.5 SNMP的工作机制267

7.8.6 SNMP的报文格式268

习题270

第8章 无线网络272

8.1 无线通信基本原理272

8.1.1 电磁波的产生与传输272

8.1.2 无线通信273

8.1.3 用电磁波传输数据274

8.2 无线通信技术概述275

8.2.1 无线蜂窝系统275

8.2.2 无线数据通信系统276

8.3 无线局域网280

8.3.1 无线局域网概述280

8.3.2 无线局域网的拓扑结构281

8.3.3 无线局域网的协议结构283

8.3.4 无线局域网的MAC子层协议283

8.3.5 无线局域网的帧结构287

8.3.6 无线局域网的物理层289

8.3.7 无线局域网的关联操作292

8.3.8 无线局域网的信道定义295

习题295

第9章 IPv6297

9.1 IPv6概述297

9.1.1 IPv6的产生与发展297

9.1.2 IPv6的新特性298

9.2 IPv6基础知识300

9.2.1 IPv6编址300

9.2.2 IPv6的地址分类302

9.2.3 IPv6数据报307

9.2.4 ICMPv6312

9.3 邻居发现（ND）协议315

9.3.1 邻居发现协议概述315

9.3.2 邻居发现协议的报文格式315

9.3.3 IPv6地址解析316

9.3.4 无状态地址自动配置319

9.3.5 路由器重定向322

9.4 DHCPv6协议324

9.4.1 DHCPv6概述324

9.4.2 DHCPv6的工作过程325

9.4.3 DHCPv6中继代理326

9.5 IPv6中的DNS协议327

9.6 IPv6路由协议328

9.6.1 IPv6路由协议概述328

9.6.2 RIPng329

9.6.3 OSPFv3331

9.6.4 BGP4+336

9.7 IPv6过渡技术337

9.7.1 IPv6过渡技术概述337

9.7.2 利用IPv4网络互联IPv6网络339

9.7.3 IPv6网络与IPv4网络之间的互联互通345

习题351

第10章 网络安全353

10.1 信息与网络安全353

10.1.1 信息安全与网络安全的概念353

10.1.2 信息安全与网络安全之间的关系354

10.2 网络安全威胁与控制355

10.2.1 网络安全威胁的主要类型355

10.2.2 网络安全控制措施357

10.3 防火墙技术359

10.3.1 包过滤防火墙359

10.3.2 代理防火墙360

10.3.3 状态检测防火墙361

10.3.4 分布式防火墙362

10.4 数据加密技术及应用363

10.4.1 数据加密的概念363

10.4.2 对称加密364

10.4.3 非对称加密366

10.4.4 数字签名367

10.4.5 报文鉴别368

10.4.6 密钥的管理370

10.5 其他网络安全技术介绍371

10.5.1 公开密钥基础设备（PKI）体系结构371

10.5.2 授权管理基础设施（PMI）体系结构372

10.5.3 安全电子交易（SET）协议372

10.5.4 安全套接层（SSL）协议373

10.5.5 网络层安全协议栈IPSec373

10.5.6 虚拟专用网（VPN）374

习题376

参考文献377