本書的目的一是為學生提供完整、系統的計算機網絡知識，二是培養學生的實際應用技能，三是培養學生的計算思維能力。本書基于TCP/IP體系結構，深入淺出地討論了以太網、無線局域網、廣域網等不同類型的傳輸網絡，IP實現不同類型傳輸網絡互連的機制，Internet接入技術，傳輸層協議實現進程間通信的過程，網絡應用和網絡安全等內容。
本書是國內少有的在實際網絡環境下，講解協議的工作過程、各種網絡技術的特點及網絡設備之間的通信過程，并以案例方式詳細敘述網絡工作機制，著力培養學生設計網絡、使用網絡能力的計算機網絡教材，內容組織嚴謹、敘述方法新穎。
由于本書以“大學計算機基礎”課程的教學內容為基礎討論計算機網絡知識，因此也適合作為理工類非計算機專業學生的計算機網絡教材。以本書為教材的MOOC課程“網絡技術與應用”已經在學堂在線和中國大學MOOC上線，并受到廣泛好評。
1.1互聯網概述1
1.1.1計算機網絡定義1
1.1.2互聯網結構2
1.1.3互聯網知識體系4
1.1.4基本術語6
1.2互聯網發展過程8
1.2.1從ARPA網絡到互聯網8
1.2.2從低速互聯網到高速互聯網10
1.2.3從數據網絡到統一網絡12
1.2.4從互聯網到移動互聯網15
1.2.5從互聯網到物聯網17
1.2.6從互聯網到安全互聯網20
1.3交換方式22
1.3.1交換的本質含義23
1.3.2電路交換23
1.3.3虛電路交換27
1.3.4數據報交換33
1.3.5三種交換方式綜述36
1.3.6網絡分類37
1.4計算機網絡體系結構和協議40
1.4.1分層結構40
1.4.2網絡體系結構基本概念43
1.4.3OSI體系結構46
1.4.4TCP/IP體系結構50
1.5互聯網的啟示55
本章小結57
習題57[1][3]網絡技術基礎與計算思維目錄[3][3]第2章數據通信基礎59
2.1數據傳輸系統59
2.1.1互連網與數據傳輸系統59
2.1.2系統組成60
2.1.3功能說明61
2.1.4信道連接方式61
2.1.5通信方式61
2.2信號62
2.2.1信號基本概念62
2.2.2數字信號63
2.2.3模擬信號65
2.2.4信號失真和還原65
2.3編碼和調制66
2.3.1編碼67
2.3.2調制68
2.3.3奈奎斯特準則與香農定理71
2.3.4數字傳輸系統與模擬傳輸系統的比較73
2.4差錯控制73
2.4.1出錯結果和原因74
2.4.2檢錯碼和糾錯碼74
2.4.3確認和重傳77
2.5傳輸媒體79
2.5.1同軸電纜79
2.5.2雙絞線80
2.5.3光纖81
2.6數據傳輸系統的啟示83
本章小結84
習題85
第3章以太網86
3.1以太網發展過程86
3.1.1以太網誕生86
3.1.2從共享到交換86
3.1.3從同軸電纜到雙絞線纜和光纖87
3.1.4從低速到高速87
3.1.5VLAN和三層交換技術87
3.2總線形以太網87
3.2.1總線形以太網結構與功能87
3.2.2總線形以太網體系結構89
3.2.3基帶傳輸與曼徹斯特編碼90
3.2.4MAC地址93
3.2.5MAC幀93
3.2.6CSMA/CD工作原理95
3.2.7CSMA/CD缺陷97
3.2.8集線器和星形以太網結構102
3.2.9例題解析103
3.3網橋與沖突域分割104
3.3.1網橋分割沖突域原理104
3.3.2轉發表和MAC幀轉發過程105
3.3.3網橋工作流程106
3.3.4端到端交換路徑107
3.3.5網橋無限擴展以太網108
3.3.6全雙工通信擴展無中繼傳輸距離109
3.3.7以太網拓撲結構與生成樹協議109
3.3.8中繼器與網橋110
3.3.9例題解析111
3.4交換式以太網與VLAN114
3.4.1廣播和廣播域114
3.4.2VLAN與廣播域分割116
3.4.3單交換機VLAN劃分過程117
3.4.4跨交換機VLAN劃分過程119
3.4.5802.1Q與VLAN內MAC幀傳輸過程120
3.4.6例題解析123
3.5以太網標準129
3.5.110Mbps以太網標準129
3.5.2100Mbps以太網標準130
3.5.31Gbps以太網標準130
3.5.410Gbps以太網標準131
3.6以太網的啟示131
本章小結133
習題133
第4章無線局域網138
4.1無線局域網概述138
4.1.1無線通信基礎138
4.1.2無線局域網標準和信道142
4.1.3無線局域網體系結構144
4.1.4無線局域網與以太網145
4.2無線局域網應用方式147
4.2.1IBSS147
4.2.2BSS148
4.2.3ESS149
4.2.4WDS150
4.2.5APrepeater模式153
4.2.6無線家庭網絡155
4.2.7無線局域網與移動互聯網156
4.3無線局域網MAC層156
4.3.1無線局域網MAC幀157
4.3.2DCF和CSMA/CA159
4.4終端接入無線局域網過程167
4.4.1BSS配置信息168
4.4.2同步過程168
4.4.3鑒別過程169
4.4.4建立關聯過程170
4.4.5MAC幀分類171
4.5無線局域網設計和分析172
4.5.1網絡結構172
4.5.2終端與AP建立關聯過程173
4.5.3MAC幀傳輸過程173
4.5.4終端A漫游過程175
4.5.5AP+AC無線局域網結構176
4.6無線局域網的啟示178
本章小結180
習題180
第5章廣域網182
5.1PSTN182
5.1.1PSTN概述182
5.1.2語音通信過程184
5.2PPP193
5.2.1PPP幀結構193
5.2.2幀對界194
5.2.3點對點信道和PPP鏈路195
5.3SDH195
5.3.1SDH概述195
5.3.2SDH幀結構198
5.3.3SDH復用結構200
5.3.4SDH應用202
5.4廣域網的啟示204
本章小結205
習題205
第6章IP和網絡互連207
6.1網絡互連207
6.1.1不同類型網絡互連需要解決的問題207
6.1.2信件投遞過程的啟示208
6.1.3端到端傳輸思路209
6.1.4IP實現網絡互連機制210
6.1.5路由器結構211
6.2IP212
6.2.1IP地址分類212
6.2.2IP地址分層分類的原因215
6.2.3IP地址分類的缺陷217
6.2.4無分類編址219
6.2.5IP分組格式229
6.3路由表和IP分組傳輸過程232
6.3.1互連網結構與路由表233
6.3.2IP分組傳輸過程234
6.3.3實現IP分組傳輸過程的思路235
6.4路由表建立過程236
6.4.1人工配置靜態路由項236
6.4.2路由協議與動態路由項241
6.5IP over以太網246
6.5.1ARP和地址解析過程246
6.5.2逐跳封裝248
6.6三層交換機與VLAN間通信過程249
6.6.1實現VLAN間通信過程的思路249
6.6.2多端口路由器實現VLAN間通信的過程250
6.6.3單臂路由器實現VLAN間通信的過程251
6.6.4三層交換機實現VLAN間通信的過程253
6.6.5多個三層交換機互連257
6.6.6二層交換機、AP和三層交換機與路由器之間的區別260
6.7ICMP263
6.7.1ICMP報文263
6.7.2ICMP應用265
6.8IP和網絡互連的啟示267
本章小結269
習題270
第7章Internet接入技術275
7.1Internet接入概述275
7.1.1終端接入Internet需要解決的問題275
7.1.2PPP與接入控制過程277
7.2以太網和ADSL接入技術282
7.2.1通過以太網接入Internet的過程283
7.2.2通過ADSL接入Internet的過程287
7.3家庭局域網接入方式與無線路由器290
7.3.1家庭局域網接入方式290
7.3.2無線路由器291
7.4VPN接入技術300
7.4.1引出VPN接入技術的原因300
7.4.2VPN實現思路301
7.4.3VPN接入網絡結構302
7.4.4實現機制303
7.4.5Windows啟動VPN連接的過程306
7.5Internet接入技術的啟示307
本章小結309
習題310
第8章傳輸層311
8.1傳輸層功能和協議311
8.1.1引入傳輸層的原因311
8.1.2傳輸層功能312
8.1.3面向連接和無連接的區別313
8.1.4面向字節流和面向報文的區別314
8.1.5傳輸層協議314
8.2端口號315
8.2.1端口號的作用和分配過程315
8.2.2UDP和TCP著名端口號316
8.3UDP316
8.3.1UDP的主要特點316
8.3.2UDP報文格式317
8.3.3UDP用途317
8.4TCP318
8.4.1TCP的主要特點319
8.4.2TCP報文格式319
8.4.3TCP建立連接和釋放連接的過程321
8.4.4TCP差錯控制機制323
8.4.5TCP擁塞控制機制328
8.4.6TCP的幾點說明333
8.5傳輸層啟示335
本章小結337
習題337
第9章應用層340
9.1網絡應用基礎340
9.1.1網絡應用、應用層和應用層協議340
9.1.2應用結構342
9.2DNS344
9.2.1產生DNS的原因344
9.2.2DNS與其他網絡應用之間的關系345
9.2.3域名結構346
9.2.4域名服務器結構與DNS資源記錄347
9.2.5域名解析過程351
9.3DHCP354
9.3.1DHCP的作用和結構354
9.3.2DHCP無中繼工作過程355
9.3.3DHCP中繼工作過程358
9.4WWW360
9.4.1統一資源定位器360
9.4.2HTTP361
9.4.3HTML362
9.5電子郵件364
9.5.1電子郵件傳輸過程364
9.5.2電子郵件信息格式367
9.6FTP370
9.6.1FTP工作原理370
9.6.2FTP工作過程371
9.7綜合應用分析372
9.7.1互連網絡結構與配置373
9.7.2數據交換過程375
9.8應用層啟示380
本章小結381
習題382
第10章網絡安全383
10.1網絡安全概述383
10.1.1網絡安全問題383
10.1.2引發網絡安全問題的原因384
10.1.3網絡安全目標385
10.1.4網絡安全內涵385
10.1.5網絡攻擊舉例386
10.2網絡安全基礎395
10.2.1加密算法395
10.2.2報文摘要算法399
10.2.3數字簽名401
10.2.4身份鑒別402
10.3病毒防御技術403
10.3.1惡意代碼定義與分類403
10.3.2病毒防御機制405
10.4以太網安全技術408
10.4.1接入控制技術408
10.4.2防欺騙攻擊技術412
10.5無線局域網安全技術415
10.5.1無線局域網的安全問題和解決機制415
10.5.2WEP416
10.5.3WPA2419
10.6防火墻423
10.6.1無狀態分組過濾器423
10.6.2有狀態分組過濾器427
10.7入侵防御系統431
10.7.1入侵防御系統分類431
10.7.2入侵防御系統通用框架結構433
10.7.3入侵檢測機制435
10.8安全協議435
10.8.1安全協議概述435
10.8.2IPSec437
10.9網絡安全的啟示444
本章小結445
習題446
英文縮寫詞447
參考文獻451
新書資訊