計算機信息技術特別是網絡技術在近些年發展極為迅速,為了能使讀者更清晰地學習和理解網絡技術,掌握網絡技術發展的*新動態和熱點問題,本書對網絡通信的基本知識和概念、計算機網絡體系結構特別是TCP/IP協議進行了系統的討論,對局域網技術、城域網技術、廣域網技術、網絡互聯技術、接入網技術、無線網絡技術和互聯網音頻/視頻服務技術進行了比較系統和全面的介紹。
本書結構嚴謹、層次分明、概念清晰、敘述準確,易于學習和理解,可作為高等院校計算機專業、電子信息及通信專業高年級本科生和低年級碩士研究生教材,也可供計算機網絡設計人員、開發人員及網絡管理人員作為技術參考書使用。
本書對網絡通信的基本知識和概念、計算機網絡體系結構特別是TCP/IP協議進行了系統的討論,對局域網技術、廣域網技術、網絡互連技術進行了比較系統和全面的介紹。本書概念清晰、敘述準確,易于學習和理解,可作為高等院校計算機專業、電子信息以及通信專業高年級本科生和低年級碩士研究生教材,也可供計算機網絡設計人員、開發人員以及網路管理人員作為技術參考書使用。
第1章概論
1.1計算機網絡的形成與發展
1.1.1計算機網絡發展階段的劃分
1.1.2互聯網的發展
1.1.3計算機網絡在我國的發展
1.2計算機網絡的定義、分類及性能指標
1.2.1計算機網絡的定義
1.2.2計算機網絡的分類
1.2.3計算機網絡的性能指標
1.3計算機網絡的體系結構
1.3.1網絡體系結構的基本概念
1.3.2網絡體系結構的研究方法
1.3.3常見的參考模型
1.4互聯網的結構及通信方式
1.4.1互聯網的結構劃分
1.4.2互聯網的通信方式
1.5本書的內容構成及講解方法
第2章數據通信基礎
2.1數據通信的基本概念
2.1.1信息、數據和信號
2.1.2信道的基本概念
2.1.3數據通信系統模型
2.2數據調制和編碼
2.2.1數字數據編碼為數字信號
2.2.2數字數據調制為模擬信號
2.2.3模擬數據編碼為數字信號
2.2.4模擬數據調制為模擬信號
2.3傳輸介質
2.3.1導向傳輸介質
2.3.2非導向傳輸介質
2.4多路復用技術
2.4.1頻分多路復用
2.4.2時分多路復用
2.4.3波分多路復用
2.4.4碼分多路復用
2.5數據交換技術
2.5.1電路交換
2.5.2分組交換
2.6寬帶接入技術
2.6.1接入網的基本概念
2.6.2撥號接入技術
2.6.3xDSL體系結構
2.6.4光纖接入技術
2.6.5寬帶無線接入技術與IEEE 802.16標準
第3章廣域網技術
3.1廣域網的演變與發展
3.1.1廣域網技術的特點
3.1.2廣域網研究的技術思路
3.2廣域網結構與參考模型
3.2.1廣域網的組成
3.2.2廣域網參考模型
3.2.3廣域網的物理層
3.3廣域網的數據鏈路層
3.3.1數據鏈路層的基本概念
3.3.2HDLC協議
3.3.3PPP協議
3.3.4HDLC與PPP協議的區別
3.4廣域網的連接類型
3.4.1WAN的交換方式
3.4.2WAN的連接類型
3.5廣域網通信網的基礎網絡
3.5.1公共電話交換網(PSTN)
3.5.2公用數據網(X.25)
3.5.3幀中繼網(FR)
3.5.4綜合業務數字網(ISDN)
3.5.5異步傳輸模式(ATM)
3.5.6數字數據網(DDN)
3.5.7同步光纖網(SONET)和同步數字體系(SDH)
第4章局域網和城域網
4.1局域網參考模型與協議標準
4.1.1局域網參考模型
4.1.2IEEE802協議標準
4.2以太網
4.2.1CSMA/CD協議
4.2.2以太網的性能
4.2.3以太網的MAC子層
4.2.4以太網在地域連接范圍的擴展
4.3高速以太網
4.3.1快速以太網
4.3.2千兆以太網
4.3.3萬兆以太網
4.3.4十萬兆以太網/四萬兆以太網
4.4虛擬局域網
4.4.1虛擬局域網的基本概念
4.4.2VLAN的分類
4.4.3干道和VTP
4.4.4VLAN的優點
第5章網絡互聯技術
5.1網絡互聯的基本概念
5.2網際協議(IPv4)
5.2.1IP地址
5.2.2地址解析協議
5.2.3IPv4數據報
5.2.4ICMP協議
5.3路由選擇算法與路由協議
5.3.1路由信息協議(RIP)
5.3.2開放最短路徑優先協議(OSPF)
5.3.3外部網關協議(BGP)
5.4路由器與第三層交換技術
5.4.1路由器的構成
5.4.2路由器的分類
5.4.3第三層交換
5.5IP多播與IGMP協議
5.5.1IP多播的基本概念
5.5.2以太網物理多播
5.5.3Internet組管理協議
5.6IPv6技術
5.6.1IPv6概述
5.6.2IPv6分組
5.6.3IPv6地址
5.6.4IPv4到IPv6的過渡
5.6.5IPv6的應用
5.7虛擬專用網(VPN)和網絡地址轉換(NAT)
5.7.1虛擬專用網
5.7.2網絡地址轉換
第6章傳輸層
6.1傳輸層的服務和規范
6.1.1進程通信
6.1.2傳輸層協議
6.1.3傳輸層的基本功能
6.2用戶數據報協議(UDP)
6.2.1UDP的主要特點
6.2.2UDP數據報的格式
6.2.3UDP的基本工作過程
6.3傳輸控制協議(TCP)
6.3.1TCP協議的特點
6.3.2TCP報文段的格式
6.3.3TCP的連接過程
6.3.4TCP的流量控制
6.3.5TCP的差錯控制
6.3.6TCP的擁塞控制
第7章網絡服務和應用層協議
7.1域名系統(DNS)
7.1.1DNS基礎
7.1.2Internet的域名結構
7.1.3域名服務器
7.1.4域名解析
7.1.5DNS報文
7.2電子郵件系統
7.2.1電子郵件系統概述
7.2.2SMTP協議
7.2.3郵件讀取協議
7.2.4電子郵件的格式
7.2.5基于WWW的電子郵件
7.3WWW協議與服務
7.3.1WWW概述
7.3.2WWW的體系結構
7.3.3統一資源定位符(URL)
7.3.4萬維網文檔
7.3.5HTTP協議
7.3.6搜索引擎
7.4文件傳輸協議(FTP)
7.4.1FTP概述
7.4.2FTP的工作原理
7.4.3匿名FTP服務
7.4.4FTP的使用
7.4.5簡單文件傳輸協議(TFTP)
7.5動態主機配置協議(DHCP)
7.5.1DHCP的產生背景
7.5.2DHCP的報文格式
7.5.3DHCP的工作過程
7.6遠程登錄協議(Telnet)
7.6.1Telnet的基本概念
7.6.2Telnet的工作原理
7.6.3Telnet的使用
7.7P2P應用協議
7.7.1P2P概述
7.7.2P2P的應用
第8章無線網絡及互聯網音頻/視頻服務
8.1無線局域網
8.1.1無線局域網的組成
8.1.2802.11局域網的物理層
8.1.3802.11局域網的MAC層協議
8.1.4802.11局域網的MAC幀
8.2無線自組織網絡(Ad hoc)
8.2.1無線自組織網絡(Ad hoc)的信道分配技術
8.2.2無線自組織網絡(Ad hoc)的信道接入協議
8.3無線傳感器網絡
8.3.1無線傳感器網絡的組成
8.3.2無線傳感器網絡的體系結構
8.4無線網格網絡技術
8.4.1無線網格網絡概述
8.4.2無線網格網絡結構
8.5互聯網上的音頻/視頻服務
8.5.1音頻/視頻概述
8.5.2流式存儲音頻/視頻
8.5.3交互式音頻/視頻
附錄A以太網常見的類型及參數
參考文獻
第3章廣域網技術
3.1廣域網的演變與發展
3.1.1廣域網技術的特點
計算機網絡按覆蓋的地理范圍劃分,可以分為廣域網(Wide Area Network,WAN)、城域網(Metropolitan Area Network,MAN)與局域網(Local Area Network,LAN) 3種類型。而Internet是將多個廣域網、城域網與局域網互聯構成的網際網。
局域網用于將一個實驗室、一棟大樓或一個校園的有限范圍內的各種計算機、終端與外部設備互聯。城域網是介于廣域網與局域網之間,它的設計目標是要滿足幾十千米范圍內的大量企業、機關、公司的多個局域網互聯的要求。廣域網所覆蓋的地理范圍從幾十千米到幾千千米。如果從網絡技術發展歷史的角度看,最先出現的是廣域網,然后是局域網,城域網是在Internet大規模接入的背景下出現的,因此它出現的時間相對較短。
由于局域網、城域網與廣域網出現的年代、發展背景,以及各自的設計目標不同,因此它們各自形成了自己鮮明的技術特點。將廣域網與局域網進行比較后就會發現,它們的不同之處主要表現在: 覆蓋的地理范圍不同; 核心技術與標準不同; 組建和管理方式不同。
局域網覆蓋有限的地理范圍,廣域網所覆蓋的地理范圍從幾十千米到幾千千米,它覆蓋一個地區、國家或橫跨幾個洲。廣域網利用公共分組交換網、衛星通信網和無線分組交換網,將分布在不同地區的城域網、局域網或大型計算機系統互聯起來,以便達到資源共享的目的。
在廣域網的發展過程中,可以用于構成廣域網的典型網絡類型和技術主要有公共電話交換網(Public Switched Telephone Network,PSTN)、公用數據網X.25、幀中繼(Frame Reply,FR)網、綜合業務數字網(Integrated Service Digital Network,ISDN)、異步傳輸模式(Asynchronous Transfer Mode,ATM)網、數字數據網(Digital Data Network,DDN)、同步光纖網SONET和同步數字體系SDH。
3.1.2廣域網研究的技術思路
通過研究廣域網的發展史,人們會發現研究與開發廣域網技術有兩類人員: 一類是從事電信網技術的研究人員; 另一類是研究計算機網絡的技術人員。
從事電話交換、電信網與通信技術的人員考慮的問題是: 如何在成熟技術和廣泛使用的電信網絡的基礎上,將傳統的語音傳輸業務和數據傳輸業務結合,這就出現了ISDN、X.25與WDM的研究與應用。
早期,人們利用公共電話交換網PSTN的模擬信道,使用調制解調器完成計算機與計算機之間的低速數據通信。1974年,X.25網出現。隨著光纖開始應用,一種簡化的X.25協議的網絡(即幀中繼網)得到廣泛應用。數字數據網(DDN)是一種基于點到點連接的窄帶公共數據網。這幾種技術在早期的廣域網建設中發揮了一定的作用。ATM網絡的概念最初是從事電話交換與電信網的技術人員提出的,它們試圖將語音與數據傳輸放在一個網絡中完成,并且覆蓋從局域網到廣域網的整個領域。但是,這條技術路線不是很成功的。盡管目前部分廣域網的核心交換網使用仍然是ATM技術,但是它的發展空間已經比較小了。