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第1章 计算机网络基础知识2

1.1 计算机网络的产生2

1.1.1 计算机的普及和多样化2

1.1.2 从独立计算机到计算机网络2

1.1.3 从计算机通信发展成为信息通信的环境4

1.1.4 信息计算机网络的作用5

1.2 计算机和计算机网络发展的六个阶段6

1.2.1 批处理(batch processing)6

1.2.2 分时系统(TSS)7

1.2.3 计算机之间的通信9

1.2.4 计算机网络的产生10

1.2.5 Internet的普及12

1.2.6 Internet技术的时代14

1.2.7 TCP/IP协议的关键技术14

1.3 协议(protocol)16

1.3.1 各种协议16

1.3.2 包交换和协议17

1.3.3 会话与协议19

1.3.4 计算机通信中的协议20

1.4 协议的标准化21

1.4.1 协议标准化的意义21

1.4.2 标准化23

1.5 协议的分层化和OSI参考模型24

1.5.1 协议的分层化24

1.5.2 会话间的分层26

1.5.3 OSI参考模型28

1.5.4 OSI参考模型各层的作用30

1.6 OSI参考模型的通信处理实例32

1.6.1 OSI七层模型中的通信32

1.6.2 会话层以上的处理33

1.6.3 传输层以下各层的处理36

1.7 通信方式的种类40

1.7.1 连接型和无线连接型通信40

1.7.2 单播通信、多播通信和广播通信42

1.7.3 线路交换和包交换43

1.8 计算机网络的组成要素44

1.8.1 通信介质和数据链路45

1.8.2 计算机网络接口48

1.8.3 中继器(repeater)48

1.8.4 网桥/L2交换机50

1.8.5 路由器/L3交换53

1.8.6 网关(gateway)54

第2章 TCP/IP协议的基础知识60

2.1 TCP/IP协议产生的背景及历史60

2.1.1 TCP/IP协议起源于军事应用60

2.1.3 TCP/IP协议的诞生62

2.1.2 ARPANET的诞生62

2.1.4 UNIX的普及和Internet的壮大63

2.1.5 商用Internet服务的开始64

2.2 TCP/IP协议的标准化65

2.2.1 TCP/IP协议的定义65

2.2.2 TCP/IP协议标准化的思想66

2.2.3 TCP/IP协议性能规格书RFC67

2.2.4 TCP/IP协议的标准化流程69

2.2.5 获取RFC的方法72

2.3.1 Internet的定义73

2.3 Internet的基础知识73

2.3.2 Internet与TCP/IP协议之间的关系74

2.3.3 Internet的结构74

2.3.4 地域计算机网络和ISP75

2.4 TCP/IP协议的分层模型76

2.4.1 TCP/IP协议与OSI参考模型76

2.4.2 硬件(物理层)77

2.4.3 网络接口层(数据链路层)78

2.4.4 Internet层(网络层)78

2.4.5 传输层79

2.4.6 应用层(会话层以上的各个分层)81

2.5 TCP/IP协议分层模型和通信实例86

2.5.1 协议的分层化86

2.5.2 包的发送处理87

2.5.3 通过数据链路层的包的格式90

2.5.4 包的接收处理91

2.5.5 作为协议门面的报头93

3.1 数据链路层的定义96

第3章 数据链路层96

3.1.1 MAC地址97

3.1.2 共享传输介质的计算机网络99

3.1.3 非共享传输介质的计算机网络101

3.2 以太网(Ethernet)103

3.2.1 Ethernet的种类104

3.2.2 Ethernet的CSMA/CD方式105

3.2.3 Ethernet的帧的格式106

3.3 光纤分布式数据接口(FDDI：Fiber Distributed Data Interface)112

3.3.1 FDDI的特征113

3.3.2 FDDI的帧的格式114

3.4 异步传输方式(ATM：Asynchronous Transfer Mode)115

3.4.1 同步多路复用和非同步多路复用116

3.4.2 ATM的特征117

3.4.3 ATM与上一层的关系118

3.5 点到点协议(PPP:Point-to-Point Protocol)120

3.5.1 PPP的定义120

3.5.2 LCP和NCP协议120

3.5.3 PPP的帧的格式122

3.5.4 PPPoE(PPP over Ethernet)123

3.6 其他数据链路协议124

3.6.1 令牌环(Token Ring)124

3.6.2 100VG-AnyLAN124

3.6.3 光纤信道(fiber channel)125

3.6.4 HIPPI125

3.6.5 IEEE1394125

3.6.8 蓝牙协议(Bluetooth)126

3.6.7 IEEE802.11a(无线LAN)126

3.6.6 IEEE802.11b(无线LAN)126

3.7 数据链路层技术的发展和变化127

3.7.1 交换技术的发展127

3.7.2 循环检查技术129

3.7.3 虚拟的局域网(VLAN:Virtual LAN)131

第4章 IP协议136

4.1 Internet层的协议——IP136

4.1.1 IP协议相当于OSI参考模型的第3层136

4.1.2 网络层与数据链路层之间的关系137

4.2 IP协议138

4.2.1 IP地址的功能139

4.2.2 路由控制(routing)140

4.2.3 数据链路的抽象化143

4.2.4 属于无连接型通信的IP协议144

4.3 IP地址146

4.3.1 IP地址的定义146

4.3.2 IP地址的组成147

4.3.3 IP地址的分类149

4.3.4 广播地址151

4.3.5 子网掩码(subnet mask)153

4.3.6 CIDR156

4.3.7 特殊的IP地址157

4.3.8 IP地址的管理158

4.4 路由控制160

4.4.1 IP地址和路由控制160

4.4.2 路由控制表的聚集(aggregate)162

4.5.1 数据链路的MTU164

4.5 IP的分段处理和重组处理164

4.5.2 IP数据报的分段处理和重组处理165

4.5.3 路由MTU检索(path MTU discovery)166

4.6 地址解析协议(ARP:Address Resolution Protocol)168

4.6.1 ARP的概要169

4.6.2 ARP协议的结构和组成169

4.6.3 IP地址和MAC地址的必要性171

4.6.4 反向地址解析协议(RARP:Reverse Address Resolution Protocol)173

4.6.5 代理ARP协议174

4.7.1 对IP协议进行辅助的ICMP协议176

4.7 因特网控制消息协议(ICMP:Internet Control Massage Protocol)176

4.7.2 主要的ICMP消息177

4.7.3 其他的ICMP消息181

4.8 IP多播182

4.8.1 IP多播的定义182

4.8.2 IP多播和IGMP183

4.9 IP报头185

5.1.1 使即插即用(plug and play)成为可能的DHCP协议192

第5章 IP协议相关技术和IPv6192

5.1 动态宿主配置协议(DHCP:Dynamic Host Configuration Protocol)192

5.1.2 DHCP协议的结构193

5.2 网络地址翻译器(NAT:Network Address Translator)195

5.3 与安全性有关的技术198

5.3.1 防火墙(firewall)198

5.3.2 加密199

5.3.3 认证200

5.3.4 IP安全性和VPN201

5.4.1 质量保障的含义202

5.4 质量保障和RSVP、MPLS202

5.4.2 保证质量的结构203

5.4.3 质量控制和MPLS204

5.5 IPv6206

5.5.1 使用IPv6的理由206

5.5.2 IPv6的特征206

5.5.3 IPv6中的IP地址的表示方法207

5.5.4 IPv6中的IP地址的体系结构208

5.5.6 IPv6中的分段处理210

5.5.5 IPv6中的全局IP地址的格式210

5.6 ICMPv6协议211

5.6.1 ICMPv6的作用211

5.6.2 近邻检索212

5.7 IPv6的报头格式213

5.7.1 IPv6的扩展报头216

第6章 TCP协议和UDP协议218

6.1 传输层的功能218

6.1.1 传输层的定义218

6.1.2 通信的处理219

6.1.3 TCP协议和UDP的协议221

6.1.4 TCP协议和UDP协议的使用223

6.2 端口号224

6.2.1 端口号的定义224

6.2.2 根据端口号来识别应用程序224

6.2.3 根据IP地址、端口号和协议号来识别通信225

6.2.4 端口号的确定方法226

6.2.5 端口号与协议230

6.3 用户数据报协议(UDP:User Datagram Protocol)231

6.3.1 UDP协议的用途和特征231

6.4 传输控制协议(TCP:Transmission Control Protocol)232

6.4.1 TCP协议的用途和特点233

6.4.2 利用包的顺序号和肯定确认应答来提供可靠性233

6.4.3 重发超时的确定236

6.4.4 连接管理238

6.4.5 TCP协议以段为单位发送数据239

6.4.6 使用窗口控制来提高速度240

6.4.7 窗口控制和重发控制243

6.4.8 流控制(flow control)245

6.4.9 拥塞控制(减少计算机网络的拥塞程度)246

6.4.10 提高计算机网络的利用率的方法249

6.4.11 利用TCP协议的应用程序252

6.5 实时通信和RTP协议252

6.5.1 实时通信的定义252

6.5.2 RTP协议和RTCP协议254

6.6 UDP协议的报头格式255

6.7 TCP协议的报头格式257

第7章 路由控制协议268

7.1 路由控制的协议268

7.1.1 IP地址和路由控制268

7.1.2 静态路由控制和动态路由控制268

7.1.3 动态路由控制的基础知识270

7.2 控制路由的范围270

7.2.2 自治系统和路由控制协议271

7.2.1 在Internet中连接的各种组织271

7.2.3 EGP协议和IGP协议273

7.3 路由控制算法273

7.3.1 距离向量方法274

7.3.2 数据链路状态方法274

7.3.3 主要的路由控制信息276

7.4 路由控制信息协议(PIP:Routing Information Protocol)276

7.4.1 广播路由控制信息277

7.4.2 使用距离向量来确定路由277

7.4.3 利用子网掩码的RIP协议的处理278

7.4.4 采用RIP协议变更路由时的处理279

7.4.5 RIP2协议283

7.5 最短路径优先(OSPF:Open Shortest Path First)协议284

7.5.1 OSPF是一个基于数据链路状态方法的路由控制协议285

7.5.2 OSPF协议的基础知识286

7.5.3 OSPF协议的操作概要287

7.5.4 区域的划分289

7.6 边界网关协议(BGP:Border Gateway Protocol)291

7.6.1 BGP和AS号码292

7.6.2 BGP的路由向量方法293

第8章 应用协议298

8.1 应用协议的概要298

8.2 域名系统(DNS:Domain Name System)300

8.2.1 难于记忆的IP地址300

8.2.2 DNS的出现301

8.2.3 域名的结构302

8.2.4 DNS的查询处理305

8.2.5 DNS是Internet中广泛分布的数据库306

8.3.1 WWW推动Internet的流行308

8.3 万维网(WWW:World Wide Web)308

8.3.2 WWW的基本概念309

8.3.3 通用资源定位器309

8.3.4 超级文本标识语言311

8.3.5 超级文本传输协议313

8.4 电子邮件(E-mail)316

8.4.1 电子邮件的结构317

8.4.2 电子邮件地址319

8.4.3 多用途Internet邮件扩展(MIME:Multipurpose Internet Mail Extensions)协议320

8.4.4 简单的邮件传输协议(SMTP:Simple Mail Tranfer Protocol)321

8.4.5 POP协议323

8.4.6 因特网访问协议(IMAP:Internet Message Access Protocol)325

8.5 远程登录协议(TELNET)326

8.5.1 TELENET协议的结构327

8.6 文件传输(FTP协议)329

8.7 网络文件系统(NFS：Network File System)335

8.8 计算机网络管理337

8.8.1 简单网络管理协议(SNMP:Simple Network Management Protocol)337

8.8.2 管理信息数据库(MIB:Management Information Base)339

8.8.3 远程监控MIB(RMON:Remote Monitoring MIB)340

8.8.4 利用SNMP协议的应用实例341

8.9 轻量级访问协议(LDAP:Lightweight Directory Access Protocol)342

第9章 物理层、传输介质和公众通信服务346

9.1 0和1的编码346

9.2 连接计算机的通信介质347

9.2.1 同轴电缆347

9.2.2 双绞线电缆(双绞线)348

9.2.3 光导纤维电缆(fiber cable)351

9.2.4 无线方式353

9.3 公众通信服务355

9.3.1 模拟电话线路355

9.3.2 综合业务数字网(ISDN:Integrated Services Digital Network)356

9.3.3 移动电话和PHS357

9.3.4 非对称数字租借线路(ADSL:Asymmetric Digital Subscriber Line)357

9.3.5 有线电视(cable TV)358

9.3.6 专用线路(专用线)359

9.3.7 X.25(公共包交换服务)360

9.3.8 帧中继361

9.3.9 IP-VPN362

9.4 Internet的连接形式363

9.4.1 拨号上网连接363

9.4.2 不间断连接364

9.4.3 临时的IP地址和永久的IP地址365

9.4.4 使用NAT(NAPT)的Internet连接366

9.4.6 利用防火墙与Internet连接367

9.4.5 与Internet连接时应该注意的问题367

9.4.7 应用网关的利用369

9.5 IPv6协议与未来的计算机网络370

9.5.1 NAT(NAPT)与应用网关的问题点370

9.5.2 展望IPv6协议372

9.5.3 IPv6协议时代的计算机网络373

附录376

附录1 Internet中使用方便的信息376

附录2 所有网络地址的分类378

附录3 TCP/IP基础术语集381