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第1章 计算机网络基础1

1.1计算机网络发展1

1.2计算机网络分类4

1.2.1计算机网络的定义4

1.2.2几种不同的分类方法4

1.3计算机网络内容的3个层次6

1.3.1计算机网络体系的形成6

1.3.2网络体系结构的分层原理7

1.3.3建立开放系统互连／参考模型的目的8

1.3.4 OSI的层次9

1.3.5 OSI与TCP/IP体系结构的比较11

1.4计算机网络理论14

1.4.1计算机网络理论研究内容14

1.4.2计算机网络的新理论与技术15

思考与练习24

第2章Petri网理论26

2.1 Petri网简介26

2.1.1 Petri网的研究与发展史26

2.1.2静态Petri网的描述26

2.1.3动态Petri网的描述27

2.2 Petri网模型27

2.2.1事件和条件27

2.2.2 Petri网事件的操作关系28

2.2.3 Petri网模型化的特点29

2.3 Petri网的结构描述29

2.3.1 Petri网的结构的定义29

2.3.2带标识Petri网的执行规则30

2.3.3 Petri网状态空间30

2.4 Petri网的性质与分类32

2.4.1 Petri网的性质32

2.4.2 Petri网的扩充与子类35

2.5 Petri网在系统设计中的应用36

2.5.1缓冲区模型与PN的抑止弧36

2.5.2 FCFS的工作队列PN模型37

2.5.3描述制造系统的并行与同步特征的PN模型38

2.5.4描述制造系统资源竞争的模型38

2.5.5 Petri网典型示例分析38

2.6 Petri网在计算机系统中的应用41

2.6.1 Petri网在计算机硬件中的应用41

2.6.2 Petri网在计算机软件中的应用42

2.7 Petri网在计算机网络中的应用46

2.7.1 Petri网在协议工程中的应用46

2.7.2 Petri网在入侵检测中的应用48

2.8 Petri网的实现49

思考与练习51

第3章 排队论理论53

3.1排队系统基本理论53

3.1.1排队系统的组成53

3.1.2排队系统的符号表示54

3.1.3排队系统的基本参数54

3.1.4排队系统的几个主要性能指标55

3.1.5 Little定理56

3.2到达过程和处理过程57

3.2.1到达过程和处理过程57

3.2.2排队系统中涉及的概率分布函数58

3.3 M/M/C系统的排队论62

3.3.1 M/M/1排队系统62

3.3.2 M/M/C排队系统69

3.3.3 M/M/C排队系统的推广70

3.4 M/G/1系统的排队论72

3.4.1 M/G/1排队系统分析72

3.4.2服务员有休假的M/G/1排队系统75

3.4.3采用不同服务规则的M/G/1排队系统76

3.5具有优先权的排队系统79

3.5.1非强插优先排队系统79

3.5.2强插优先级排队系统80

3.6排队论在网络系统设计中的应用82

3.6.1收发系统设计82

3.6.2网络设计的主要问题82

3.6.3网络流量控制83

3.6.4网络的链路容量分配84

3.6.5排队论在网络通信中的应用87

3.7排队系统设计举例93

思考与练习98

第4章 通信与信息传输理论100

4.1通信系统100

4.1.1信号与信息100

4.1.2通信系统一般模型102

4.1.3通信系统主要性能指标104

4.2数据传输方式105

4.2.1数据通信方式105

4.2.2数据同步方式106

4.3信道与信息传输系统107

4.3.1信道107

4.3.2信道的数学描述108

4.3.3信道容量111

4.3.4信道特性112

4.3.5编码与调制115

4.4模拟信号调制115

4.4.1振幅调制116

4.4.2频率调制119

4.4.3相位调制121

4.5数字信号的调制123

4.5.1 2ASK信号124

4.5.2 2FSK信号125

4.5.3 2PSK及2DPSK信号128

4.5.4二进制数字调制系统的抗噪声性能分析132

4.5.5各种数字调制系统的性能比较137

4.6多进制数字调制系统138

4.6.1多进制幅度键控138

4.6.2多进制移频键控139

4.6.3多进制移相键控139

4.6.4改进型数字调制系统QAM142

4.7数字基带信号编码146

4.7.1数字基带信号的波形146

4.7.2常用的基带传输码型147

4.8模拟信号的数字化编码149

4.8.1抽样定理150

4.8.2脉冲编码调制151

4.9信道多路复用技术155

4.9.1频分多路复用技术155

4.9.2时分多路复用技术156

4.9.3密集波分复用技术158

4.10数据交换技术159

4.10.1电路交换技术159

4.10.2存储转发交换技术160

4.10.3数据交换技术比较162

4.11数字基带传输理论162

4.11.1数字基带信号163

4.11.2基带脉冲传输163

4.11.3基带传输系统的抗噪声性能165

思考与练习167

第5章 网络通信理论169

5.1图论169

5.1.1图的定义170

5.1.2图与网络的基本概念172

5.1.3图的简单应用——最短路径问题176

5.1.4树178

5.1.5匹配问题180

5.1.6割181

5.1.7欧拉图和Hamilton图182

5.1.8图的矩阵表示与运算184

5.2最短径问题186

5.2.1最短支撑树186

5.2.2端间最短径187

5.3计算机网络中的路由算法191

5.3.1路由选择基本原理191

5.3.2最优化原则194

5.3.3最短路径路由算法194

5.3.4洪泛算法195

5.3.5基于流量的路由算法195

5.3.6距离向量路由算法195

5.3.7链路状态路由算法198

5.4同步控制200

5.4.1同步控制概念200

5.4.2位同步201

5.4.3帧同步201

5.4.4网同步204

5.5流量分配与差错控制205

5.5.1流量分配与控制205

5.5.2流量控制中的协议207

5.5.3窗口方式流量控制208

5.5.4网络流量控制与管理209

5.5.5拥塞控制算法210

5.5.6差错控制214

5.6分组交换218

5.6.1分组交换方式的原理218

5.6.2分组交换的优缺点218

5.6.3分组长度选取的原则219

5.6.4分组的传输方式220

5.7信道共享技术222

5.7.1随机接入ALOHA协议222

5.7.2随机接入CSMA和CSMA/CD228

思考与练习233

第6章 现代计算机网络技术236

6.1局域网236

6.1.1局域网概述236

6.1.2局域网的体系结构237

6.1.3 IEEE802.3局域网243

6.1.4令牌网247

6.2广域网与路由技术249

6.2.1广域网的基本概念249

6.2.2广域网中的分组转发机制249

6.2.3分组交换网250

6.2.4数字数据网252

6.2.5综合业务数字网简介254

6.2.6广域网中的拥塞控制256

6.2.7互联网中的路由技术258

6.3 ATM异步传输模式261

6.3.1 ATM异步传输模式概念261

6.3.2 ATM网的构成及参考模型261

6.3.3 ATM连接的建立262

6.3.4 ATM的信元格式及其处理263

6.3.5 ATM的特点及混合组网方式264

6.3.6 ATM的服务类型和流量管理265

6.4虚拟局域网266

6.5无线局域网268

6.5.1无线局域网技术概述268

6.5.2无线局域网的组成270

6.5.3 802.11标准中的物理层特点272

6.5.4 802.11标准中的MAC层273

6.5.5 CSMA/CA协议273

6.5.6对信道进行预约的RTS/CTS协议275

6.5.7无线局域网的鉴权与安全性275

6.6物联网技术276

6.6.1物联网概念276

6.6.2物联网的应用277

6.6.3安全问题277

6.7 IPv6下一代网络互联协议279

6.8服务质量282

6.8.1服务质量概述282

6.8.2服务质量机制283

6.8.3服务质量现状及相关技术284

6.9智能网简介284

6.9.1基本概念284

6.9.2智能网中的业务及其应用举例285

6.10信息网络的现状与未来285

思考与练习287

第7章 计算机网络安全288

7.1网络安全基本概念288

7.1.1网络安全简介288

7.1.2网络安全面临的威胁289

7.1.3网络安全防护体系290

7.1.4网络安全的发展趋势291

7.2数据加密292

7.2.1加密基本概念292

7.2.2古典加密方法293

7.2.3对称加密方法294

7.2.4非对称密码算法298

7.3数字签名301

7.3.1数字签名的概念301

7.3.2常用的数字签名体制介绍303

7.3.3认证技术304

7.4网络层安全协议IPSec305

7.4.1网络安全协议综述305

7.4.2 IPSec协议306

7.4.3 IPSec安全体系结构307

7.4.4 IPSec的实施309

7.4.5 IPSec存在的问题309

7.5防火墙技术310

7.5.1防火墙基础知识310

7.5.2防火墙体系结构311

7.5.3防火墙的实现方法314

7.5.4防火墙的分类317

7.5.5防火墙技术及发展318

7.6入侵检测技术319

7.6.1入侵检测的概念319

7.6.2入侵检测方法319

7.6.3入侵检测的步骤324

7.6.4入侵检测系统的设计原理324

7.6.5几种常见的入侵检测系统326

7.6.6入侵检测技术发展趋势327

7.6.7典型的网络安全解决方案328

思考与练习329

第8章 网络仿真技术331

8.1网络仿真技术概述331

8.2网络仿真软件介绍333

8.2.1 NS2简介333

8.2.2 OPNET简介340

8.3计算机网络仿真软件NS2的应用345

8.3.1 TCL简介346

8.3.2 NS2的工具使用简介346

8.3.3 NS2网络仿真应用实例349

8.4 Opnet仿真应用359

8.4.1 M/M/1排队仿真359

8.4.2 ALOHA、CSMA、CSMA/CD网络协议仿真364

思考与练习374

仿真试验题目374

附录C程序仿M/M/1仿真代码375

参考文献377