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第1章计算机网络概论1

1.1计算机网络的产生与发展1

1.1.1计算机网络的产生1

1.1.2计算机网络各个发展阶段的特点5

1.1.3互联网应用的高速发展7

1.2现代网络技术发展的三大趋势7

1.2.1从ARPANET到互联网8

1.2.2从无线分组网到无线自组网和无线传感器网8

1.2.3网络安全技术9

1.3计算机网络基础知识9

1.3.1计算机网络的定义和功能9

1.3.2计算机网络的分类11

1.3.3计算机网络的结构和组成12

1.3.4计算机网络分组交换技术13

1.3.5计算机网络的拓扑结构与特点17

1.4网络体系结构的基本概念18

1.4.1网络协议与网络体系结构18

1.4.2ISOOSI参考模型23

1.4.3TCP/IP参考模型23

1.4.4互联网管理机构24

习题25

第2章网络技术的演变和发展26

2.1WAN技术的特征与发展26

2.1.1WAN技术的主要特征26

2.1.2WAN技术的发展趋势27

2.1.3WAN技术与TCP/IP协议的关系33

2.2LAN技术的演变与发展34

2.2.1LAN技术的发展过程34

2.2.2高速以太网技术的研究与发展35

2.2.3WLAN技术的研究与发展37

2.3宽带MAN技术的演变与发展39

2.3.1MAN概念的发展与演变39

2.3.2宽带MAN结构与层次划分42

2.3.3接入技术44

2.4计算机网络技术的融合趋势47

2.4.1计算机网络、广播电视网和电信网的三网融合47

2.4.2局域网、城域网和广域网的三网融合48

习题48

第3章互联网应用技术49

3.1互联网应用技术的发展与工作模式49

3.1.1互联网应用技术发展的三个阶段49

3.1.2C/S模式与P2P模式50

3.2互联网的基本应用与应用层协议52

3.2.1远程登录服务与TELNET协议52

3.2.2电子邮件服务与SMTP协议54

3.2.3文件传输服务与FTPTFFP协议56

3.2.4网络新闻与NNTP协议58

3.3基于Web的网络应用61

3.3.1Web服务的基本概念61

3.3.2电子商务应用64

3.3.3电子政务应用66

3.3.4远程教育应用67

3.3.5远程医疗应用68

3.3.6搜索引擎应用68

3.4基于P2P的网络应用72

3.4.1文件共享P2P软件72

3.4.2即时通信P2P软件74

3.4.3流媒体P2P软件75

3.4.4共享存储P2P软件76

3.4.5分布式计算P2P软件78

3.4.6协同工作P2P软件78

3.5其他应用79

3.5.1博客应用79

3.5.2播客应用80

3.5.3微博应用81

3.5.4网络电视的应用81

3.5.5网络电话与无线网络电话的应用82

习题84

第4章应用层协议与应用系统设计方法85

4.1网络应用与应用系统设计方法85

4.1.1互联网端系统与核心交换的基本概念85

4.1.2应用进程间的相互作用模式87

4.1.3应用层C/S工作模式与P2P工作模式88

4.1.4网络应用与应用层协议89

4.1.5网络应用对低层提供服务的要求90

4.1.6网络应用对传输层协议的选择91

4.2域名系统DNS93

4.2.1DNS的概念93

4.2.2域名结构94

4.2.3DNS的实现96

4.2.4域名解析的基本原理97

4.2.5域名系统的高速缓存99

4.3动态主机配置协议DHCP99

4.3.1主机配置的基本概念99

4.3.2DHCP协议的基本内容100

4.4电子邮件系统103

4.4.1电子邮件系统的基本功能104

4.4.2电子邮件系统结构与工作原理104

4.4.3邮件报文交付的三个阶段107

4.4.4SMTP协议的基本内容107

4.4.5MIME协议的基本内容111

4.4.6POP3MAP4协议与基于Web的电子邮件111

4.5FTP协议与文件传输112

4.5.1FTP的特点112

4.5.2FTP协议的工作原理113

4.5.3FTP交互命令与协议执行过程114

4.6Web服务与HTTP协议116

4.6.1Web服务概述116

4.6.2HTTP的工作机制116

4.6.3HTTP报文格式119

4.6.4超文本标记语言HTML125

4.6.5Web浏览器127

4.7即时通信与SIP协议129

4.7.1即时通信工作模型129

4.7.2SIP协议的基本内容130

4.8网络管理与SNMP协议134

4.8.1网络管理的基本概念134

4.8.2SNMP协议的基本内容137

习题140

第5章传输层协议与软件编程方法142

5.1传输层的基本概念142

5.1.1传输层的基本功能142

5.1.2传输层与应用层、网络层之间的关系143

5.1.3应用进程、传输层接口与套接字144

5.1.4网络环境中的应用进程标识145

5.1.5传输层的多路复用与多路分解147

5.2传输层协议的特点与比较147

5.2.1TCP协议与UDP协议的比较147

5.2.2TCP协议、UDP协议与应用层协议的关系148

5.3用户数据报协议UDP149

5.3.1UDP协议的主要特点149

5.3.2UDP数据报格式150

5.3.3UDP校验和计算150

5.3.4UDP协议适用的范围152

5.4传输控制协议TCP153

5.4.1TCP协议的主要特点153

5.4.2TCP报文格式155

5.4.3TCP连接建立与释放157

5.4.4TCP滑动窗口与确认重传机制160

5.4.5TCP窗口与流量控制及拥塞控制165

习题173

第6章Winsock网络编程方法174

6.1Winsock概述174

6.1.1网络进程通信174

6.1.2寻址方式与字节顺序175

6.1.3Winsock库加载和释放177

6.1.4获取本地主机地址信息178

6.2Winsock套接字编程180

6.2.1客户/服务器模型180

6.2.2套接字的基本概念181

6.2.3Winsock编程流程182

6.2.4基于TCP的Winsock编程187

6.2.5基于UDP的Winsock编程191

6.2.6原始套接字192

6.3WinsockI/O模型195

6.3.1WinsockI/O模型的基本概念195

6.3.2套接字的阻塞模式195

6.3.3套接字的非阻塞模式195

6.3.4Select模型196

6.3.5WSAAsyncSelect模型198

6.3.6WSAEventSelect模型201

6.4IPHelper函数205

6.4.1IPHelper函数的功能205

6.4.2IP配置信息205

6.4.3获取网络状态信息208

6.4.4获取路由管理信息210

6.4.5ARP表管理210

6.5Windows下套接字编程示例211

6.5.1TCP通信服务程序211

6.5.2UDP通信服务程序214

6.5.3使用ICMP协议实现ping命令216

6.5.4使用ARP协议实现主机扫描218

习题218

第7章网络层与IP协议220

7.1IPv4协议的演变与发展220

7.2IPv4协议的主要特点221

7.3IPv4地址结构222

7.3.1IP地址概念与地址划分方法222

7.3.2标准分类IP地址224

7.3.3划分子网的三级地址结构229

7.3.4无类别域间路由CIDR232

7.3.5专用IP地址与内部网络地址规划方法235

7.3.6网络地址转换技术236

7.4IPv4分组格式238

7.4.1IPv4分组结构238

7.4.2IPv4分组头格式238

7.4.3IP分组的分段与组装240

7.4.4IP分组头选项243

7.5路由选择算法与分组转发244

7.5.1分组转发和路由选择的基本概念244

7.5.2路由表的建立、更新与路由选择协议250

7.5.3路由信息协议RIP251

7.5.4最短路径优先协议OSPF253

7.5.5外部网关协议BGP257

7.5.6路由器与第三层交换技术259

7.6互联网控制报文协议ICMP264

7.6.1ICMP的作用与特点264

7.6.2ICMP报文类型和报文格式265

7.6.3ICMP差错报文266

7.6.4ICMP查询报文270

7.6.5ICMP报文的封装272

7.7IP多播与IGMP协议272

7.7.1IP多播与单播的区别272

7.7.2IP多播地址274

7.7.3IGMP协议的基本内容274

7.7.4多播路由与IP多播中的隧道技术275

7.8QoS保障机制276

7.8.1资源预留协议RSVP276

7.8.2区分服务DiServ278

7.8.3多协议标记交换MPLS280

7.9地址解析协议ARP286

7.9.1IP地址与物理地址的映射286

7.9.2地址解析协议287

7.9.3ARP分组格式与封装287

7.9.4地址解析的工作过程288

7.9.5ARP欺骗与防范291

7.10移动IP协议292

7.10.1移动IP协议的基本概念292

7.10.2移动IP的设计目标与主要特征292

7.10.3移动IP的结构与基本术语293

7.10.4移动IPv4的工作原理295

7.10.5移动结点和通信对端的基本操作299

7.11IPv6协议300

7.11.1IPv6协议的基本概念300

7.11.2IPv6的主要特征301

7.11.3IPv6地址结构302

7.11.4IPv6分组结构与基本报头303

7.11.5IPv6扩展报头308

7.11.6IPv4到IPv6过渡的基本方法310

习题313

第8章数据链路层协议与编程方法315

8.1数据链路层的基本概念315

8.1.1链路与数据链路315

8.1.2数据链路层的主要功能316

8.1.3数据链路层向网络层提供的服务316

8.2差错的产生与差错控制方法316

8.2.1设计数据链路层的原因316

8.2.2差错产生的原因和差错类型317

8.2.3误码率的定义318

8.2.4检错码与纠错码318

8.2.5循环冗余码的工作原理319

8.2.6海明码的工作原理321

8.2.7差错控制机制323

8.3数据链路层的流量与拥塞控制324

8.3.1数据链路层协议模型324

8.3.2单帧停止等待协议324

8.3.3连续发送ARQ协议326

8.3.4滑动窗口协议327

8.4面向字符型数据链路层协议330

8.4.1数据链路层协议的分类330

8.4.2面向字符型协议BSC330

8.5面向比特型数据链路层协议HDLC332

8.5.1HDLC协议产生的背景332

8.5.2数据链路的配置方式和数据传送方式332

8.5.3HDLC的帧结构334

8.5.4HDLC协议的工作过程337

8.5.5数据链路层与物理层的关系339

8.6PPP协议340

8.6.1互联网数据链路层协议340

8.6.2PPP协议的基本内容341

8.7以太网的工作原理与局域网组网343

8.7.1IEEE802参考模型343

8.7.2以太网的基本工作原理345

8.7.3以太网卡与物理地址351

8.8现代以太网技术353

8.8.1交换式局域网技术353

8.8.2快速以太网354

8.8.3千兆以太网356

8.8.4十千兆以太网357

8.8.5虚拟局域网技术358

8.9以太网设备与组网方法359

8.10局域网互联与网桥362

8.10.1局域网互联的基本概念362

8.10.2网桥的层次结构363

8.10.3网桥的路由选择策略363

8.11WinPcap协议分析方法365

8.11.1WinPcapAPI的基本功能365

8.11.2WinPcap的结构366

8.11.3库函数加载和主要结构体367

8.11.4抓包的主要步骤与相关函数368

8.11.5以太数据帧的嗅探实例370

习题372

第9章物理层与物理层协议374

9.1物理层的基本概念374

9.1.1物理层的主要服务功能374

9.1.2物理层协议的类型374

9.2信息、数据与信号375

9.2.1信息与数据375

9.2.2信号与信道377

9.3数据编码技术377

9.3.1数据编码类型377

9.3.2模拟数据编码方法378

9.3.3数字数据编码方法380

9.3.4脉冲编码调制方法381

9.4数据通信系统结构与通信方式383

9.4.1数据通信系统结构383

9.4.2数据通信方式383

9.5传输介质的主要类型386

9.5.1双绞线的主要特性386

9.5.2同轴电缆的主要特性387

9.5.3光纤电缆的主要特性387

9.5.4无线与卫星通信技术388

9.6数据传输速率的定义与信道速率的极限391

9.6.1数据传输速率的定义391

9.6.2信道带宽与香农定理392

9.7多路复用技术393

9.7.1多路复用的基本概念393

9.7.2时分多路复用394

9.7.3频分多路复用396

9.7.4波分多路复用397

9.7.5码分多址与正交频分多路复用397

9.8同步光纤网SONET与同步数字体系SDH398

9.8.1SONET与SDH的基本概念398

9.8.2基本速率标准的制定399

9.8.3SDH速率体系400

习题401

第10章无线网络技术与发展402

10.1无线网络的基本概念402

10.1.1无线网络技术的分类402

10.1.2无线分组网与无线自组网403

10.1.3无线自组网与无线传感器网络403

10.1.4无线自组网与无线网状网403

10.2无线局域网与80211协议404

10.2.1无线局域网的应用领域与协议制定404

10.2.2 80211的层次模型结构405

10.2.3 80211的CSMA/CA工作原理406

10.2.4无线局域网的物理层传输技术408

10.3无线城域网与80216协议411

10.4蓝牙、ZigBee与802154协议412

10.4.1蓝牙技术与协议412

10.4.2无线个人区域网与802154协议414

10.4.3ZigBee技术与协议416

10.5无线自组网应用技术417

10.5.1无线自组网的特点417

10.5.2无线自组网的主要应用领域418

10.5.3无线自组网关键技术的研究420

10.6无线传感器网（物联网）应用技术421

10.6.1无线传感器网络发展的背景421

10.6.2无线传感器网络的特点423

10.6.3无线传感器网络的应用前景423

10.6.4无线传感器网络的基本结构425

10.6.5无线传感器网络关键技术的研究428

10.7无线网状网应用技术432

10.7.1无线网状网发展的背景432

10.7.2无线网状网的特点432

10.7.3无线网状网的网络结构433

习题436

第11章网络安全与安全协议437

11.1计算机网络安全性问题437

11.1.1网络安全的基本概念437

11.1.2网络安全的威胁因素437

11.1.3网络安全的评估标准438

11.2网络安全策略439

11.3网络安全机制439

11.3.1加密440

11.3.2鉴别442

11.3.3数字签名442

11.4网络防火墙技术443

11.4.1防火墙的基本概念443

11.4.2防火墙的功能444

11.4.3包过滤技术445

11.4.4代理服务技术447

11.4.5防火墙系统的基本组件449

11.4.6防火墙系统结构450

11.4.7使用防火墙系统的优点和局限性453

11.5网络安全协议454

11.5.1网络层安全协议454

11.5.2传输层安全协议460

11.5.3应用层安全协议462

习题463

参考文献465