本書在第3版的基礎(chǔ)上進(jìn)行了如下的調(diào)整: 將第2章的2.5節(jié)和2.6節(jié)刪去,將原有的3.4節(jié)和3.5節(jié)進(jìn)行重新整理和編排,刪減了部分過時的內(nèi)容,形成了新的3.4~3.6節(jié),增加了廣域網(wǎng)和接入網(wǎng)近幾年出現(xiàn)的新技術(shù)的介紹,另外在第4章增加了以太網(wǎng)的物理層,將以太網(wǎng)的知識點從層次結(jié)構(gòu)上組織得更加系統(tǒng)完整; 無線網(wǎng)絡(luò)近幾年發(fā)展較快,因此對第8章的無線網(wǎng)絡(luò)部分知識進(jìn)行了更新,主要涉及8.2~8.4節(jié)內(nèi)容。改版后的教材內(nèi)容更加新穎,能反映目前主流網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用情況,體系結(jié)構(gòu)更加合理、完整,配套大綱、課件等更加完善,擴(kuò)充了題庫,制作了全新的課程知識點思維導(dǎo)圖,便于概覽教材的知識點及其之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。修改后的內(nèi)容是計算機網(wǎng)絡(luò)最基本的知識,而這些基本知識是比較成熟和穩(wěn)定的,因此這些部分不會有大的變動,教師可根據(jù)授課對象、專業(yè)、學(xué)時數(shù)等情況選擇使用。另外,本書的主要內(nèi)容緊扣目前計算機專業(yè)工程認(rèn)證的相關(guān)內(nèi)容,適合作為計算機、電子信息以及通信等專業(yè)的教材,同時,依據(jù)現(xiàn)有考試大綱,本書涵蓋了計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)碩士研究生入學(xué)考試統(tǒng)考中的網(wǎng)絡(luò)課程的知識點,亦可以作為研究生入學(xué)考試和網(wǎng)絡(luò)工程師考試的參考書。
全書共8章。第1章介紹計算機網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)的定義與分類、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及通信方式和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的相關(guān)法律法規(guī)。第2章介紹數(shù)據(jù)通信知識,涉及數(shù)據(jù)通信的基本概念、數(shù)據(jù)調(diào)制和編碼、傳輸介質(zhì)、多路復(fù)用技術(shù)。第3章介紹廣域網(wǎng)技術(shù),包括廣域網(wǎng)的演變與發(fā)展、廣域網(wǎng)結(jié)構(gòu)與參考模型、廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層、廣域網(wǎng)的交換方式和連接類型、廣域網(wǎng)通信網(wǎng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和寬帶接入技術(shù)等。第4章介紹局域網(wǎng)技術(shù),包括局域網(wǎng)參考模型與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、以太網(wǎng)、高速以太網(wǎng)和虛擬局域網(wǎng)。第5章介紹網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù),包括網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基本概念、網(wǎng)際協(xié)議(IPv4)、路由選擇算法與路由協(xié)議、路由器與第三層交換技術(shù)、IP多播與IGMP協(xié)議、IPv6技術(shù)、虛擬專用網(wǎng)(VPN)和網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)等。第6章介紹兩個主要的傳輸層協(xié)議UDP和TCP。第7章介紹網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和應(yīng)用層協(xié)議,包括域名系統(tǒng)(DNS)、電子郵件系統(tǒng)、WWW協(xié)議與服務(wù)、文件傳輸協(xié)議(FTP)、動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)、遠(yuǎn)程登錄協(xié)議(Telnet)、P2P應(yīng)用協(xié)議和協(xié)議數(shù)據(jù)包的分析過程。第8章專門介紹無線網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù),以及互聯(lián)網(wǎng)音頻/視頻服務(wù)等內(nèi)容。最后,在附錄中給出了以太網(wǎng)的常見類型及參數(shù),方便讀者對照學(xué)習(xí)。
本書由蘭州交通大學(xué)吳辰文、李晶和甘肅省廣播電視局吳辰軍編著。其中吳辰文編寫了第1、4章,吳辰軍編寫了第2、3章和第8章,李晶編寫了第5~7章,并進(jìn)行了微課的錄制,吳辰文進(jìn)行了全書的統(tǒng)稿工作。
在本書的編寫過程中,得到了蘭州交通大學(xué)電子與信息工程學(xué)院和清華大學(xué)出版社的大力支持,蘭州交通大學(xué)交通運輸學(xué)院李曉軍和王建強老師,電子與信息工程學(xué)院王慶榮和王婷老師、研究生劉嵐、梁雨欣、田鴻雁、王莎莎、曹雪同、李亨彤、雷丹丹、蔣佳霖和葉娜等同學(xué),以及實驗室的其他老師和同學(xué)在文字錄入、插圖繪制、PPT制作、題庫編寫和整理、微課錄制等方面做了大量的工作,在此表示由衷的感謝。
本書的參考學(xué)時數(shù)為48左右,若課程學(xué)時數(shù)較少可以只學(xué)習(xí)前7章,這樣仍然可以學(xué)習(xí)到計算機網(wǎng)絡(luò)最基本的知識。
由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展非常迅速,涉及的知識面廣,加之編者水平有限,書中難免存在錯誤與不妥之處,懇請讀者批評指正。
編者
2024年6月
第1章概論
1.1計算機網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展
1.1.1計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展階段的劃分
1.1.2互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展
1.1.3計算機網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展
1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的定義、分類及性能指標(biāo)
1.2.1計算機網(wǎng)絡(luò)的定義
1.2.2計算機網(wǎng)絡(luò)的分類
1.2.3計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)
1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)
1.3.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念
1.3.2網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的研究方法
1.3.3常見的參考模型
1.4互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及通信方式
1.4.1互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)劃分
1.4.2互聯(lián)網(wǎng)的通信方式
1.5互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的法律法規(guī)
1.6本書的內(nèi)容構(gòu)成及講解方法
第2章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)
2.1數(shù)據(jù)通信的基本概念
2.1.1信息、數(shù)據(jù)和信號
2.1.2信道的基本概念
2.1.3數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型
2.2數(shù)據(jù)調(diào)制和編碼
2.2.1數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼為數(shù)字信號
2.2.2數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制為模擬信號
2.2.3模擬數(shù)據(jù)編碼為數(shù)字信號
2.2.4模擬數(shù)據(jù)調(diào)制為模擬信號
2.3傳輸介質(zhì)
2.3.1導(dǎo)向傳輸介質(zhì)
2.3.2非導(dǎo)向傳輸介質(zhì)
2.4多路復(fù)用技術(shù)
2.4.1頻分多路復(fù)用
2.4.2時分多路復(fù)用
2.4.3波分多路復(fù)用
2.4.4碼分多路復(fù)用
第3章廣域網(wǎng)技術(shù)
3.1廣域網(wǎng)的演變與發(fā)展
3.1.1廣域網(wǎng)技術(shù)的特點
3.1.2廣域網(wǎng)研究的技術(shù)思路
3.2廣域網(wǎng)結(jié)構(gòu)與參考模型
3.2.1廣域網(wǎng)的組成
3.2.2廣域網(wǎng)參考模型
3.2.3廣域網(wǎng)的物理層
3.3廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層
3.3.1數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念
3.3.2HDLC
3.3.3PPP
3.3.4HDLC與PPP的區(qū)別
3.4廣域網(wǎng)的交換方式和連接類型
3.4.1廣域網(wǎng)的交換方式
3.4.2廣域網(wǎng)的連接類型
3.5廣域網(wǎng)通信網(wǎng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)
3.5.1公共電話交換網(wǎng)(PSTN)
3.5.2公用數(shù)據(jù)網(wǎng)(X.25)
3.5.3幀中繼網(wǎng)(FR)
3.5.4綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)
3.5.5異步傳輸模式(ATM)
3.5.6數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(DDN)
3.5.7同步光纖網(wǎng)(SONET)和同步數(shù)字體系(SDH)
3.6寬帶接入技術(shù)
3.6.1接入網(wǎng)的基本概念
3.6.2撥號接入技術(shù)
3.6.3xDSL體系結(jié)構(gòu)
3.6.4光纖接入技術(shù)
3.6.5寬帶無線接入技術(shù)與IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)
第4章局域網(wǎng)技術(shù)
4.1局域網(wǎng)參考模型與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)
4.1.1局域網(wǎng)參考模型
4.1.2IEEE 802協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)
4.2以太網(wǎng)
4.2.1以太網(wǎng)的物理層
4.2.2CSMA/CD協(xié)議
4.2.3以太網(wǎng)的性能
4.2.4以太網(wǎng)的MAC子層
4.2.5以太網(wǎng)在地域連接范圍的擴(kuò)展
4.3高速以太網(wǎng)
4.3.1快速以太網(wǎng)
4.3.2千兆以太網(wǎng)
4.3.3萬兆以太網(wǎng)
4.3.4十萬兆以太網(wǎng)/四萬兆以太網(wǎng)
4.4虛擬局域網(wǎng)
4.4.1虛擬局域網(wǎng)的基本概念
4.4.2VLAN的分類
4.4.3干道和VTP
4.4.4VLAN的優(yōu)點
第5章網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)
5.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基本概念
5.2網(wǎng)際協(xié)議(IPv4)
5.2.1IP地址
5.2.2地址解析協(xié)議
5.2.3IPv4數(shù)據(jù)報
5.2.4ICMP協(xié)議
5.3路由選擇算法與路由協(xié)議
5.3.1路由信息協(xié)議
5.3.2開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議
5.3.3邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議
5.4路由器與第三層交換技術(shù)
5.4.1路由器的構(gòu)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(xié)議
5.5.1IP多播的基本概念
5.5.2以太網(wǎng)物理多播
5.5.3Internet組管理協(xié)議
5.6IPv6技術(shù)
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(yīng)用
5.7虛擬專用網(wǎng)(VPN)和網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)
5.7.1虛擬專用網(wǎng)
5.7.2網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換
第6章傳輸層
6.1傳輸層的服務(wù)和規(guī)范
6.1.1進(jìn)程通信
6.1.2傳輸層協(xié)議
6.1.3傳輸層的基本功能
6.2用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)
6.2.1UDP的主要特點
6.2.2UDP數(shù)據(jù)報的格式
6.2.3UDP的基本工作過程
6.3傳輸控制協(xié)議(TCP)
6.3.1TCP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(wǎng)絡(luò)服務(wù)和應(yīng)用層協(xié)議
7.1域名系統(tǒng)(DNS)
7.1.1DNS基礎(chǔ)
7.1.2Internet的域名結(jié)構(gòu)
7.1.3域名服務(wù)器
7.1.4域名解析
7.1.5DNS報文
7.2電子郵件系統(tǒng)
7.2.1電子郵件系統(tǒng)概述
7.2.2SMTP協(xié)議
7.2.3郵件讀取協(xié)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(xié)議與服務(wù)
7.3.1WWW概述
7.3.2WWW的體系結(jié)構(gòu)
7.3.3統(tǒng)一資源定位符(URL)
7.3.4萬維網(wǎng)文檔
7.3.5HTTP
7.3.6搜索引擎
7.4文件傳輸協(xié)議(FTP)
7.4.1FTP概述
7.4.2FTP的工作原理
7.4.3匿名FTP服務(wù)
7.4.4FTP的使用
7.4.5簡單文件傳輸協(xié)議(TFTP)
7.5動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)
7.5.1DHCP的產(chǎn)生背景
7.5.2DHCP的報文格式
7.5.3DHCP的工作過程
7.6遠(yuǎn)程登錄協(xié)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(yīng)用協(xié)議
7.7.1P2P概述
7.7.2P2P的應(yīng)用
7.8協(xié)議數(shù)據(jù)包的分析
第8章無線網(wǎng)絡(luò)及互聯(lián)網(wǎng)音頻/視頻服務(wù)
8.1無線局域網(wǎng)
8.1.1無線局域網(wǎng)的組成
8.1.2802.11局域網(wǎng)的物理層
8.1.3802.11局域網(wǎng)的MAC層協(xié)議
8.1.4802.11局域網(wǎng)的MAC幀
8.2無線自組織(Ad hoc)網(wǎng)絡(luò)
8.2.1Ad hoc的信道分配技術(shù)
8.2.2Ad hoc的信道接入?yún)f(xié)議
8.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
8.3.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組成
8.3.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)
8.4無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
8.4.1無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)概述
8.4.2無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
8.5互聯(lián)網(wǎng)上的音頻/視頻服務(wù)
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(wǎng)的常見類型及參數(shù)
參考文獻(xiàn)