计算机网络与因特网

出版者的话

对本书的热情评价

译者序

前言

第一部分 引论及因特网应用

第1章 导论和概述2

1.1 计算机网络的发展过程2

1.2 联网为何显得复杂2

1.3 联网的5个关键方面3

1.4 因特网的公网和专网5

1.5 网络、可互操作性和标准6

1.6 协议组和分层模型6

1.7 数据如何通过各个层次7

1.8 头部和各层8

1.9 ISO与OSI七层参考模型9

1.10 关于模型的内情点滴9

1.11 本书内容简介9

1.12 本章 小结10

练习题10

第2章 因特网的发展趋势11

2.1 引言11

2.2 资源共享11

2.3 因特网的成长11

2.4 从资源共享到通信13

2.5 从文本到多媒体13

2.6 目前的发展趋势13

2.7 本章 小结14

练习题14

第3章 因特网应用与网络编程16

3.1 引言16

3.2 因特网的基本通信模式16

3.3 面向连接的通信17

3.4 客户-服务器交互模式17

3.5 客户和服务器特征18

3.6 服务器程序和服务器类计算机18

3.7 请求、响应和数据流方向19

3.8 多客户与多服务器19

3.9 服务器的标识与识别20

3.10 并发服务器20

3.11 服务器间的循环依赖21

3.12 P2P交互21

3.13 网络编程与套接字API 21

3.14 套接字、描述符和网络I/O 22

3.15 参数与套接字API 22

3.16 客户和服务器中的套接字调用22

3.17 客户和服务器共用的套接字函数23

3.18 仅供客户使用的connect函数24

3.19 仅供服务器使用的套接字函数24

3.20 采用报文模式的套接字函数26

3.21 其他套接字函数27

3.22 套接字、线程和继承性27

3.23 本章 小结28

练习题28

第4章 传统的因特网应用30

4.1 引言30

4.2 应用层协议30

4.3 表示与传输30

4.4 Web协议31

4.5 HTML文档表示法31

4.6 统一资源定位符和超级链接33

4.7 用HTTP传输Web文档33

4.8 浏览器中的高速缓存35

4.9 浏览器结构36

4.10 文件传输协议36

4.11 FTP通信模式37

4.12 电子邮件38

4.13 简单邮件传输协议39

4.14 ISP、邮件服务器和邮件访问40

4.15 邮件访问协议41

4.16 电子邮件表示标准41

4.17 域名系统42

4.18 www开头的域名43

4.19 DNS层次结构和服务器模型44

4.20 域名解析45

4.21 DNS服务器中的缓存处理45

4.22 DNS记录项的类型46

4.23 别名和CNAME资源记录46

4.24 缩写与DNS 47

4.25 国际化域名47

4.26 可扩展表示48

4.27 本章 小结48

练习题49

第二部分 数据传输

第5章 数据通信概述52

5.1 引言52

5.2 数据通信所涉及的学科52

5.3 课题动机与范围52

5.4 通信系统的构成53

5.5 通信系统各子课题54

5.6 本章 小结55

练习题55

第6章 信息源和信号56

6.1 引言56

6.2 信息源56

6.3 模拟与数字信号56

6.4 周期信号与非周期信号57

6.5 正弦波与信号特征57

6.6 复合信号58

6.7 复合信号和正弦函数的重要性58

6.8 时域与频域表示法58

6.9 模拟信号的带宽59

6.10 数字信号与信号电平59

6.11 波特率与比特率60

6.12 数字-模拟信号转换61

6.13 数字信号的带宽61

6.14 信号的同步与协调62

6.15 线路编码62

6.16 曼彻斯特编码63

6.17 模拟-数字信号转换64

6.18 奈奎斯特定理与抽样率65

6.19 奈奎斯特定理与电话系统传输65

6.20 编码与数据压缩65

6.21 本章 小结66

练习题66

第7章 传输介质68

7.1 引言68

7.2 导向传输与非导向传输68

7.3 按能量形式分类68

7.4 背景辐射和电气噪声69

7.5 双绞线69

7.6 屏蔽：同轴电缆和屏蔽双绞线70

7.7 双绞线分类71

7.8 使用光能的介质及光纤71

7.9 光纤类型及光传输72

7.10 光纤与铜导线的比较73

7.11 红外通信技术73

7.12 点对点激光通信73

7.13 电磁波（无线电）通信74

7.14 信号传播74

7.15 卫星类型75

7.16 GEO通信卫星75

7.17 GEO对地球的覆盖76

7.18 LEO卫星与群集76

7.19 介质类型之间的权衡77

7.20 对传输介质的度量77

7.21 噪声对通信的影响77

7.22 信道容量的重要性78

7.23 本章 小结78

练习题79

第8章 可靠性与信道编码80

8.1 引言80

8.2 传输差错的3个主要源头80

8.3 传输差错对数据的影响81

8.4 处理信道差错的两种策略81

8.5 分组码和卷积码82

8.6 分组差错编码举例：单奇偶校验82

8.7 分组码数学与（n，k）表示83

8.8 汉明距离：编码强度的测量83

8.9 码簿中码字之间的汉明距离84

8.10 差错检测与代价之间的权衡84

8.11 采用纵横奇偶校验的纠错84

8.12 用于因特网的16位校验和85

8.13 循环冗余校验码86

8.14 用硬件高效实现CRC87

8.15 自动重传请求（ARQ）机制88

8.16 本章 小结88

练习题88

第9章 传输模式90

9.1 引言90

9.2 传输模式分类90

9.3 并行传输90

9.4 串行传输91

9.5 传输顺序：码元与字节91

9.6 串行传输的定时92

9.7 异步传输92

9.8 RS-232异步字符传输92

9.9 同步传输93

9.10 字节、块和帧93

9.11 等时传输94

9.12 单工、半双工与全双工传输94

9.13 DCE和DTE设备95

9.14 本章 小结96

练习题96

第10章 调制与调制解调器97

10.1 引言97

10.2 载波、频率和传播97

10.3 模拟调制方案97

10.4 振幅调制97

10.5 频率调制98

10.6 相位调制98

10.7 调幅与香农定理99

10.8 调制、数字输入和键控99

10.9 移相键控99

10.10 相移与星座图100

10.11 正交调幅101

10.12 调制解调器硬件101

10.13 光纤和射频调制解调器102

10.14 拨号调制解调器102

10.15 应用于拨号的QAM 103

10.16 V.32与V.32bis拨号modem 103

10.17 本章 小结103

练习题104

第11章 复用与解复用105

11.1 引言105

11.2 复用的概念105

11.3 复用的基本类型105

11.4 频分多路复用106

11.5 每个信道使用一个频率范围107

11.6 分级FDM108

11.7 波分多路复用108

11.8 时分多路复用109

11.9 同步TDM 109

11.10 电话系统中TDM的成帧技术109

11.11 分级TDM 110

11.12 同步TDM的问题：空闲时隙111

11.13 统计TDM 111

11.14 逆转复用112

11.15 码分多路复用112

11.16 本章 小结113

练习题114

第12章 接入与互连技术115

12.1 引言115

12.2 因特网接入技术：上行与下行115

12.3 窄带与宽带接入技术115

12.4 本地环路及ISDN 116

12.5 数字用户线技术117

12.6 本地环路特征及适配117

12.7 ADSL的数据速率118

12.8 ADSL安装和分离器118

12.9 电缆调制解调器技术119

12.10 电缆调制解调器的速率119

12.11 电缆调制解调器的安装120

12.12 光纤与同轴电缆混合使用120

12.13 采用光纤的接入技术120

12.14 头端与尾端调制解调器技术121

12.15 无线接入技术121

12.16 因特网核心区的高容量连接122

12.17 线路终端、DSU/CSU及NIU 122

12.18 数字线路的电话标准123

12.19 DS术语及数据速率123

12.20 最高容量线路124

12.21 光载波标准124

12.22 C后缀124

12.23 同步光网络124

12.24 本章 小结125

练习题126

第三部分 分组交换及网络技术

第13章 局域网：分组、帧和拓扑128

13.1 引言128

13.2 线路交换128

13.3 分组交换129

13.4 局域的和广域的分组网络130

13.5 分组标识及其格式标准130

13.6 IEEE 802模型与标准131

13.7 点对点与多址接入网络132

13.8 LAN拓扑132

13.9 分组标识、解复用、MAC地址133

13.10 单播、广播和组播地址134

13.11 广播、组播和高效的多点传递134

13.12 帧与成帧135

13.13 字节插入与位插入136

13.14 本章 小结137

练习题137

第14章 IEEE MAC子层138

14.1 引言138

14.2 多址接入机制的分类138

14.3 静态与动态信道分配138

14.4 信道分配协议139

14.5 受控接入协议140

14.6 随机接入协议141

14.7 本章 小结145

练习题145

第15章 有线局域网技术146

15.1 引言146

15.2 最早的以太网146

15.3 以太网帧格式146

15.4 以太网的类型域147

15.5 以太网的IEEE版本147

15.6 LAN连接和网络接口卡148

15.7 粗缆布线的以太网148

15.8 细缆布线的以太网148

15.9 双绞线布线的以太网和集线器149

15.10 以太网的物理和逻辑拓扑149

15.11 办公大楼内的布线150

15.12 双绞线以太网的变种及其速率151

15.13 双绞线连接器与缆线151

15.14 本章 小结152

练习题152

第16章 无线联网技术153

16.1 引言153

16.2 无线网络的分类153

16.3 个域网153

16.4 LAN和PAN使用的ISM无线频带154

16.5 无线LAN技术与Wi-Fi 154

16.6 扩频技术154

16.7 其他无线LAN标准155

16.8 无线LAN体系结构155

16.9 重叠、关联和802.11帧格式156

16.10 接入点之间的协调157

16.11 竞争与无竞争接入157

16.12 无线MAN技术与WiMAX 158

16.13 PAN技术与标准159

16.14 其他短距离通信技术160

16.15 无线WAN技术161

16.16 基站集群和频率重用162

16.17 蜂窝技术的更新换代163

16.18 VSAT卫星技术164

16.19 GPS卫星165

16.20 软件无线电和无线电的未来165

16.21 本章 小结166

练习题167

第17章 局域网扩展技术168

17.1 引言168

17.2 距离限制与LAN设计168

17.3 光纤调制解调器扩展168

17.4 中继器169

17.5 网桥与桥接169

17.6 自学习网桥与帧过滤170

17.7 为什么桥接能行170

17.8 分布式生成树171

17.9 交换与第二层交换机172

17.10 虚拟局域网交换机173

17.11 使用其他设备实现桥接173

17.12 本章 小结174

练习题174

第18章 广域网技术与动态路由175

18.1 引言175

18.2 大型广域网络175

18.3 传统的广域网体系结构175

18.4 广域网的构成176

18.5 存储/转发模式177

18.6 广域网的编址与寻址177

18.7 下一跳转发178

18.8 源点独立性179

18.9 广域网动态路由更新180

18.10 默认路径181

18.11 转发表的计算181

18.12 分布式路径计算181

18.13 图中最短路径的计算184

18.14 路由问题185

18.15 本章 小结185

练习题186

第19章 网络技术的过去与现在187

19.1 引言187

19.2 连接与接入技术187

19.3 LAN技术188

19.4 WAN技术189

19.5 本章 小结191

练习题191

第四部分 网络互联

第20章 网络互联：概念、结构与协议194

20.1 引言194

20.2 网络互联的动机194

20.3 全局服务概念194

20.4 异构网络中的全局服务195

20.5 网络互联195

20.6 用路由器连接物理网络195

20.7 互联网体系结构196

20.8 实现全局服务196

20.9 虚拟网络196

20.10 网络互联协议197

20.11 TCP/IP分层结构综述197

20.12 主机、路由器及协议层198

20.13 本章 小结198

练习题199

第21章 网际协议编址200

21.1 引言200

21.2 虚拟因特网的地址200

21.3 IP编址方案200

21.4 IP地址的层次结构201

21.5 IP地址的原分类201

21.6 点分十进制数表示法202

21.7 地址空间的划分203

21.8 地址的授权203

21.9 子网与无类编址203

21.10 地址掩码204

21.11 CIDR表示法205

21.12 CIDR举例206

21.13 CIDR主机地址206

21.14 特殊的IP地址207

21.15 小结特殊IP地址208

21.16 伯克利广播地址形式208

21.17 路由器与IP寻址原理208

21.18 多穴主机209

21.19 本章 小结209

练习题210

第22章 数据报转发211

22.1 引言211

22.2 无连接服务211

22.3 虚拟分组211

22.4 IP数据报212

22.5 IP数据报头部格式212

22.6 IP数据报转发213

22.7 网络前缀提取与数据报转发214

22.8 最长前缀匹配214

22.9 目的地与下一站地址215

22.10 尽力传递215

22.11 IP封装216

22.12 通过因特网传输216

22.13 MTU和数据报分片217

22.14 分片数据的重装218

22.15 分片数据报的收集219

22.16 片丢失的后果219

22.17 分片再分片219

22.18 本章 小结219

练习题220

第23章 支持协议与相关技术221

23.1 引言221

23.2 地址解析221

23.3 地址解析协议222

23.4 ARP报文格式222

23.5 ARP封装223

23.6 ARP缓存与报文处理224

23.7 概念地址边界225

23.8 因特网控制报文协议225

23.9 ICMP报文格式与封装226

23.10 协议软件、参数与配置227

23.11 动态主机配置协议227

23.12 DHCP协议操作与优化228

23.13 DHCP报文格式229

23.14 通过中继间接访问DHCP服务器230

23.15 网络地址转换230

23.16 NAT操作与私有地址231

23.17 传输层NAT 232

23.18 NAT与服务器233

23.19 家用NAT软件和系统233

23.20 本章 小结233

进一步的阅读资料234

练习题234

第24章 未来的IP：IPv6 236

24.1 引言236

24.2 IP成功之处236

24.3 改革的动机236

24.4 沙漏模型与改革的难点237

24.5 名称和版本号237

24.6 IPv6的特性238

24.7 IPv6数据报格式238

24.8 IPv6基本头部的格式239

24.9 隐式和显式头部长度240

24.10 分片、重装和通路MTU240

24.11 采用多重头部的目的241

24.12 IPv6编址241

24.13 IPv6冒分十六进制数表示法242

24.14 本章 小结243

练习题243

第25章 UDP：数据报传输服务244

25.1 引言244

25.2 传输协议与端到端通信244

25.3 用户数据报协议244

25.4 无连接的通信模式245

25.5 面向报文的接口245

25.6 UDP通信语义246

25.7 交互模式和广播传递246

25.8 用协议端口号标识端点247

25.9 UDP数据报格式247

25.10 UDP校验和伪头部247

25.11 UDP封装248

25.12 本章 小结248

练习题249

第26章 TCP：可靠的传输服务250

26.1 引言250

26.2 传输控制协议250

26.3 TCP为应用提供的服务250

26.4 端到端服务与虚拟连接251

26.5 传输协议所采用的技术251

26.6 避免网络拥塞的技术254

26.7 协议设计技巧255

26.8 用来对付分组丢失的技术255

26.9 自适应重传技术256

26.10 重传时间的比较257

26.11 缓冲、流控与窗口257

26.12 TCP的三次握手258

26.13 TCP拥塞控制259

26.14 TCP段格式260

26.15 本章 小结260

练习题261

第27章 因特网路由与路由协议262

27.1 引言262

27.2 静态与动态路由262

27.3 主机静态路由与默认路径262

27.4 动态路由与路由器263

27.5 全球因特网的路由技术264

27.6 自治系统概念264

27.7 两类因特网路由协议264

27.8 路径与数据业务266

27.9 边界网关协议266

27.10 路由信息协议267

27.11 RIP分组格式268

27.12 开放最短路径优先协议268

27.13 OSPF图的例子269

27.14 OSPF区域270

27.15 中间系统到中间系统协议270

27.16 组播路由技术270

27.17 本章 小结273

练习题273

第五部分 其他网络概念与技术

第28章 网络性能276

28.1 引言276

28.2 性能度量276

28.3 延迟276

28.4 吞吐率、容量、实际吞吐量277

28.5 理解吞吐率与延迟278

28.6 抖动279

28.7 延迟与吞吐率的关系279

28.8 测量延迟、吞吐率与抖动281

28.9 被动测量、小分组及网流监测282

28.10 服务质量282

28.11 细粒度与粗粒度QoS 283

28.12 QoS的实现284

28.13 因特网QoS技术286

28.14 本章 小结286

练习题287

第29章 多媒体与IP电话289

29.1 引言289

29.2 实时数据传输和尽力而为传递289

29.3 延迟重播与抖动缓冲289

29.4 实时传输协议290

29.5 RTP封装291

29.6 IP电话291

29.7 信令与VoIP信令标准292

29.8 IP电话系统的组成部件292

29.9 协议及所在层次归纳295

29.10 H.323特性295

29.11 H.323分层295

29.12 SIP特性和方法296

29.13 SIP会话举例296

29.14 电话号码映射及路由297

29.15 本章 小结297

进一步的阅读资料298

练习题298

第30章 网络安全299

30.1 引言299

30.2 网络犯罪与攻击299

30.3 安全策略301

30.4 安全责任与控制302

30.5 安全技术302

30.6 散列法：完整性与鉴别机制302

30.7 访问控制与口令303

30.8 加密：基本的安全技术303

30.9 私有密钥加密304

30.10 公开密钥加密304

30.11 用数字签名的鉴别305

30.12 密钥分发和数字证书305

30.13 防火墙306

30.14 包过滤防火墙的实现307

30.15 入侵检测系统308

30.16 内容扫描和深度包检查309

30.17 虚拟专网309

30.18 VPN技术应用于远程办公310

30.19 数据包加密与隧道技术311

30.20 安全技术313

30.21 本章 小结313

练习题314

第31章 网络管理316

31.1 引言316

31.2 管理内部网316

31.3 FCAPS：行业标准模型316

31.4 典型的网络元素317

31.5 网络管理工具318

31.6 网络管理应用319

31.7 简单网络管理协议319

31.8 SNMP的取/存操作模式320

31.9 管理信息库和对象名320

31.10 MIB变量的种类321

31.11 对应于数组的MIB变量321

31.12 本章 小结322

练习题322

第32章 网络技术及应用发展趋势324

32.1 引言324

32.2 可扩展网络服务的需求324

32.3 内容缓存加速324

32.4 Web负载均衡器325

32.5 服务器虚拟化325

32.6 P2P通信325

32.7 分布式数据中心326

32.8 通用表示326

32.9 社区网络326

32.10 移动性及无线联网326

32.11 数字视频327

32.12 多播传递327

32.13 高速接入与交换327

32.14 光交换328

32.15 网络的商务应用328

32.16 传感器普遍应用328

32.17 Ad Hoc网络328

32.18 多核CPU和网络处理器328

32.19 IPv6 329

32.20 本章 小结329

练习题329

附录　一种简化的应用编程接口331