本書是作者多年教學實踐與課程改革的經(jīng)驗總結，以計算機網(wǎng)絡各層核心協(xié)議技術標準為主線，以提升學生學習興趣為先導，系統(tǒng)深入地講解了應用層、傳輸層、網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層的主要任務和相關實現(xiàn)協(xié)議，采用自頂向下的視角引出了TCP/IP核心協(xié)議所解決的科學問題，循序漸進地剖析了計算機網(wǎng)絡協(xié)議三要素（語法、語義、時序）、客戶服務器工作模式、域名系統(tǒng)、萬維網(wǎng)、數(shù)據(jù)可靠傳輸、流量控制及擁塞控制、內部路由選擇、透明傳輸、虛擬局域網(wǎng)等知識的重點和難點，詳細闡述了通信子網(wǎng)中重要設備（路由器、交換機等）的配置及使用的技術細節(jié)。本書通過個人獨立完成的計算機網(wǎng)絡常規(guī)實驗操作和團隊協(xié)作完成的課程設計，啟發(fā)和鼓勵學生在解決問題的過程中鍛煉及提高自己的計算機網(wǎng)絡軟/硬件開發(fā)、維護等實踐能力。本書可以作為計算機科學技術、物聯(lián)網(wǎng)工程、人工智能、軟件工程等專業(yè)高年級本科生學習計算機網(wǎng)絡技術課程參考教材使用，也可供計算機科學與技術、電子科學與技術、控制工程、通信工程、信息安全、智能科學與技術等相關專業(yè)碩、博士研究生學習選讀。授課教師可以根據(jù)相關教學計劃，靈活調整授課學時。本書配有以下教學資源：電子課件、習題答案、教學大綱等。歡迎選用本書作教材的老師發(fā)郵件至jinacmp@163.com索取，或登錄www.cmpedu.com注冊下載。
前 言
第1章 緒論1
1.1 計算機網(wǎng)絡的歷史故事1
1.1.1 燧烽守候，滄桑見證1
1.1.2 莫爾斯電碼，點劃世界2
1.1.3 鐘擺傳奇，諦悟傳真2
1.2 計算機網(wǎng)絡的發(fā)展3
1.2.1 主機多終端式的發(fā)展階段3
1.2.2 有獨立功能的多主機互聯(lián)階段4
1.2.3 計算機網(wǎng)絡標準化階段5
1.2.4 計算機網(wǎng)絡的高速化、個性化、
綜合化、智能化階段6
1.3 計算機網(wǎng)絡的基本概念6
1.3.1 計算機網(wǎng)絡的定義6
1.3.2 資源子網(wǎng)、通信子網(wǎng)和節(jié)點7
1.3.3 通信鏈路7
1.3.4 廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)和城域網(wǎng)8
1.3.5 公用網(wǎng)和專用網(wǎng)8
1.3.6 互聯(lián)網(wǎng) 8
1.3.7 無線網(wǎng)8
1.3.8 虛擬和透明8
1.3.9 虛擬局域網(wǎng)與虛擬專用網(wǎng)9
1.4 計算機網(wǎng)絡的組成9
1.4.1 基本要素9
1.4.2 系統(tǒng)拓撲結構描述9
1.4.3 系統(tǒng)組成9
1.4.4 計算機網(wǎng)絡的功能和特點11
1.4.5 計算機網(wǎng)絡的分類及其拓撲
結構12
1.4.6 計算機網(wǎng)絡體系結構與協(xié)議13
1.4.7 OSI參考模型中各層功能概述16
1.4.8 TCP/IP體系結構20
本章小結21
習題22
擴展閱讀22
第2章 應用層核心協(xié)議23
2.1 域名系統(tǒng)23
2.1.1 域名系統(tǒng)的研究歷史23
2.1.2 域名系統(tǒng)概述24
2.1.3 Internet的域名結構24
2.1.4 域名服務器與域名解析25
2.2 文件傳送協(xié)議28
2.2.1 FTP概述28
2.2.2 基本工作原理28
2.2.3 主動和被動模式29
2.2.4 FTP和網(wǎng)頁瀏覽器30
2.2.5 FTP的使用30
2.3 網(wǎng)絡文件系統(tǒng)31
2.3.1 NFS組成及配置過程31
2.3.2 NFS的技術優(yōu)勢32
2.4 簡單文件傳送協(xié)議32
2.4.1 TFTP的主要特點32
2.4.2 TFTP 的工作原理32
2.4.3 FTP與TFTP的區(qū)別34
2.5 遠程登錄協(xié)議 34
2.5.1 客戶服務器工作模式34
2.5.2 TELNET的使用35
2.6 電子郵件36
2.6.1 概述36
2.6.2 電子郵件的組成構件37
2.6.3 電子郵件的發(fā)送和接收過程38
2.6.4 電子郵件的組成38
2.6.5 簡單郵件傳送協(xié)議39
2.6.6 郵局協(xié)議39
2.6.7 通用Internet郵件擴充協(xié)議39
2.7 萬維網(wǎng)41
2.7.1 伯納斯·李與萬維網(wǎng)的創(chuàng)建41
2.7.2 萬維網(wǎng)的工作原理41
2.7.3 統(tǒng)一資源定位符43
2.7.4 超文本傳送協(xié)議44
2.7.5 超文本標記語言48
2.7.6 萬維網(wǎng)頁面中的超鏈49
2.7.7 萬維網(wǎng)動態(tài)文檔50
2.7.8 動態(tài)網(wǎng)頁編程技術52
2.7.9 萬維網(wǎng)上的搜索引擎53
2.8 引導程序協(xié)議與動態(tài)主機配置
協(xié)議54
目 錄 目 錄 2.8.1 引導程序協(xié)議54
2.8.2 動態(tài)主機配置協(xié)議55
2.9 簡單網(wǎng)絡管理56
2.9.1 網(wǎng)絡管理的基本概念56
2.9.2 簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議 57
2.9.3 管理信息庫58
2.9.4 SNMPv1的五種協(xié)議數(shù)據(jù)單元59
2.9.5 SNMPv2和SNMPv360
2.10 網(wǎng)絡應用進程接口61
2.10.1 應用編程接口與套接字61
2.10.2 無連接循環(huán)服務與面向連接
并發(fā)服務62
本章小結64
習題64
擴展閱讀65
第3章 傳輸層核心協(xié)議66
3.1 傳輸層協(xié)議概述66
3.1.1 傳輸層協(xié)議的地位66
3.1.2 傳輸層與應用進程的通信66
3.1.3 傳輸層協(xié)議和網(wǎng)絡層協(xié)議67
3.2 TCP/IP體系中的傳輸層68
3.2.1 TCP與UDP68
3.2.2 傳輸層網(wǎng)絡端口69
3.3 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議 70
3.3.1 UDP概述70
3.3.2 用戶數(shù)據(jù)報首部格式70
3.4 傳輸控制協(xié)議 71
3.4.1 TCP服務器與客戶機通信機制71
3.4.2 傳輸控制協(xié)議報文段的首部71
3.4.3 面向字節(jié)的數(shù)據(jù)編號與確認
機制73
3.4.4 流量控制與擁塞控制73
3.4.5 重傳機制76
3.4.6 采用隨機早期丟棄策略進行擁塞
控制77
3.4.7 TCP的傳輸連接管理78
3.4.8 管理信息庫79
本章小結80
習題80
擴展閱讀80
第4章 網(wǎng)絡層核心協(xié)議81
4.1 網(wǎng)絡層與網(wǎng)絡互聯(lián)81
4.1.1 網(wǎng)絡層的主要任務81
4.1.2 網(wǎng)絡互聯(lián)的基本概念81
4.2 IPv4地址82
4.2.1 IPv4地址概述82
4.2.2 IPv4地址分類82
4.2.3 幾種特殊IP地址形式84
4.2.4 子網(wǎng)85
4.2.5 子網(wǎng)地址空間的劃分88
4.2.6 超網(wǎng)90
4.2.7 無類域間路由技術91
4.2.8 網(wǎng)絡地址轉換技術92
4.3 IP分組交付和路由選擇98
4.3.1 IP分組交付98
4.3.2 路由選擇99
4.4 Internet的路由選擇協(xié)議100
4.4.1 自治系統(tǒng)100
4.4.2 內部網(wǎng)關協(xié)議100
4.4.3 短路徑優(yōu)先協(xié)議105
4.4.4 外部網(wǎng)關協(xié)議110
4.5 IPv4協(xié)議112
4.5.1 IPv4協(xié)議的特點112
4.5.2 IPv4數(shù)據(jù)報112
4.5.3 IP數(shù)據(jù)報的分片113
4.6 地址解析協(xié)議115
4.6.1 IP地址與物理地址的映射115
4.6.2 地址解析方法的改進117
4.7 路由器與第三層交換機118
4.7.1 路由器的主要功能118
4.7.2 路由器的結構118
4.7.3 路由器的基本工作原理120
4.7.4 第三層交換機121
4.7.5 路由器的配置方式與配置
方法122
4.7.6 路由器的基本配置及公用
命令123
4.8 Internet控制報文協(xié)議124
4.8.1 ICMP的作用與特點124
4.8.2 ICMP報文125
4.9 IP組播與Internet組管理協(xié)議126
4.9.1 IP組播的基本概念126
4.9.2 Internet組管理協(xié)議126
4.9.3 組播路由器與IP組播中的隧道
技術126
4.10 IPv6與IPSec127
4.10.1 IPv6的主要特點127
4.10.2 IPv6地址表示方法128
4.10.3 IPv6與IPv4報頭的比較129
4.10.4 IPv4到IPv6的過渡129
4.10.5 IPSec安全協(xié)議131
本章小結132
習題132
擴展閱讀132
第5章 數(shù)據(jù)鏈路層核心協(xié)議133
5.1 數(shù)據(jù)鏈路層概述133
5.1.1 基本術語133
5.1.2 數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能134
5.1.3 四個基本問題134
5.2 停止等待協(xié)議136
5.2.1 透明化數(shù)據(jù)傳輸136
5.2.2 具有簡單流量控制的數(shù)據(jù)
鏈路層協(xié)議137
5.2.3 實用的停止等待協(xié)議138
5.2.4 循環(huán)冗余檢驗的原理139
5.2.5 停止等待協(xié)議的算法140
5.2.6 停止等待協(xié)議的定量分析141
5.3 連續(xù)ARQ協(xié)議142
5.3.1 連續(xù)ARQ協(xié)議的工作原理142
5.3.2 滑動窗口的概念143
5.3.3 信道利用率與佳幀長144
5.3.4 選擇重傳ARQ協(xié)議144
5.4 面向位的鏈路層協(xié)議145
5.4.1 面向位的鏈路層協(xié)議概述145
5.4.2 HDLC的幀結構145
5.5 Internet的點對點協(xié)議146
5.5.1 Internet的點對點協(xié)議的組成146
5.5.2 PPP的幀格式146
5.5.3 PPP的工作狀態(tài)147
本章小結147
習題148
擴展閱讀148
第6章 物理層核心協(xié)議149
6.1 物理層主要功能149
6.1.1 物理層與局域網(wǎng)150
6.1.2 物理層主要特性150
6.2 以太網(wǎng)概述151
6.2.1 以太網(wǎng)的工作原理151
6.2.2 以太網(wǎng)的連接方法153
6.3 以太網(wǎng)的MAC層155
6.3.1 MAC層的硬件地址155
6.3.2 兩種不同的 MAC 幀格式156
6.4 局域網(wǎng)的擴展方式158
6.4.1 在物理層擴展局域網(wǎng)158
6.4.2 在數(shù)據(jù)鏈路層擴展局域網(wǎng)158
6.5 虛擬局域網(wǎng)162
6.5.1 虛擬局域網(wǎng)的概念162
6.5.2 虛擬局域網(wǎng)使用的以太網(wǎng)幀
格式 162
6.6 快速以太網(wǎng)163
6.6.1 100BASET以太網(wǎng)163
6.6.2 吉比特以太網(wǎng)163
6.6.3 10吉比特以太網(wǎng)164
6.7 無線局域網(wǎng)165
6.7.1 無線局域網(wǎng)的組成165
6.7.2 802.11標準中的物理層166
6.7.3 802.11標準中的MAC層166
本章小結170
習題170
擴展閱讀171
第7章 局域網(wǎng)組建實驗172
7.1 實驗環(huán)境和基本操作172
7.1.1 Cisco Packet Tracer使用說明172
7.1.2 交換機和路由器的使用175
7.1.3 常用網(wǎng)絡命令187
7.2 局域網(wǎng)組建189
7.2.1 單臺交換機劃分Vlan189
7.2.2 跨交換機Vlan訪問193
7.2.3 鏈路聚合配置197
7.3 Vlan間通信200
7.3.1 單臂路由200
7.3.2 三層交換機實現(xiàn)Vlan間通信205
第8章 路由器組網(wǎng)配置與安全技術
實驗210
8.1 路由器組網(wǎng)210
8.1.1 簡網(wǎng)絡互聯(lián)210
8.1.2 靜態(tài)路由213
8.2 動態(tài)路由協(xié)議215
8.2.1 RIP基本配置215
8.2.2 單區(qū)域OSPF221
8.2.3 多區(qū)域OSPF228
8.3 網(wǎng)絡安全技術234
8.3.1 訪問控制列表234
8.3.2 網(wǎng)絡地址轉換238
附錄 名詞及術語中英文對照索引表246
參考文獻248
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