本書的目的一是為學生提供完整、系統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡知識，二是培養(yǎng)學生的實際應用技能，三是培養(yǎng)學生的計算思維能力。本書基于TCP/IP體系結構，深入淺出地討論了以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等不同類型的傳輸網(wǎng)絡，IP實現(xiàn)不同類型傳輸網(wǎng)絡互連的機制，Internet接入技術，傳輸層協(xié)議實現(xiàn)進程間通信的過程，網(wǎng)絡應用和網(wǎng)絡安全等內容。
本書是國內少有的在實際網(wǎng)絡環(huán)境下，講解協(xié)議的工作過程、各種網(wǎng)絡技術的特點及網(wǎng)絡設備之間的通信過程，并以案例方式詳細敘述網(wǎng)絡工作機制，著力培養(yǎng)學生設計網(wǎng)絡、使用網(wǎng)絡能力的計算機網(wǎng)絡教材，內容組織嚴謹、敘述方法新穎。
由于本書以“大學計算機基礎”課程的教學內容為基礎討論計算機網(wǎng)絡知識，因此也適合作為理工類非計算機專業(yè)學生的計算機網(wǎng)絡教材。以本書為教材的MOOC課程“網(wǎng)絡技術與應用”已經(jīng)在學堂在線和中國大學MOOC上線，并受到廣泛好評。
1.1互聯(lián)網(wǎng)概述1
1.1.1計算機網(wǎng)絡定義1
1.1.2互聯(lián)網(wǎng)結構2
1.1.3互聯(lián)網(wǎng)知識體系4
1.1.4基本術語6
1.2互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程8
1.2.1從ARPA網(wǎng)絡到互聯(lián)網(wǎng)8
1.2.2從低速互聯(lián)網(wǎng)到高速互聯(lián)網(wǎng)10
1.2.3從數(shù)據(jù)網(wǎng)絡到統(tǒng)一網(wǎng)絡12
1.2.4從互聯(lián)網(wǎng)到移動互聯(lián)網(wǎng)15
1.2.5從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)17
1.2.6從互聯(lián)網(wǎng)到安全互聯(lián)網(wǎng)20
1.3交換方式22
1.3.1交換的本質含義23
1.3.2電路交換23
1.3.3虛電路交換27
1.3.4數(shù)據(jù)報交換33
1.3.5三種交換方式綜述36
1.3.6網(wǎng)絡分類37
1.4計算機網(wǎng)絡體系結構和協(xié)議40
1.4.1分層結構40
1.4.2網(wǎng)絡體系結構基本概念43
1.4.3OSI體系結構46
1.4.4TCP/IP體系結構50
1.5互聯(lián)網(wǎng)的啟示55
本章小結57
習題57[1][3]網(wǎng)絡技術基礎與計算思維目錄[3][3]第2章數(shù)據(jù)通信基礎59
2.1數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)59
2.1.1互連網(wǎng)與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)59
2.1.2系統(tǒng)組成60
2.1.3功能說明61
2.1.4信道連接方式61
2.1.5通信方式61
2.2信號62
2.2.1信號基本概念62
2.2.2數(shù)字信號63
2.2.3模擬信號65
2.2.4信號失真和還原65
2.3編碼和調制66
2.3.1編碼67
2.3.2調制68
2.3.3奈奎斯特準則與香農定理71
2.3.4數(shù)字傳輸系統(tǒng)與模擬傳輸系統(tǒng)的比較73
2.4差錯控制73
2.4.1出錯結果和原因74
2.4.2檢錯碼和糾錯碼74
2.4.3確認和重傳77
2.5傳輸媒體79
2.5.1同軸電纜79
2.5.2雙絞線80
2.5.3光纖81
2.6數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的啟示83
本章小結84
習題85
第3章以太網(wǎng)86
3.1以太網(wǎng)發(fā)展過程86
3.1.1以太網(wǎng)誕生86
3.1.2從共享到交換86
3.1.3從同軸電纜到雙絞線纜和光纖87
3.1.4從低速到高速87
3.1.5VLAN和三層交換技術87
3.2總線形以太網(wǎng)87
3.2.1總線形以太網(wǎng)結構與功能87
3.2.2總線形以太網(wǎng)體系結構89
3.2.3基帶傳輸與曼徹斯特編碼90
3.2.4MAC地址93
3.2.5MAC幀93
3.2.6CSMA/CD工作原理95
3.2.7CSMA/CD缺陷97
3.2.8集線器和星形以太網(wǎng)結構102
3.2.9例題解析103
3.3網(wǎng)橋與沖突域分割104
3.3.1網(wǎng)橋分割沖突域原理104
3.3.2轉發(fā)表和MAC幀轉發(fā)過程105
3.3.3網(wǎng)橋工作流程106
3.3.4端到端交換路徑107
3.3.5網(wǎng)橋無限擴展以太網(wǎng)108
3.3.6全雙工通信擴展無中繼傳輸距離109
3.3.7以太網(wǎng)拓撲結構與生成樹協(xié)議109
3.3.8中繼器與網(wǎng)橋110
3.3.9例題解析111
3.4交換式以太網(wǎng)與VLAN114
3.4.1廣播和廣播域114
3.4.2VLAN與廣播域分割116
3.4.3單交換機VLAN劃分過程117
3.4.4跨交換機VLAN劃分過程119
3.4.5802.1Q與VLAN內MAC幀傳輸過程120
3.4.6例題解析123
3.5以太網(wǎng)標準129
3.5.110Mbps以太網(wǎng)標準129
3.5.2100Mbps以太網(wǎng)標準130
3.5.31Gbps以太網(wǎng)標準130
3.5.410Gbps以太網(wǎng)標準131
3.6以太網(wǎng)的啟示131
本章小結133
習題133
第4章無線局域網(wǎng)138
4.1無線局域網(wǎng)概述138
4.1.1無線通信基礎138
4.1.2無線局域網(wǎng)標準和信道142
4.1.3無線局域網(wǎng)體系結構144
4.1.4無線局域網(wǎng)與以太網(wǎng)145
4.2無線局域網(wǎng)應用方式147
4.2.1IBSS147
4.2.2BSS148
4.2.3ESS149
4.2.4WDS150
4.2.5APrepeater模式153
4.2.6無線家庭網(wǎng)絡155
4.2.7無線局域網(wǎng)與移動互聯(lián)網(wǎng)156
4.3無線局域網(wǎng)MAC層156
4.3.1無線局域網(wǎng)MAC幀157
4.3.2DCF和CSMA/CA159
4.4終端接入無線局域網(wǎng)過程167
4.4.1BSS配置信息168
4.4.2同步過程168
4.4.3鑒別過程169
4.4.4建立關聯(lián)過程170
4.4.5MAC幀分類171
4.5無線局域網(wǎng)設計和分析172
4.5.1網(wǎng)絡結構172
4.5.2終端與AP建立關聯(lián)過程173
4.5.3MAC幀傳輸過程173
4.5.4終端A漫游過程175
4.5.5AP+AC無線局域網(wǎng)結構176
4.6無線局域網(wǎng)的啟示178
本章小結180
習題180
第5章廣域網(wǎng)182
5.1PSTN182
5.1.1PSTN概述182
5.1.2語音通信過程184
5.2PPP193
5.2.1PPP幀結構193
5.2.2幀對界194
5.2.3點對點信道和PPP鏈路195
5.3SDH195
5.3.1SDH概述195
5.3.2SDH幀結構198
5.3.3SDH復用結構200
5.3.4SDH應用202
5.4廣域網(wǎng)的啟示204
本章小結205
習題205
第6章IP和網(wǎng)絡互連207
6.1網(wǎng)絡互連207
6.1.1不同類型網(wǎng)絡互連需要解決的問題207
6.1.2信件投遞過程的啟示208
6.1.3端到端傳輸思路209
6.1.4IP實現(xiàn)網(wǎng)絡互連機制210
6.1.5路由器結構211
6.2IP212
6.2.1IP地址分類212
6.2.2IP地址分層分類的原因215
6.2.3IP地址分類的缺陷217
6.2.4無分類編址219
6.2.5IP分組格式229
6.3路由表和IP分組傳輸過程232
6.3.1互連網(wǎng)結構與路由表233
6.3.2IP分組傳輸過程234
6.3.3實現(xiàn)IP分組傳輸過程的思路235
6.4路由表建立過程236
6.4.1人工配置靜態(tài)路由項236
6.4.2路由協(xié)議與動態(tài)路由項241
6.5IP over以太網(wǎng)246
6.5.1ARP和地址解析過程246
6.5.2逐跳封裝248
6.6三層交換機與VLAN間通信過程249
6.6.1實現(xiàn)VLAN間通信過程的思路249
6.6.2多端口路由器實現(xiàn)VLAN間通信的過程250
6.6.3單臂路由器實現(xiàn)VLAN間通信的過程251
6.6.4三層交換機實現(xiàn)VLAN間通信的過程253
6.6.5多個三層交換機互連257
6.6.6二層交換機、AP和三層交換機與路由器之間的區(qū)別260
6.7ICMP263
6.7.1ICMP報文263
6.7.2ICMP應用265
6.8IP和網(wǎng)絡互連的啟示267
本章小結269
習題270
第7章Internet接入技術275
7.1Internet接入概述275
7.1.1終端接入Internet需要解決的問題275
7.1.2PPP與接入控制過程277
7.2以太網(wǎng)和ADSL接入技術282
7.2.1通過以太網(wǎng)接入Internet的過程283
7.2.2通過ADSL接入Internet的過程287
7.3家庭局域網(wǎng)接入方式與無線路由器290
7.3.1家庭局域網(wǎng)接入方式290
7.3.2無線路由器291
7.4VPN接入技術300
7.4.1引出VPN接入技術的原因300
7.4.2VPN實現(xiàn)思路301
7.4.3VPN接入網(wǎng)絡結構302
7.4.4實現(xiàn)機制303
7.4.5Windows啟動VPN連接的過程306
7.5Internet接入技術的啟示307
本章小結309
習題310
第8章傳輸層311
8.1傳輸層功能和協(xié)議311
8.1.1引入傳輸層的原因311
8.1.2傳輸層功能312
8.1.3面向連接和無連接的區(qū)別313
8.1.4面向字節(jié)流和面向報文的區(qū)別314
8.1.5傳輸層協(xié)議314
8.2端口號315
8.2.1端口號的作用和分配過程315
8.2.2UDP和TCP著名端口號316
8.3UDP316
8.3.1UDP的主要特點316
8.3.2UDP報文格式317
8.3.3UDP用途317
8.4TCP318
8.4.1TCP的主要特點319
8.4.2TCP報文格式319
8.4.3TCP建立連接和釋放連接的過程321
8.4.4TCP差錯控制機制323
8.4.5TCP擁塞控制機制328
8.4.6TCP的幾點說明333
8.5傳輸層啟示335
本章小結337
習題337
第9章應用層340
9.1網(wǎng)絡應用基礎340
9.1.1網(wǎng)絡應用、應用層和應用層協(xié)議340
9.1.2應用結構342
9.2DNS344
9.2.1產(chǎn)生DNS的原因344
9.2.2DNS與其他網(wǎng)絡應用之間的關系345
9.2.3域名結構346
9.2.4域名服務器結構與DNS資源記錄347
9.2.5域名解析過程351
9.3DHCP354
9.3.1DHCP的作用和結構354
9.3.2DHCP無中繼工作過程355
9.3.3DHCP中繼工作過程358
9.4WWW360
9.4.1統(tǒng)一資源定位器360
9.4.2HTTP361
9.4.3HTML362
9.5電子郵件364
9.5.1電子郵件傳輸過程364
9.5.2電子郵件信息格式367
9.6FTP370
9.6.1FTP工作原理370
9.6.2FTP工作過程371
9.7綜合應用分析372
9.7.1互連網(wǎng)絡結構與配置373
9.7.2數(shù)據(jù)交換過程375
9.8應用層啟示380
本章小結381
習題382
第10章網(wǎng)絡安全383
10.1網(wǎng)絡安全概述383
10.1.1網(wǎng)絡安全問題383
10.1.2引發(fā)網(wǎng)絡安全問題的原因384
10.1.3網(wǎng)絡安全目標385
10.1.4網(wǎng)絡安全內涵385
10.1.5網(wǎng)絡攻擊舉例386
10.2網(wǎng)絡安全基礎395
10.2.1加密算法395
10.2.2報文摘要算法399
10.2.3數(shù)字簽名401
10.2.4身份鑒別402
10.3病毒防御技術403
10.3.1惡意代碼定義與分類403
10.3.2病毒防御機制405
10.4以太網(wǎng)安全技術408
10.4.1接入控制技術408
10.4.2防欺騙攻擊技術412
10.5無線局域網(wǎng)安全技術415
10.5.1無線局域網(wǎng)的安全問題和解決機制415
10.5.2WEP416
10.5.3WPA2419
10.6防火墻423
10.6.1無狀態(tài)分組過濾器423
10.6.2有狀態(tài)分組過濾器427
10.7入侵防御系統(tǒng)431
10.7.1入侵防御系統(tǒng)分類431
10.7.2入侵防御系統(tǒng)通用框架結構433
10.7.3入侵檢測機制435
10.8安全協(xié)議435
10.8.1安全協(xié)議概述435
10.8.2IPSec437
10.9網(wǎng)絡安全的啟示444
本章小結445
習題446
英文縮寫詞447
參考文獻451
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