電腦網絡——基礎理論、應用與現代技術

目錄

第1章網絡基礎概述1

1.1網絡的形成與發展1

1.1.1分組交換技術與ARPA網1

1.1.2TCP/IP網絡互聯2

1.1.3因特網的高速發展2

1.1.4我國因特網的發展歷史3

1.2電腦網絡定義與分類6

1.2.1電腦網絡定義6

1.2.2網絡邊緣6

1.2.3網絡核心7

1.2.4電腦網絡的分類8

1.3電腦網絡的性能指標10

1.3.1速率與帶寬10

1.3.2吞吐量10

1.3.3時延10

1.3.4時延帶寬積12

1.3.5往返時間12

1.4網絡體系結構與網絡協議12

1.4.1網絡體系結構的基本概念12

1.4.2OSI參考模型12

1.4.3TCP/IP參考模型14

習題15第2章應用層17

2.1應用層概述17

2.1.1應用層基本功能17

2.1.2常見的應用層協議概述18

2.2電子郵件應用服務19

2.2.1SMTP概述20

2.2.2郵件訪問協議22

2.3域名服務系統25

2.3.1DNS的分層架構26

2.3.2域名服務器27

2.3.3DNS域名解析流程27

2.3.4DNS消息格式29

2.3.5DNS的資源記錄30

2.4Web服務及應用31

2.4.1萬維網(WWW)應用32

2.4.2超文本傳輸協議34

2.5本章小結38

習題39第3章傳輸層40

3.1傳輸層概述40

3.1.1傳輸層基本功能40

3.1.2傳輸層提供的服務41

3.2用戶數據報文協議UDP43

3.2.1UDP功能特徵概述44

3.2.2UDP報文結構44

3.2.3UDP中的差錯檢測機制46

3.3可靠數據傳輸機制概述47

3.3.1“停止等待”ARQ協議47

3.3.2回退N步ARQ協議49

3.3.3選擇重傳ARQ協議50

3.3.4流量控制與擁塞控制51

3.4傳輸控制協議TCP53

3.4.1TCP功能特徵概述53

3.4.2TCP報文數據格式54

3.4.3TCP連接建立與釋放流程56

3.4.4TCP的數據重傳機制58

3.4.5TCP流量控制60

3.4.6TCP擁塞控制61

3.5本章小結63

習題63第4章網絡層65

4.1網絡層概述65

4.1.1網絡層功能65

4.1.2主要網絡層協議67

4.2網絡層服務類型68

4.2.1面向連接的虛電路服務68

4.2.2無連接的數據報服務70

4.3IPv472

4.3.1IPv4數據報格式72

4.3.2IPv4數據包分片與重組74

4.3.3IPv4地址74

4.4IPv679

4.4.1IPv6的主要特點79

4.4.2IPv6數據包格式80

4.4.3IPv6地址84

4.5路由與路由選擇協議87

4.5.1路由器結構與工作原理87

4.5.2路由選擇協議的分類90

4.5.3內部網關協議RIP91

4.5.4內部網關協議OSPF92

4.5.5外部網關協議BGP94

4.6因特網控制報文協議ICMP96

4.6.1ICMP功能96

4.6.2ICMP報文格式和類型97

4.6.3ICMPv6差錯報文98

4.6.4ICMPv6診斷報文100

4.6.5鄰節點發現協議與ICMPv6報文101

4.6.6多播組管理報文105

習題105第5章數據鏈路層107

5.1數據鏈路層概述107

5.1.1數據鏈路與幀107

5.1.2數據鏈路層功能107

5.1.3數據鏈路層協議109

5.2差錯控制和流量控制110

5.2.1差錯檢測方法111

5.2.2CRC原理112

5.2.3流量控制113

5.3介質訪問控制協議114

5.3.1MAC協議114

5.3.2CSMA/CD協議115

5.3.3CSMA/CA協議118

5.4以太網120

5.4.1局域網概述121

5.4.2以太網幀結構122

5.4.3MAC地址123

5.4.4IEEE 802.3以太網標準123

5.4.5快速以太網 124

5.4.6吉比特以太網124

5.4.710吉比特以太網125

5.5交換式以太網126

5.5.1鏈路層交換機126

5.5.2交換機工作原理126

5.5.3交換機地址管理機制128

5.5.4交換與轉發方式128

習題129第6章物理層130

6.1物理層概述 130

6.1.1物理層功能及服務130

6.1.2物理層基本概念131

6.1.3物理層典型設備134

6.2物理層介質與接口134

6.2.1導向傳輸介質135

6.2.2非導向傳輸介質137

6.2.3物理層常用接口138

6.3模擬通信與數字通信系統概述141

6.3.1通信系統通用模型141

6.3.2模擬通信系統142

6.3.3數字通信系統142

6.4信號調制與解調技術概述144

6.4.1模擬調制技術144

6.4.2數字調制技術148

6.5通道復用技術151

6.5.1頻分復用技術152

6.5.2時分復用技術153

6.5.3碼分復用技術154

6.5.4波分復用技術156

6.6本章小結157

習題157第7章物聯網158

7.1物聯網基礎158

7.1.1概述158

7.1.2無線傳感器網絡概述162

7.2RFID技術166

7.2.1概述166

7.2.2系統構成166

7.2.3工作原理168

7.2.4基於RFID技術的物聯網系統架構設計169

7.2.5RFID技術的應用169

7.3定位技術170

7.3.1定位原理與方法171

7.3.2室內定位系統175

7.3.3室外定位系統177

7.4時間同步技術178

7.4.1時間同步的重要意義178

7.4.2時間同步模型178

7.4.3時間同步延遲179

7.4.4時間同步協議分類179

7.4.5時間同步算法180

7.4.6高效率時間同步技術的改進方法181

7.5物聯網應用182

7.5.1智能家居182

7.5.2智慧醫療185

7.5.3智慧農業187

習題189第8章無線及移動通信網絡190

8.1無線通信系統概述190

8.1.1無線通信系統的基本組成190

8.1.2無線通信系統中的頻譜資源192

8.1.3常用無線通信系統簡介193

8.2無線信號的傳播特徵198

8.2.1無線電波傳播特點199

8.2.2無線信號的大尺度衰落199

8.2.3無線信號的小尺度衰落201

8.3無線局域網技術202

8.3.1無線局域網技術概述203

8.3.2無線局域網典型組網架構205

8.3.3IEEE 802.11系列協議特徵207

8.3.4802.11沖突避免機制209

8.3.5WiFi 7技術特徵概述211

8.4蜂窩移動通信網絡技術214

8.4.1蜂窩移動通信系統基本架構214

8.4.2蜂窩移動通信網絡發展歷程215

8.4.35G標準化歷程及各版本技術特徵217

8.4.45G網絡架構及特徵222

8.4.55G基站功能架構222

8.4.65G核心網關鍵網元概述223

8.4.75G應用場景概述224

8.5本章小結225

習題225第9章光纖通信網絡技術227

9.1光纖通信系統基本概念227

9.1.1光纖通信系統基本架構228

9.1.2光纖的基本結構及特性229

9.1.3光纖通信的特點232

9.2SDH技術概述233

9.2.1SDH技術的產生背景234

9.2.2SDH技術的傳輸原理235

9.2.3SDH主要設備概述239

9.2.4SDH技術特徵總結240

9.3OTN技術概述241

9.3.1OTN標準發展歷程242

9.3.2WDM技術概述243

9.3.3OTN分層架構244

9.3.4OTN光網絡管理245

9.3.5OTN技術特徵總結247

9.4PON技術概述249

9.4.1PON組網架構及主要設備250

9.4.2PON關鍵技術251

9.4.3PON技術分類255

9.5本章小結256

習題257第10章網絡服務質量 258

10.1QoS概述258

10.2綜合服務IntServ和資源預留協議259

10.2.1IntServ的基本工作原理259

10.2.2資源預留協議 RSVP260

10.3區分服務DiffServ261

10.3.1DiffServ體系結構261

10.3.2區分服務標記262

10.3.3PHB映射262

10.4多協議標簽交換263

10.4.1MPLS特點263

10.4.2MPLS標簽的格式264

10.4.3MPLS的網絡結構265

10.5QoE 266

10.5.1QoE的基本概念266

10.5.2QoS與QoE的關系266

10.5.3影響QoE的因素267

10.5.4QoE的評價方式267

習題268第11章網絡安全269

11.1網絡安全概述269

11.1.1網絡安全的基本概念269

11.1.2影響電腦網絡安全的主要因素269

11.1.3OSI安全體系結構270

11.2網絡攻擊和入侵271

11.2.1拒絕服務攻擊271

11.2.2利用型攻擊273

11.2.3信息收集型攻擊274

11.2.4假消息攻擊 275

11.2.5惡意軟件 275

11.3網絡安全技術277

11.3.1防火牆技術277

11.3.2數據加密技術278

11.3.3數字簽名與身份認證279

11.3.4入侵檢測系統279

11.3.5入侵防禦系統281

習題282參考文獻283