高等院校计算机教育“十三五”应用型规划教材：计算机网络（第二版）

第1 章 计算机网络概述............................ 1
1.1 计算机网络的产生与发展..............1
1.1.1 面向终端的计算机
网络——*代计算机
网络.....................................1
1.1.2 分组交换网——第二代
计算机网络.........................2
1.1.3 标准化的计算机
网络——第三代
计算机网络.........................4
1.1.4 Internet——第四代
计算机网络.........................4
1.1.5 SDN、NFV 及未来
网络.....................................5
1.2 计算机网络的功能.........................6
1.3 计算机网络的定义、组成与
分类................................................7
1.3.1 计算机网络的定义..............7
1.3.2 计算机网络的组成..............7
1.3.3 计算机网络的分类..............8
1.4 计算机网络拓扑结构...................10
1.4.1 总线网络...........................11
1.4.2 星状网络...........................11
1.4.3 环状网络...........................12
1.4.4 树状网络...........................12
1.4.5 网状网络...........................13
1.5 网络交换技术...............................13
1.5.1 电路交换技术...................13
1.5.2 报文交换技术...................14
1.5.3 分组交换技术...................14
1.6 Internet 接入方式..........................15
1.6.1 电信网络接入...................15
1.6.2 局域网接入.......................17
1.6.3 有线电视网接入...............17
小结.......................................................18
习题.......................................................18
第2 章 网络体系架构与网络协议............19
2.1 网络协议.......................................19
2.2 计算机网络体系结构的
基本概念.......................................20
2.2.1 邮政通信系统...................20
2.2.2 计算机网络体系结构........21
2.3 参考模型.......................................22
2.3.1 OSI 参考模型....................23
2.3.2 TCP/IP 参考模型...............25
2.3.3 OSI 参考模型和TCP/IP
参考模型的比较...............26
2.3.4 常用模型...........................27
2.3.5 面向连接服务与
无连接服务.......................29
2.4 网络标准化...................................29
2.4.1 电信领域有影响力的
组织...................................30
2.4.2 国际标准领域
有影响力的组织...............30
2.4.3 Internet 标准领域
有影响力的组织...............30
小结.......................................................31
习题.......................................................31
第3 章 典型企业网络架构.......................34
3.1 常见企业网络架构.......................34
3.2 传输媒介.......................................35
3.2.1 导引型传输媒介...............35
3.2.2 非导引型传输媒介............37
3.3 网络设备.......................................40
3.3.1 集线器...............................40
3.3.2 交换机...............................41
目录 CONTENTS
2
计算机网络（第二版）
3.3.3 路由器...............................42
3.3.4 防火墙...............................43
3.3.5 无线接入点.......................43
小结.......................................................44
习题.......................................................44
第4 章 IP 网络基础................................. 45
4.1 数据传输过程...............................45
4.2 以太网帧结构...............................46
4.2.1 识别以太网帧...................48
4.2.2 以太网帧校验...................49
4.3 HDLC 协议....................................51
4.3.1 HDLC 协议相关概念.........51
4.3.2 HDLC 协议帧结构............53
4.3.3 HDLC 协议的帧类型.........54
4.3.4 HDLC 协议工作实例.........55
4.3.5 HDLC 协议的优点............56
4.4 PPP 协议.......................................56
4.4.1 PPP 协议的组成................57
4.4.2 PPP 协议的帧结构............57
4.4.3 PPP 协议的协商过程........58
4.4.4 PPP 协议身份
验证方式...........................59
4.5 IP 编址..........................................60
4.5.1 IP 地址的分类...................60
4.5.2 子网地址与子网掩码........62
4.5.3 无类域间路由CIDR..........65
4.5.4 IP 报文结构与
首部格式...........................67
4.6 NAT 技术......................................70
4.6.1 NAT 术语...........................70
4.6.2 NAT 实现方式...................71
4.6.3 NAT 实例分析...................71
4.7 ICMP 协议.....................................73
4.7.1 ICMP 报文格式.................73
4.7.2 ICMP 报文类型.................74
4.7.3 ICMP 的应用.....................76
4.8 ARP 协议......................................78
4.8.1 ARP 数据包格式...............79
4.8.2 ARP 工作过程...................79
4.8.3 ARP 代理...........................81
4.8.4 免费ARP...........................81
4.9 进程通信与端口号.......................82
4.9.1 进程通信...........................82
4.9.2 端口号的分配方法............83
4.10 TCP 协议.....................................85
4.10.1 TCP 的数据报格式..........85
4.10.2 TCP 的连接管理..............88
4.10.3 TCP 的流量控制..............90
4.10.4 TCP 的计时器..................91
4.11 UDP 协议....................................92
4.12 下一代网际协议IPv6 .................93
4.12.1 IPv6 的首部.....................94
4.12.2 IPv6 寻址.........................95
4.12.3 IPv4 到IPv6 的
过渡技术.........................96
小结.......................................................97
习题.......................................................97
第5 章 交换技术......................................99
5.1 经典局域网的交换技术................99
5.1.1 CSMA/CD 协议..................99
5.1.2 二进制指数退避技术......101
5.2 扩展局域网.................................102
5.2.1 在物理层扩展
以太网.............................102
5.2.2 在数据链路层扩展
以太网.............................103
5.3 生成树协议.................................105
5.3.1 环路引起的问题.............105
5.3.2 生成树协议的
工作原理.........................107
5.4 交换式以太网.............................110
5.4.1 快速以太网.....................110
5.4.2 千兆以太网.....................111
5.4.3 万兆以太网.....................113
5.4.4 使用以太网宽带接入......113
5.5 虚拟局域网.................................114
3
目 录
5.5.1 传统局域网与虚拟
局域网.............................114
5.5.2 VLAN 帧结构..................115
5.5.3 VLAN 链路类型和
端口类型.........................116
5.5.4 VLAN 划分方式..............119
小结.....................................................120
习题.....................................................120
第6 章 路由技术................................... 122
6.1 路由选择及分组转发.................122
6.1.1 路由选择的标准.............123
6.1.2 路由算法的分类.............124
6.2 路由算法.....................................124
6.2.1 优化原则.....................124
6.2.2 短路径算法.................125
6.2.3 距离矢量路由算法..........126
6.2.4 链路状态路由算法..........130
6.3 内部网关协议和外部
网关协议.....................................134
6.4 多协议标签交换.........................136
6.5 Internet 组播...............................138
小结.....................................................140
习题.....................................................140
第7 章 典型的应用层协议.................... 141
7.1 域名系统.....................................141
7.1.1 域名系统概述.................141
7.1.2 因特网的域名空间..........142
7.1.3 域名服务器.....................144
7.1.4 域名解析的过程.............146
7.2 远程终端协议.............................148
7.2.1 Telnet 协议概述..............148
7.2.2 Telnet 协议基本
工作原理.........................149
7.2.3 Telnet 协议工作
过程.................................151
7.3 动态主机配置协议.....................153
7.3.1 DHCP 报文类型..............153
7.3.2 DHCP 的工作流程...........154
7.3.3 DHCP 的报文格式...........155
7.4 文件传输协议.............................156
7.4.1 FTP 基本工作原理..........156
7.4.2 文件交换协议.................158
7.4.3 简单文件传输协议..........158
小结.....................................................160
习题.....................................................160
第8 章 网络新技术................................161
8.1 移动互联网技术.........................161
8.1.1 移动互联网的定义..........161
8.1.2 移动互联网的体系
结构与参考模型.............162
8.1.3 移动互联网的关键
技术.................................162
8.1.4 移动IP 技术....................164
8.2 物联网技术.................................165
8.2.1 物联网的起源与
发展.................................165
8.2.2 物联网的定义.................167
8.2.3 物联网的层次结构..........167
8.2.4 物联网的关键技术..........169
8.2.5 窄带物联网技术.............174
小结.....................................................176
习题.....................................................176
第9 章 网络安全....................................177
9.1 网络安全概述.............................177
9.2 加密技术.....................................178
9.2.1 密码学概述.....................179
9.2.2 对称密钥算法.................180
9.2.3 公钥密码算法.................181
9.2.4 密码协议.........................181
9.3 VPN 技术....................................182
9.3.1 VPN 概述.........................183
9.3.2 VPN 的组网方式.............184
9.3.3 VPN 的体系结构.............185
9.3.4 VPN 的关键技术.............186
4
计算机网络（第二版）
9.3.5 IPSec VPN .......................189
9.4 防火墙技术.................................192
9.4.1 防火墙的设计策略..........193
9.4.2 包过滤技术.....................194
9.4.3 代理服务技术.................195
9.4.4 状态监视技术.................196
9.5 入侵检测技术.............................197
9.5.1 入侵检测的概念.............197
9.5.2 入侵检测的分类.............199
小结.....................................................201
习题.....................................................201
参考文献...................................................202