Networking fundamentals:wide，local and personal area communications
副标题：无
作 者：(美)Kaveh Pahlavan，(美)Prashant Krishnamurthy著;任鸿等译
分类号：
ISBN：9787121146541
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简介
《网络构建基础:广域网、局域网和个域网通信》以物理层研究为技术背景，对信息网络及其相关技术做了比较深刻而全面的阐述。第1章概述信息网络，讲解了信息网络的组成、发展等基本情况；第2章至第5章分析了信息网络底层的设计思想和原理，主要讲解传输媒体的特性、传输、编码以及媒体接入控制等技术；第6章至第7章重点涉及因特网和蜂窝网络；第8章至第10章涵盖主流的有线局域网、无线局域网和无线个域网技术；第11章至第13章介绍网络安全、定位和传感器网络，它们作为信息网络的重要组成部分，近年来已成为基础研究的重要课题。每一章都通过实际案例和图表对原理、标准与核心技术进行辅助说明，并包含具有针对性的习题、思考题和实验题，供教学或自学过程中考查、复习使用。
目录
第1章 信息网络简介 1
1.1 引言 1
1.1.1 信息网络的组成 2
1.1.2 信息网络发展史 3
1.1.3 信息网络的标准化组织 5
1.1.4 远程复用技术标准的发展 7
1.2 广域网的发展 9
1.2.1 公共交换电话网的发展 10
1.2.2 因特网的诞生 11
1.2.3 有线电视HFC基础设施 12
1.2.4 蜂窝电话网络的发展 13
1.3 本地网络的发展 13
1.3.1 公共交换电话网本地接入技术的发展 14
1.3.2 IEEE 802.3以太网的发展 15
1.3.3 IEEE 802.11无线局域网的发展 16
1.3.4 因特网家庭接入和IEEE 802.16 18
1.3.5 IEEE 802.15无线个域网的发展 21
1.4 本书的结构 22
第2章 媒体特性 26
2.1 引言 26
2.2 引导媒体 27
2.2.1 双绞线 28
2.2.2 同轴电缆 31
2.2.3 光纤 33
2.3 无线媒体 35
2.3.1 无线电传播机制 36
2.3.2 路径损耗模型和信号覆盖 37
2.3.3 室内路径损耗模型 41
2.3.4 室外路径损耗模型 45
2.3.5 多径衰退和多普勒效应 46
2.3.6 新兴信道模型 50
第3章 物理层传输基础 60
3.1 信息传输 60
3.1.1 有线和无线传输 61
3.1.2 基带传输 62
3.2 传输技术与信号星图 64
3.2.1 多码元数字通信 64
3.2.2 数字通信中的信号星图 66
3.2.3 二维信号星图 68
3.2.4 信道容量 73
3.3 物理层的性能 75
3.3.1 无线信道衰退对性能的影响 77
3.3.2 分集技术 78
3.4 宽带调制解调器 80
3.4.1 扩频传输 81
3.4.2 正交频分复用 85
3.4.3 空时编码 86
3.4.4 多输入多输出天线系统容量 87
第4章 编码与可靠数据包传输 92
4.1 引言 92
4.2 信源编码与组帧技术 93
4.2.1 信源与编码 93
4.2.2 组帧技术 95
4.3 前向纠错编码 97
4.3.1 编码基础 97
4.3.2 块编码 100
4.3.3 卷积码 104
4.3.4 用于处理数据的编码 108
4.4 扩频与码分多址系统编码 109
4.4.1 伪噪声码 109
4.4.2 M-ary正交码 111
4.5 ARQ方案 112
4.5.1 停止并等待方案 112
4.5.2 退避N重传方案 113
4.5.3 选择重传方案 114
4.5.4 混合ARQ方案 114
4.6 流量控制协议 115
4.6.1 停止并等待机制 116
4.6.2 滑动窗口 116
第5章 媒体接入方法 121
5.1 引言 121
5.2 集中分配接入方法 122
5.2.1 频分多址（FDMA） 123
5.2.2 时分多址（TDMA） 125
5.2.3 码分多址（CDMA） 128
5.2.4 码分多址、时分多址和频分多址比较 130
5.2.5 分配接入方法的性能 133
5.3 分布式随机接入方法 135
5.3.1 数据服务随机接入方法 136
5.3.2 局域网接入方法 141
5.3.3 随机接入方法性能 145
5.4 话音和数据业务集成 152
5.4.1 集成服务的接入方法 152
5.4.2 面向话音网络的数据集成 153
5.4.3 面向数据网络的话音集成 157
第6章 因特网 168
6.1 引言：因特网基础结构 168
6.1.1 数据包转发基础 169
6.2 地址 170
6.2.1 面向连接PSTN的ISDN地址 170
6.2.2 无连接局域网的MAC地址 172
6.2.3 无连接因特网的IP地址 174
6.3 服务质量 177
6.3.1 面向连接网络的服务质量 177
6.3.2 无连接网络的服务质量 178
6.4 网桥 179
6.4.1 标准化与网桥 180
6.4.2 IEEE 802.1D透明网桥 181
6.4.3 生成树算法 182
6.4.4 IEEE 802.5源路由网桥 185
6.4.5 IEEE 802.1Q虚拟局域网 185
6.5 交换机 186
6.5.1 公共交换电话网的电路交换 186
6.5.2 综合业务数据网的交换技术 187
6.5.3 公共交换电话网的分组交换 188
6.5.4 异步传输模式 189
6.6 路由器 194
6.6.1 路由器类型 195
6.6.2 路由器网络协议 196
6.6.3 路由选择算法 201
6.6.4 多协议标签交换 205
第7章 蜂窝网络 210
7.1 引言 210
7.1.1 蜂窝概念 210
7.1.2 蜂窝层次 212
7.2 蜂窝网络总体结构 214
7.2.1 移动站 215
7.2.2 基站子系统 215
7.2.3 网络和交换子系统 216
7.3 支持移动环境的机制 217
7.3.1 注册 217
7.3.2 呼叫建立 218
7.3.3 切换 219
7.3.4 安全 221
7.4 蜂窝网络协议栈 222
7.4.1 第一层：物理层 223
7.4.2 第二层：数据链路层 224
7.4.3 第三层：网络层 225
7.5 TDMA空中接口物理层 226
7.5.1 调制技术 227
7.5.2 功率和功率控制 228
7.5.3 物理层数据包突发 228
7.6 CDMA空中接口物理层 232
7.6.1 CDMA前向信道 233
7.6.2 CDMA反向信道 236
7.6.3 典型CDMA网络的数据包和帧格式 239
7.6.4 其他类型的CDMA空中接口 240
7.7 在蜂窝网络中实现更高的数据速率 241
7.7.1 连接因特网参考架构的变化 241
7.7.2 如何实现高数据速率 242
7.8 蜂窝网络的部署 244
7.8.1 蜂窝基础和频率复用 245
7.8.2 频分/时分多址系统的容量扩展技术 248
7.8.3 码分多址系统的网络规划 251
第8章 IEEE 802.3以太网 258
8.1 引言 258
8.2 传统以太网 260
8.2.1 帧格式和物理层 262
8.2.2 带有冲突检测的载波侦听多址的媒体接入控制层 263
8.2.3 媒体接入控制性能 265
8.2.4 传统以太网的备选方案 266
8.2.5 传统以太网的早期发展 268
8.3 物理层的发展 269
8.3.1 100 Mbps快速以太网 270
8.3.2 快速以太网的备选方案 275
8.3.3 千兆以太网 276
8.3.4 10 Gbps以太网及其他 279
8.4 以太网呈现的其他特性 283
8.4.1 虚拟局域网的帧格式 283
8.4.2 全双工操作 284
8.4.3 暂停帧 285
8.4.4 链路聚合 287
第9章 IEEE无线局域网标准 291
9.1 引言 291
9.1.1 早期研究 291
9.1.2 免授权频带的出现 292
9.1.3 产品、频带和标准 292
9.1.4 市场策略的转变 294
9.2 IEEE 802.11和WLAN 295
9.2.1 IEEE 802.11概述 296
9.2.2 IEEE 802.11无线局域网操作 298
9.2.3 IEEE 802.11媒体接入控制层 301
9.2.4 IEEE 802.11物理层 307
9.2.5 无线局域网部署 315
9.2.6 IEEE 802.11的安全问题与实现 321
9.2.7 无线局域网标准和802.11标准化活动 323
9.3 IEEE 802.16（WiMAX） 324
9.3.1 总体架构 326
9.3.2 物理层 327
9.3.3 媒体接入控制层 327
第10章 IEEE 802.15无线个域网 334
10.1 引言 334
10.1.1 IEEE 802.15无线个域网标准化系列 334
10.2 IEEE 802.15.1蓝牙 335
10.2.1 总体架构 336
10.2.2 协议栈 337
10.2.3 物理连接 339
10.2.4 媒体接入控制机制 340
10.2.5 帧格式 341
10.2.6 连接管理 345
10.2.7 安全 347
10.3 蓝牙和802.11之间的干扰 347
10.3.1 干扰范围 348
10.3.2 干扰概率 351
10.3.3 实验结果 353
10.4 IEEE 802.15.3a超宽带无线个域网 355
10.4.1 直接序列超宽带 355
10.4.2 多频带正交频分复用 358
10.5 IEEE 802.15.4 ZigBee 360
10.5.1 总体架构 361
10.5.2 协议栈 362
10.5.3 媒体接入控制层 363
10.5.4 物理层 363
10.5.5 帧格式 365
10.5.6 蓝牙、WiFi与ZigBee的比较 365
第11章 网络安全 370
11.1 引言 370
11.2 网络攻击和安全问题 370
11.2.1 网络通信 370
11.2.2 安全攻击的可能性 372
11.2.3 安全攻击事例 375
11.2.4 安全攻击、服务和体系结构的定义 379
11.3 保护和预防 380
11.3.1 防火墙和边界安全 380
11.3.2 密码系统和密码协议 383
11.3.3 阻止成功的钓鱼攻击 393
11.4 检测 394
11.5 评估和响应 395
第12章 无线定位 399
12.1 引言 399
12.2 什么是无线地理定位 399
12.2.1 无线应急服务 400
12.2.2 地理定位系统的性能测量 401
12.3 射频位置感知和定位方法 402
12.3.1 通用架构 402
12.3.2 定位算法 404
12.3.3 蜂窝电话系统的定位标准 409
12.4 蜂窝系统的定位服务架构 412
12.4.1 蜂窝网络架构 412
12.4.2 定位服务架构 413
12.4.3 定位服务的空中（接入网）通信 414
12.4.4 定位服务固定设施（核心网）的信令 415
12.4.5 移动定位协议 415
12.5 自组织和传感器网络的定位 416
第13章 无线传感器网络 419
13.1 引言 419
13.2 传感器网络应用 419
13.2.1 生活环境监测 419
13.2.2 建筑物健康监测 420
13.2.3 其他应用 420
13.3 传感器网络架构和传感器设备 420
13.3.1 传感器网络架构 420
13.3.2 传感器设备概述 422
13.3.3 商业传感器 423
13.3.4 未来方向 425
13.4 传感器网络的物理层 426
13.4.1 频谱 426
13.4.2 路径损耗 427
13.4.3 灰色区域 427
13.4.4 调制方案 428
13.5 传感器网络的MAC层 429
13.5.1 传感器网络的媒体接入问题 430
13.5.2 IEEE 802.15.4媒体接入控制 431
13.5.3 低占空比媒体接入控制 432
13.5.4 低延迟媒体接入控制 433
13.6 传感器网络的高层问题 434
13.6.1 建立传感器网络 435
13.6.2 路由 436
13.6.3 覆盖率、连通性和拓扑控制 438
13.6.4 同步 440
13.6.5 安全 440
附录A 什么是分贝 444
附录B 两个发送天线和一个接收天线的空时编码 445
附录C 信源编码 447
附录D 缩略词 451
附录E 变量表 461
参考文献 465
索引 475
1.1 引言 1
1.1.1 信息网络的组成 2
1.1.2 信息网络发展史 3
1.1.3 信息网络的标准化组织 5
1.1.4 远程复用技术标准的发展 7
1.2 广域网的发展 9
1.2.1 公共交换电话网的发展 10
1.2.2 因特网的诞生 11
1.2.3 有线电视HFC基础设施 12
1.2.4 蜂窝电话网络的发展 13
1.3 本地网络的发展 13
1.3.1 公共交换电话网本地接入技术的发展 14
1.3.2 IEEE 802.3以太网的发展 15
1.3.3 IEEE 802.11无线局域网的发展 16
1.3.4 因特网家庭接入和IEEE 802.16 18
1.3.5 IEEE 802.15无线个域网的发展 21
1.4 本书的结构 22
第2章 媒体特性 26
2.1 引言 26
2.2 引导媒体 27
2.2.1 双绞线 28
2.2.2 同轴电缆 31
2.2.3 光纤 33
2.3 无线媒体 35
2.3.1 无线电传播机制 36
2.3.2 路径损耗模型和信号覆盖 37
2.3.3 室内路径损耗模型 41
2.3.4 室外路径损耗模型 45
2.3.5 多径衰退和多普勒效应 46
2.3.6 新兴信道模型 50
第3章 物理层传输基础 60
3.1 信息传输 60
3.1.1 有线和无线传输 61
3.1.2 基带传输 62
3.2 传输技术与信号星图 64
3.2.1 多码元数字通信 64
3.2.2 数字通信中的信号星图 66
3.2.3 二维信号星图 68
3.2.4 信道容量 73
3.3 物理层的性能 75
3.3.1 无线信道衰退对性能的影响 77
3.3.2 分集技术 78
3.4 宽带调制解调器 80
3.4.1 扩频传输 81
3.4.2 正交频分复用 85
3.4.3 空时编码 86
3.4.4 多输入多输出天线系统容量 87
第4章 编码与可靠数据包传输 92
4.1 引言 92
4.2 信源编码与组帧技术 93
4.2.1 信源与编码 93
4.2.2 组帧技术 95
4.3 前向纠错编码 97
4.3.1 编码基础 97
4.3.2 块编码 100
4.3.3 卷积码 104
4.3.4 用于处理数据的编码 108
4.4 扩频与码分多址系统编码 109
4.4.1 伪噪声码 109
4.4.2 M-ary正交码 111
4.5 ARQ方案 112
4.5.1 停止并等待方案 112
4.5.2 退避N重传方案 113
4.5.3 选择重传方案 114
4.5.4 混合ARQ方案 114
4.6 流量控制协议 115
4.6.1 停止并等待机制 116
4.6.2 滑动窗口 116
第5章 媒体接入方法 121
5.1 引言 121
5.2 集中分配接入方法 122
5.2.1 频分多址（FDMA） 123
5.2.2 时分多址（TDMA） 125
5.2.3 码分多址（CDMA） 128
5.2.4 码分多址、时分多址和频分多址比较 130
5.2.5 分配接入方法的性能 133
5.3 分布式随机接入方法 135
5.3.1 数据服务随机接入方法 136
5.3.2 局域网接入方法 141
5.3.3 随机接入方法性能 145
5.4 话音和数据业务集成 152
5.4.1 集成服务的接入方法 152
5.4.2 面向话音网络的数据集成 153
5.4.3 面向数据网络的话音集成 157
第6章 因特网 168
6.1 引言：因特网基础结构 168
6.1.1 数据包转发基础 169
6.2 地址 170
6.2.1 面向连接PSTN的ISDN地址 170
6.2.2 无连接局域网的MAC地址 172
6.2.3 无连接因特网的IP地址 174
6.3 服务质量 177
6.3.1 面向连接网络的服务质量 177
6.3.2 无连接网络的服务质量 178
6.4 网桥 179
6.4.1 标准化与网桥 180
6.4.2 IEEE 802.1D透明网桥 181
6.4.3 生成树算法 182
6.4.4 IEEE 802.5源路由网桥 185
6.4.5 IEEE 802.1Q虚拟局域网 185
6.5 交换机 186
6.5.1 公共交换电话网的电路交换 186
6.5.2 综合业务数据网的交换技术 187
6.5.3 公共交换电话网的分组交换 188
6.5.4 异步传输模式 189
6.6 路由器 194
6.6.1 路由器类型 195
6.6.2 路由器网络协议 196
6.6.3 路由选择算法 201
6.6.4 多协议标签交换 205
第7章 蜂窝网络 210
7.1 引言 210
7.1.1 蜂窝概念 210
7.1.2 蜂窝层次 212
7.2 蜂窝网络总体结构 214
7.2.1 移动站 215
7.2.2 基站子系统 215
7.2.3 网络和交换子系统 216
7.3 支持移动环境的机制 217
7.3.1 注册 217
7.3.2 呼叫建立 218
7.3.3 切换 219
7.3.4 安全 221
7.4 蜂窝网络协议栈 222
7.4.1 第一层：物理层 223
7.4.2 第二层：数据链路层 224
7.4.3 第三层：网络层 225
7.5 TDMA空中接口物理层 226
7.5.1 调制技术 227
7.5.2 功率和功率控制 228
7.5.3 物理层数据包突发 228
7.6 CDMA空中接口物理层 232
7.6.1 CDMA前向信道 233
7.6.2 CDMA反向信道 236
7.6.3 典型CDMA网络的数据包和帧格式 239
7.6.4 其他类型的CDMA空中接口 240
7.7 在蜂窝网络中实现更高的数据速率 241
7.7.1 连接因特网参考架构的变化 241
7.7.2 如何实现高数据速率 242
7.8 蜂窝网络的部署 244
7.8.1 蜂窝基础和频率复用 245
7.8.2 频分/时分多址系统的容量扩展技术 248
7.8.3 码分多址系统的网络规划 251
第8章 IEEE 802.3以太网 258
8.1 引言 258
8.2 传统以太网 260
8.2.1 帧格式和物理层 262
8.2.2 带有冲突检测的载波侦听多址的媒体接入控制层 263
8.2.3 媒体接入控制性能 265
8.2.4 传统以太网的备选方案 266
8.2.5 传统以太网的早期发展 268
8.3 物理层的发展 269
8.3.1 100 Mbps快速以太网 270
8.3.2 快速以太网的备选方案 275
8.3.3 千兆以太网 276
8.3.4 10 Gbps以太网及其他 279
8.4 以太网呈现的其他特性 283
8.4.1 虚拟局域网的帧格式 283
8.4.2 全双工操作 284
8.4.3 暂停帧 285
8.4.4 链路聚合 287
第9章 IEEE无线局域网标准 291
9.1 引言 291
9.1.1 早期研究 291
9.1.2 免授权频带的出现 292
9.1.3 产品、频带和标准 292
9.1.4 市场策略的转变 294
9.2 IEEE 802.11和WLAN 295
9.2.1 IEEE 802.11概述 296
9.2.2 IEEE 802.11无线局域网操作 298
9.2.3 IEEE 802.11媒体接入控制层 301
9.2.4 IEEE 802.11物理层 307
9.2.5 无线局域网部署 315
9.2.6 IEEE 802.11的安全问题与实现 321
9.2.7 无线局域网标准和802.11标准化活动 323
9.3 IEEE 802.16（WiMAX） 324
9.3.1 总体架构 326
9.3.2 物理层 327
9.3.3 媒体接入控制层 327
第10章 IEEE 802.15无线个域网 334
10.1 引言 334
10.1.1 IEEE 802.15无线个域网标准化系列 334
10.2 IEEE 802.15.1蓝牙 335
10.2.1 总体架构 336
10.2.2 协议栈 337
10.2.3 物理连接 339
10.2.4 媒体接入控制机制 340
10.2.5 帧格式 341
10.2.6 连接管理 345
10.2.7 安全 347
10.3 蓝牙和802.11之间的干扰 347
10.3.1 干扰范围 348
10.3.2 干扰概率 351
10.3.3 实验结果 353
10.4 IEEE 802.15.3a超宽带无线个域网 355
10.4.1 直接序列超宽带 355
10.4.2 多频带正交频分复用 358
10.5 IEEE 802.15.4 ZigBee 360
10.5.1 总体架构 361
10.5.2 协议栈 362
10.5.3 媒体接入控制层 363
10.5.4 物理层 363
10.5.5 帧格式 365
10.5.6 蓝牙、WiFi与ZigBee的比较 365
第11章 网络安全 370
11.1 引言 370
11.2 网络攻击和安全问题 370
11.2.1 网络通信 370
11.2.2 安全攻击的可能性 372
11.2.3 安全攻击事例 375
11.2.4 安全攻击、服务和体系结构的定义 379
11.3 保护和预防 380
11.3.1 防火墙和边界安全 380
11.3.2 密码系统和密码协议 383
11.3.3 阻止成功的钓鱼攻击 393
11.4 检测 394
11.5 评估和响应 395
第12章 无线定位 399
12.1 引言 399
12.2 什么是无线地理定位 399
12.2.1 无线应急服务 400
12.2.2 地理定位系统的性能测量 401
12.3 射频位置感知和定位方法 402
12.3.1 通用架构 402
12.3.2 定位算法 404
12.3.3 蜂窝电话系统的定位标准 409
12.4 蜂窝系统的定位服务架构 412
12.4.1 蜂窝网络架构 412
12.4.2 定位服务架构 413
12.4.3 定位服务的空中（接入网）通信 414
12.4.4 定位服务固定设施（核心网）的信令 415
12.4.5 移动定位协议 415
12.5 自组织和传感器网络的定位 416
第13章 无线传感器网络 419
13.1 引言 419
13.2 传感器网络应用 419
13.2.1 生活环境监测 419
13.2.2 建筑物健康监测 420
13.2.3 其他应用 420
13.3 传感器网络架构和传感器设备 420
13.3.1 传感器网络架构 420
13.3.2 传感器设备概述 422
13.3.3 商业传感器 423
13.3.4 未来方向 425
13.4 传感器网络的物理层 426
13.4.1 频谱 426
13.4.2 路径损耗 427
13.4.3 灰色区域 427
13.4.4 调制方案 428
13.5 传感器网络的MAC层 429
13.5.1 传感器网络的媒体接入问题 430
13.5.2 IEEE 802.15.4媒体接入控制 431
13.5.3 低占空比媒体接入控制 432
13.5.4 低延迟媒体接入控制 433
13.6 传感器网络的高层问题 434
13.6.1 建立传感器网络 435
13.6.2 路由 436
13.6.3 覆盖率、连通性和拓扑控制 438
13.6.4 同步 440
13.6.5 安全 440
附录A 什么是分贝 444
附录B 两个发送天线和一个接收天线的空时编码 445
附录C 信源编码 447
附录D 缩略词 451
附录E 变量表 461
参考文献 465
索引 475
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