計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用

 以網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為基礎(chǔ)單元，便于教師的靈活教學(xué)和學(xué)生完整地掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)知識(shí)

 力求基本原理與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合

介紹了相關(guān)技術(shù)產(chǎn)生的背景，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素質(zhì)

計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，計(jì)算機(jī)可以將信息處理的結(jié)果通過(guò)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)迅速地傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中的其他計(jì)算機(jī)。Internet是一個(gè)覆蓋全球的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)，為當(dāng)今的信息時(shí)代的人們?cè)谌�世界范圍�?nèi)的信息交流鋪設(shè)了四通八達(dá)的高速公路。計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)改變了人們的工作和生活方式，拉近了人們之間的距離。人們坐在計(jì)算機(jī)前，可以瀏覽全世界網(wǎng)站上感興趣的信息，進(jìn)行電子商務(wù)、通信交流。

本書共分為9章內(nèi)容：第1章為計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)概論，主要講述計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的定義與發(fā)展，包括計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的分類、組成結(jié)構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)等；第2章為點(diǎn)到點(diǎn)通信技術(shù)，主要介紹直接連接的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的點(diǎn)到點(diǎn)通信技術(shù)，包括物理接口、差錯(cuò)控制、成幀、HDLC和PPP協(xié)議；第3章為計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用，主要講述計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、基本的介質(zhì)存取控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與接口、高速以太網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)性能分析、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用；第4章為計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)及應(yīng)用，主要講述計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)、交換技術(shù)、流量控制及路徑選擇，還有X.25網(wǎng)絡(luò)、DDN數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、FR網(wǎng)絡(luò)、ATM網(wǎng)絡(luò)等幾種常見(jiàn)的計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的產(chǎn)生背景、工作原理及其應(yīng)用；第5章為計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)及應(yīng)用，主要講述網(wǎng)絡(luò)互連的層次結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)互連協(xié)議IP、網(wǎng)絡(luò)互連的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)；第6章為Internet通信及其應(yīng)用，主要講述Internet的結(jié)構(gòu)、TCP、域名服務(wù)DNS、萬(wàn)維網(wǎng)、其他主要的通信協(xié)議；第7章為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用，主要講述移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）、自組網(wǎng)和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用；第8章為多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與服務(wù)質(zhì)量，主要講述多媒體網(wǎng)絡(luò)的特性、多媒體傳輸協(xié)議，以及傳輸多媒體業(yè)務(wù)所需要的集成服務(wù)、區(qū)分服務(wù)、MPLS技術(shù)；第9章為網(wǎng)絡(luò)安全與管理，主要講述網(wǎng)絡(luò)管理基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)信息安全的要求和常用的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)及其應(yīng)用。

本書具有以下特點(diǎn)：①以網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為基本單元，便于教師靈活組織，以滿足各種學(xué)時(shí)數(shù)的需要，便于學(xué)生完整地掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念、基礎(chǔ)理論和基本應(yīng)用；②力求基本原理與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。③介紹了相關(guān)技術(shù)產(chǎn)生的背景，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素質(zhì)。本書可作為高等院校相關(guān)專業(yè)本科生和研究生計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)課程的教材，也可作為廣大工程技術(shù)人員從事計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、研究用的參考書。

本書由施榮華、王國(guó)才主編，編寫分工如下：第1、2、5、6章由施榮華、王國(guó)才編寫，第3章和第9章由施榮華、周誠(chéng)、王國(guó)才編寫，第4、7、8章由王國(guó)才、楊政宇編寫。參加編寫的還有翁麗萍、趙亞君、譚龍文、柯福送、王芳、王濤、鄧昂、李蕓、艾青松、陳元甲、毛穎慧、劉美蘭、陳思、陳再來(lái)、蔣澤艷。中國(guó)水利水電出版社萬(wàn)水分社的有關(guān)負(fù)責(zé)同志對(duì)本書的出版給予了大力支持，并提出了很多寶貴意見(jiàn)。本書在編寫過(guò)程中參考了大量國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)資料，在此，謹(jǐn)向這些作者及為本書出版付出辛勤勞動(dòng)的同志深表感謝！

本書凝聚了編寫人員多年的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)方面的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，由于編者水平所限，書中難免存在錯(cuò)誤或疏漏之處，殷切希望廣大讀者批評(píng)指正，編者的E-mail為csuwgc@163.com。

編 者

2012年4月

前言

第1章 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)概論 1
1.1 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的定義與發(fā)展 1
1.1.1 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的定義 1
1.1.2 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展 2
1.2 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的分類 6
1.2.1 按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類 6
1.2.2 按地域范圍分類 8
1.2.3 按傳輸技術(shù)分類 9
1.2.4 按傳輸介質(zhì)分類 9
1.3 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成 9
1.3.1 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成 9
1.3.2 DTE與DCE 12
1.3.3 因特網(wǎng)的組成與工作方式 12
1.3.4 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) 14
1.4 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及協(xié)議 15
1.4.1 協(xié)議與體系結(jié)構(gòu) 15
1.4.2 OSI模型 17
1.4.3 因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) 20
習(xí)題一 20
第2章 點(diǎn)到點(diǎn)通信技術(shù) 22
2.1 點(diǎn)到點(diǎn)通信 22
2.1.1 點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)模型 22
2.1.2 信號(hào) 23
2.1.3 數(shù)字編碼技術(shù) 24
2.1.4 數(shù)字調(diào)制技術(shù) 25
2.1.5 傳輸介質(zhì) 28
2.1.6 數(shù)據(jù)傳輸 32
2.1.7 多路復(fù)用技術(shù) 35
2.2 物理接口 38
2.2.1 物理接口的內(nèi)容 38
2.2.2 CCITT X.21 39
2.2.3 USB物理接口 39
2.2.4 RJ45 41
2.3 幀同步與流量控制 42
2.3.1 信息包和幀的概念 42
2.3.2 幀同步 43
2.3.3 速度匹配（流控制）規(guī)程 43
2.4 差錯(cuò)控制技術(shù) 45
2.4.1 差錯(cuò)控制的基本方法 45
2.4.2 差錯(cuò)控制編碼 47
2.5 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 51
2.5.1 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的分類 51
2.5.2 HDLC規(guī)程 51
2.5.3 PPP 56
習(xí)題二 59
第3章 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 61
3.1 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)概述 61
3.1.1 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) 61
3.1.2 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)分類 62
3.1.3 IEEE 802局域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議 62
3.2 局域網(wǎng)介質(zhì)存取控制技術(shù) 64
3.2.1 介質(zhì)存取控制技術(shù)概述 64
3.2.2 以太網(wǎng)的介質(zhì)存取控制方法 64
3.2.3 令牌環(huán)訪問(wèn)原理 67
3.2.4 令牌總線訪問(wèn)原理 68
3.2.5 三種介質(zhì)存取控制技術(shù)的比較 69
3.3 以太網(wǎng) 70
3.3.1 以太網(wǎng)的特征 70
3.3.2 IEEE 802.3的幀格式 71
3.3.3 以太網(wǎng)卡 71
3.4 高速以太網(wǎng)技術(shù) 72
3.4.1 快速以太網(wǎng) 72
3.4.2 交換式以太網(wǎng) 73
3.4.3 千兆以太網(wǎng) 74
3.4.4 萬(wàn)兆以太網(wǎng) 75
3.5 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)性能分析 75
3.5.1 基本概念 75
3.5.2 以太網(wǎng)性能分析 78
3.5.3 令牌環(huán)網(wǎng)和令牌總線網(wǎng)性能分析 80
3.5.4 局域網(wǎng)絡(luò)性能的比較 82
3.6 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用 83
習(xí)題三 85
第4章 計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)及應(yīng)用 87
4.1 計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)概述 87
4.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 90
4.2.1 拓?fù)湓O(shè)計(jì)的概念 90
4.2.2 本地接入網(wǎng)設(shè)計(jì) 91
4.2.3 干線網(wǎng)設(shè)計(jì) 92
4.3 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 93
4.3.1 電路交換技術(shù) 93
4.3.2 報(bào)文交換技術(shù) 94
4.3.3 分組交換技術(shù) 95
4.3.4 幾種交換方式的比較 95
4.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的流量控制及路徑選擇 96
4.4.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的流量控制技術(shù) 96
4.4.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的路徑選擇方法 98
4.5 X.25網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 100
4.5.1 X.25網(wǎng)絡(luò)概述 100
4.5.2 X.25通信協(xié)議 102
4.5.3 中國(guó)公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)ChinaPAC 112
4.6 DDN數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 115
4.6.1 DDN概述 115
4.6.2 DDN提供的業(yè)務(wù) 117
4.6.3 DDN的應(yīng)用 119
4.7 幀中繼網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 121
4.7.1 幀中繼網(wǎng)絡(luò)的包交換原理 122
4.7.2 幀中繼的服務(wù)及功能 123
4.7.3 幀中繼網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)及幀格式 123
4.7.4 幀中繼應(yīng)用示例 125
4.8 ATM網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 126
4.8.1 ISDN簡(jiǎn)介 126
4.8.2 ATM網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 129
4.9 計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)應(yīng)用 133
習(xí)題四 134
第5章 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)及應(yīng)用 136
5.1 網(wǎng)絡(luò)互連的層次結(jié)構(gòu) 136
5.1.1 網(wǎng)絡(luò)互連概述 136
5.1.2 網(wǎng)絡(luò)互連的層次 139
5.2 網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備 142
5.2.1 網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備概述 142
5.2.2 物理層互連設(shè)備 142
5.2.3 數(shù)據(jù)鏈路層互連設(shè)備 144
5.2.4 網(wǎng)絡(luò)層互連設(shè)備 149
5.2.5 網(wǎng)關(guān) 152
5.2.6 網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備的比較與應(yīng)用選擇 154
5.3 路由協(xié)議 155
5.3.1 路由協(xié)議概述 155
5.3.2 路由信息協(xié)議RIP 155
5.3.3 開(kāi)放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議OSPF 156
5.3.4 邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議4（BGP-4） 158
5.4 IP協(xié)議 158
5.4.1 Internet協(xié)議概述 158
5.4.2 IP地址及子網(wǎng) 159
5.4.3 IP協(xié)議 161
5.4.4 ICMP協(xié)議 169
5.5 移動(dòng)IP 171
5.5.1 移動(dòng)IP的提出 171
5.5.2 基本工作原理 172
5.5.3 移動(dòng)IP技術(shù) 172
5.5.4 移動(dòng)IP數(shù)據(jù)傳輸 174
5.6 IP組播 174
5.6.1 組播組和組播地址 174
5.6.2 組管理協(xié)議：IGMP 175
5.6.3 組播路由協(xié)議 176
5.6.4 組播應(yīng)用和發(fā)展 177
5.7 IPv6 177
5.7.1 IPv6的特點(diǎn) 177
5.7.2 IPv6數(shù)據(jù)報(bào)格式 178
5.7.3 IPv6地址空間 179
5.7.4 IPv4到IPv6的過(guò)渡策略 180
習(xí)題五 181
第6章 Internet通信及其應(yīng)用 183
6.1 Internet的結(jié)構(gòu)及其接入方式 183
6.2 TCP協(xié)議與SOCKET 185
6.2.1 TCP和UDP協(xié)議 185
6.2.2 Socket 188
6.3 域名服務(wù)DNS 189
6.3.1 主機(jī)域名的命名方法 189
6.3.2 域名解析服務(wù) 191
6.3.3 Internet域名 192
6.4 萬(wàn)維網(wǎng)WWW 192
6.4.1 WWW服務(wù)模型 192
6.4.2 超文本傳輸協(xié)議（HTTP） 193
6.4.3 超文本標(biāo)記語(yǔ)言（HTML） 196
6.4.4 表單和公共網(wǎng)關(guān)接口 199
6.5 其他主要的應(yīng)用協(xié)議 200
6.5.1 電子郵件E-mail 200
6.5.2 文件傳輸FTP 205
6.5.3 遠(yuǎn)程登錄Telnet 208
習(xí)題六 209
第7章 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用 210
7.1 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述 210
7.1.1 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) 210
7.1.2 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的分類 210
7.2 無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù) 213
7.2.1 無(wú)線局域網(wǎng)概述 213
7.2.2 無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù) 214
7.2.3 無(wú)線局域網(wǎng)展望 219
7.3 無(wú)線廣域網(wǎng)技術(shù) 219
7.3.1 無(wú)線廣域網(wǎng)與蜂窩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的關(guān)系 219
7.3.2 CDPD網(wǎng)絡(luò) 221
7.3.3 GPRS網(wǎng)絡(luò) 224
7.3.4 CDMA網(wǎng)絡(luò) 226
7.3.5 無(wú)線廣域網(wǎng)與因特網(wǎng)的無(wú)縫連接 228
7.4 自組網(wǎng) 229
7.4.1 自組網(wǎng)概述 229
7.4.2 自組網(wǎng)的特點(diǎn) 229
7.4.3 自組網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) 231
7.4.4 自組網(wǎng)的應(yīng)用 231
7.5 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN 232
7.5.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu) 232
7.5.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù) 236
7.5.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用 237
7.6 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用 238
習(xí)題七 239
第8章 多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量 240
8.1 多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的特性 240
8.2 多媒體壓縮與傳輸 243
8.2.1 多媒體壓縮 243
8.2.2 流媒體及RTSP協(xié)議 245
8.2.3 RTP協(xié)議與RTCP協(xié)議 249
8.2.4 SIP與H.323會(huì)話控制 253
8.3 服務(wù)質(zhì)量 259
8.3.1 服務(wù)質(zhì)量QoS 259
8.3.2 集成服務(wù)概述 261
8.3.3 集成服務(wù)的服務(wù)類型 262
8.3.4 RSVP 263
8.3.5 區(qū)分服務(wù) 265
8.4 MPLS多協(xié)議標(biāo)記交換技術(shù) 268
8.4.1 問(wèn)題的提出 268
8.4.2 MPLS的原理 269
8.4.3 MPLS的技術(shù)特點(diǎn) 272
習(xí)題八 273
第9章 網(wǎng)絡(luò)安全與管理 274
9.1 網(wǎng)絡(luò)信息安全概述 274
9.1.1 網(wǎng)絡(luò)面臨的安全問(wèn)題 274
9.1.2 網(wǎng)絡(luò)安全的概念 275
9.1.3 網(wǎng)絡(luò)安全的內(nèi)容 276
9.2 數(shù)據(jù)加密算法 279
9.2.1 數(shù)據(jù)加密技術(shù)概述 279
9.2.2 對(duì)稱加密算法 280
9.2.3 公開(kāi)密鑰密碼體制 288
9.3 常用網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)及其應(yīng)用 289
9.3.1 防火墻技術(shù) 289
9.3.2 入侵檢測(cè)技術(shù) 292
9.3.3 身份認(rèn)證與數(shù)字簽名 294
9.3.4 VPN技術(shù) 295
9.3.5 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 296
9.4 網(wǎng)絡(luò)管理基礎(chǔ) 296
9.4.1 網(wǎng)絡(luò)管理的基本概念 296
9.4.2 網(wǎng)絡(luò)管理邏輯結(jié)構(gòu) 298
9.4.3 網(wǎng)絡(luò)管理的主要功能 300
9.4.4 網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議簡(jiǎn)介 302
習(xí)題九 304
參考文獻(xiàn) 305