计算机网络是信息技术中一个重要的应用领域，主要包含通信技术和计算机技术两个方面。本书系统地论述了计算机网络与通信的基础理论、基本技术与应用，从分层的角度详细介绍了计算机网络的协议体系，以实例说明网络组建与应用开发的方法，并且讨论了网络最新技术的发展。

    全书内容新颖，注意理论联系实际和应用，学术与工程并重。每章均配有小结与习题。本书适合作为高等院校电气信息类各专业的计算机网络教材，也可供从事计算机网络与应用的广大科技工作者参考。本书封面贴有清华大学出版社防伪标签，无标签者不得销售。

    计算机网络技术及其应用是当前信息技术领域的热点之一。尤其近十年来，Internet网络技术的应用对科技乃至整个社会发展都产生了深远的影响。计算机网络的开发和研究如火如荼，计算机网络这门课程的建设也更加受到广泛的重视。

    本书从强调基础、突出应用出发，结合网络技术的不断发展，理论与实践并重，内容完整，涵盖计算机网络基本内容，渐进式、层次性组织教材内容。语言通俗易懂，适合于教与学，应用实例丰富，便于举一反三，理论应用于实践。

    本书分为10章。第1章主要论述网络的形成与最新进展、网络的定义、功能、组成、作用及分类。第2章主要论述数据通信基本概念、信道复用、交换技术、数据编码技术和同步传输与差错控制技术。第3章主要论述网络体系结构、ISO/OSI参考模型和TCP/IP体系。第4章主要论述物理层与数据链路控制，如传输介质、物理接口、流量控制、HDLC与PPP协议。第5章介绍局域网，主要包括IEEE 802 LAN体系结构、介质访问控制方法、IEEE 802.3系列以太网、无线局域网与虚拟局域网等。第6章广域网，介绍路由选择、拥塞控制和广域网实例（X.25，FR， ISDN，ATM）。第7章主要论述互联设备、互联协议IP与IPv6、网关协议（RIP，OSPF，BGP）、ATM与IP结合、NAT与虚拟专用网VPN等。第8章“传输服务”，主要论述传输层作用、TCP协议和UDP协议和网络编程接口。第9章网络应用，主要论述应用层功能、动态主机配置协议（DHCP）、域名系统（DNS）、万维网WWW、电子邮件和多媒体通信等。第10章“网络管理与安全”，主要论述网络管理功能、SNMP协议、网络攻击防范、加密与认证和防火墙技术。

    本书由刘东飞和李春林主编，严春为副主编，参加编写的有刘东飞、钟（第1章、第3章）、张华伟（第2章）、周松林（第4章）、周彩兰（第5章）、李春林（第6、7章）、刘斌仿、刘华（第8章）、严春（第9、10章），最后由刘东飞、李春林统稿。钟珞教授对本书大纲和书稿提出了许多宝贵建议。

本书由王更生审稿，提出了许多宝贵意见，在此表示衷心感谢。本书的出版得到了武汉理工大学、武汉大学、华中师范大学、黄石理工学院等高校教师和清华大学出版社的大力支持，作者在此致以衷心感谢。

由于作者水平有限，书中难免有疏漏与错误之处，敬请读者批评指正。计算机网络

作者2006年10月

第1章计算机网络概述1

1.1计算机网络的发展1

1.1.1计算机网络的发展过程1

1.1.2Internet的发展4

1.1.3中国计算机网络的发展7

1.1.4计算机网络未来发展趋势8

1.2计算机网络基本概念11

1.2.1计算机网络定义11

1.2.2计算机网络功能与应用12

1.2.3计算机网络组成与结构14

1.2.4计算机网络分类18

本章小结22

习题122

第2章数据通信技术23

2.1数据通信基本概念23

2.1.1信息、数据和信号23

2.1.2通信系统模型24

2.1.3通信系统的性能指标25

2.2信道复用技术27

2.2.1频分多路复用27

2.2.2时分多路复用28

2.2.3波分多路复用28

2.2.4码分多路复用29

2.3信道交换技术29

2.3.1电路交换(circuit switching)29

2.3.2存储转发交换30

2.3.3交换技术比较33

2.4数据通信方式34

2.4.1并行与串行通信35

2.4.2单工和双工通信35

2.4.3基带与频带传输37

2.4.4异步与同步通信38

2.5数据编码技术39

2.5.1数字数据编码为模拟信号40

2.5.2数字数据编码为数字信号41

2.5.3模拟数据的数字编码43

2.6差错控制技术44

2.6.1传输差错类型44

2.6.2差错控制策略44

2.6.3差错控制编码47

本章小结50

习题251

第3章计算机网络体系结构52

3.1网络体系结构概述52

3.2协议、服务与分层53

3.2.1协议53

3.2.2服务54

3.2.3分层55

3.3ISO/OSI参考模型56

3.3.1物理层57

3.3.2数据链路层58

3.3.3网络层59

3.3.4传输层59

3.3.5会话层59

3.3.6表示层60

3.3.7应用层60

3.4TCP/IP参考模型61

3.4.1网络接口层61

3.4.2网际互联层61

3.4.3传输层62

3.4.4应用层63

3.5ISO/OSI与TCP/IP参考模型比较63

3.5.1分层结构63

3.5.2标准的特色63

3.5.3连接服务64

3.5.4传输服务64

3.5.5应用范围64

本章小结65

习题365

第4章物理层与数据链路控制67

4.1物理层67

4.1.1物理层概述67

4.1.2传输媒体68

4.1.3物理层协议标准71

4.2数据链路层74

4.2.1数据链路层基本概念74

4.2.2流量控制与滑动窗口协议76

4.2.3面向位的链路控制协议80

4.2.4Internet的点对点协议84

本章小结86

习题486

第5章局域网88

5.1局域网概述88

5.1.1局域网定义与特点88

5.1.2局域网拓扑89

5.1.3局域网参考模型92

5.1.4IEEE 802标准93

5.2逻辑链路控制子层95

5.2.1LLC地址95

5.2.2LLC服务96

5.2.3LLC协议97

5.3介质访问控制子层98

5.3.1MAC子层访问控制方法98

5.3.2MAC地址98

5.4以太网与IEEE 802.399

5.4.1以太网的发展99

5.4.2以太网访问控制方法101

5.4.3以太网的连接方式103

5.4.4交换以太网105

5.4.5快速以太网105

5.4.6千兆位以太网106

5.4.7万兆位以太网107

5.5无线局域网108

5.5.1无线局域网概述108

5.5.2无线局域网结构与标准110

5.5.3无线局域网物理层114

5.5.4无线局域网MAC层协议116

5.6虚拟局域网117

5.6.1虚拟局域网功能特点117

5.6.2虚拟局域网的划分118

5.7其他局域网119

5.7.1令牌环网119

5.7.2100VGAnyLAN局域网122

5.7.3光纤分布式数据接口FDDI123

本章小结124

习题5124

第6章广域网127

6.1广域网概述127

6.1.1广域网的组成结构127

6.1.2广域网提供的两种服务模式128

6.1.3广域网的寻址及分组转发130

6.2路由选择算法131

6.2.1非适应式路由选择算法131

6.2.2适应式路由选择算法132

6.2.3分层式路由选择137

6.3拥塞控制137

6.3.1概述137

6.3.2拥塞控制的基本原理及方法140

6.4X.25建议141

6.4.1X.25网络的基本特性141

6.4.2X.25协议的层次结构142

6.4.3X.25网的组成结构145

6.5ISDN145

6.5.1ISDN概述145

6.5.2ISDN的功能146

6.5.3用户—网络接口149

6.6帧中继151

6.6.1帧中继概述151

6.6.2帧中继协议的体系结构153

6.6.3帧中继的呼叫控制155

6.6.4帧中继的帧格式156

6.6.5帧中继网基本构成与用户接入157

6.6.6帧中继网的拥塞控制158

6.6.7帧中继的应用160

6.7ATM162

6.7.1BISDN162

6.7.2SONET和SDH163

6.7.3ATM的基本概念及原理165

6.7.4ATM协议参考模型166

6.7.5ATM的交换技术176

6.7.6ATM的拥塞控制179

6.8ATM与IP结合181

6.8.1IPOA182

6.8.2ATM局域网仿真LANE183

6.8.3MPOA185

6.8.4MPLS187

6.9无线ATM197

本章小结200

习题6200

第7章网络互联203

7.1网络互联部件203

7.1.1中继器204

7.1.2网桥205

7.1.3路由器209

7.1.4网关216

7.2网际协议217

7.2.1IP数据报格式217

7.2.2IP地址219

7.2.3IP路由表223

7.2.4IP报文转发及分段225

7.2.5ICMP227

7.2.6IGMP228

7.2.7IPv6概述230

7.2.8IPv6的报文头231

7.2.9IPv6的地址结构232

7.2.10IPv6的过渡237

7.3内部网关协议238

7.3.1路由信息协议238

7.3.2开放最短路径优先协议242

7.4外部网关协议252

7.5多播路由策略254

7.5.1基于最短路径树的多播路由254

7.5.2MOSPF与DVMRP255

7.6QoS路由策略256

7.6.1传统路由与QoS路由256

7.6.2QoS路由算法257

7.7网络地址转换与虚拟专用网259

7.7.1网络地址转换259

7.7.2虚拟专用网262

本章小结268

习题7268

第8章传输服务270

8.1传输层概述270

8.1.1传输层的作用270

8.1.2TCP/IP体系中两个传输协议273

8.1.3端口与套接字275

8.2TCP协议279

8.2.1TCP报文格式279

8.2.2TCP连接管理282

8.2.3TCP的流量控制284

8.2.4TCP拥塞控制286

8.3UDP协议290

8.3.1UDP概述290

8.3.2UDP报文格式291

8.4网络编程接口292

8.4.1Winsocket API基本函数292

8.4.2基于TCP的客户机/服务器通信实例301

8.4.3基于UDP的客户机/服务器通信实例305

本章小结310

习题8310

第9章网络应用312

9.1应用层概述312

9.1.1应用层功能314

9.1.2TCP/IP体系中应用层协议314

9.1.3网络应用模式315

9.2动态主机配置协议319

9.2.1DHCP基本概念319

9.2.2DHCP工作原理320

9.3域名系统322

9.3.1域名与域名空间322

9.3.2DNS的报文格式324

9.3.3资源记录327

9.3.4域名服务器与域名解析328

9.4万维网WWW333

9.4.1WWW概述333

9.4.2统一资源定位336

9.4.3超文本传输协议336

9.4.4Web网页设计339

9.5电子邮件346

9.5.1电子邮件基本概念347

9.5.2电子邮件发送347

9.5.3电子邮件接收349

9.5.4MIME协议350

9.6多媒体通信353

9.6.1多媒体通信基本协议356

9.6.2H.322/SIP协议358

9.6.3多媒体实时通信主要应用365

本章小结369

习题9370

第10章网络管理与安全372

10.1网络管理概述372

10.1.1网络管理功能373

10.1.2SNMP协议374

10.2网络安全概述383

10.2.1网络安全的问题385

10.2.2网络安全策略388

10.2.3网络安全协议391

10.3网络攻击防范394

10.3.1网络攻击的形式395

10.3.2网络防病毒398

10.3.3网络入侵与检测技术400

10.4加密与认证406

10.4.1密码技术概述406

10.4.2对称密码407

10.4.3非对称密码409

10.4.4密码技术应用411

10.4.5因特网中的加密协议416

10.5防火墙419

10.5.1防火墙概述419

10.5.2防火墙实现原理及实现方法420

10.5.3防火墙体系结构422

本章小结425

习题10426

参考文献427