网络技术基础与计算思维(第2版)

第1第1章概论1

1.1互联网概述1

1.1.1计算机网络定义1

1.1.2互联网结构2

1.1.3互联网知识体系4

1.1.4基本术语6

1.2互联网发展过程8

1.2.1从ARPA网络到互联网8

1.2.2从低速互联网到高速互联网10

1.2.3从数据网络到统一网络12

1.2.4从互联网到移动互联网15

1.2.5从互联网到物联网17

1.2.6从互联网到安全互联网20

1.3交换方式23

1.3.1交换的本质含义23

1.3.2电路交换23

1.3.3虚电路交换27

1.3.4数据报交换33

1.3.5三种交换方式综述36

1.3.6网络分类37

1.4计算机网络体系结构和协议40

1.4.1分层结构41

1.4.2网络体系结构的基本概念43

1.4.3OSI体系结构46

1.4.4TCP/IP体系结构50

1.5互联网的启示和思政元素55

本章小结57

习题58

第2章数据通信基础60

2.1数据传输系统60

2.1.1互连网与数据传输系统60

2.1.2系统组成61

2.1.3功能说明62

2.1.4信道连接方式62

2.1.5通信方式63

2.2信号63

2.2.1信号的基本概念64

2.2.2数字信号64

2.2.3模拟信号65

2.2.4信号失真和还原65

2.3编码和调制68

2.3.1编码68

2.3.2调制69

2.3.3奈奎斯特准则与香农定理73

2.3.4数字传输系统与模拟传输系统的比较74

2.4差错控制75

2.4.1出错的结果和原因75

2.4.2检错码和纠错码76

2.4.3确认和重传78

2.5传输媒体80

2.5.1同轴电缆80

2.5.2双绞线81

2.5.3光纤82

2.6数据传输系统的启示和思政元素84

本章小结86

习题86

[1][3]网络技术基础与计算思维（第2版）目录[3][3]第3章以太网88

3.1以太网的发展过程88

3.1.1以太网的诞生88

3.1.2从共享到交换88

3.1.3从同轴电缆到双绞线缆和光纤89

3.1.4从低速到高速89

3.1.5VLAN和三层交换技术89

3.2总线型以太网89

3.2.1总线型以太网的结构与功能89

3.2.2总线型以太网的体系结构91

3.2.3基带传输与曼彻斯特编码92

3.2.4MAC地址95

3.2.5MAC帧95

3.2.6CSMA/CD的工作原理97

3.2.7CSMA/CD的缺陷99

3.2.8集线器和星形以太网结构104

3.2.9例题解析105

3.3网桥与冲突域分割106

3.3.1网桥分割冲突域原理106

3.3.2转发表和MAC帧转发过程107

3.3.3网桥工作流程108

3.3.4端到端交换路径109

3.3.5网桥无限扩展以太网110

3.3.6全双工通信扩展无中继传输距离111

3.3.7以太网拓扑结构与生成树协议111

3.3.8中继器与网桥112

3.3.9例题解析113

3.4交换式以太网与VLAN116

3.4.1广播和广播域116

3.4.2VLAN与广播域分割118

3.4.3单交换机VLAN划分过程119

3.4.4跨交换机VLAN划分过程121

3.4.5802.1Q与VLAN内MAC帧传输过程122

3.4.6例题解析125

3.5以太网标准131

3.5.110Mbps以太网标准131

3.5.2100Mbps以太网标准132

3.5.31Gbps以太网标准132

3.5.410Gbps以太网标准133

3.5.540Gbps和100Gbps以太网标准133

3.6以太网的启示和思政元素134

本章小结136

习题136

第4章无线局域网141

4.1无线局域网概述141

4.1.1无线通信基础141

4.1.2无线局域网标准和信道145

4.1.3无线局域网体系结构147

4.1.4无线局域网与以太网148

4.2无线局域网应用方式150

4.2.1IBSS150

4.2.2BSS151

4.2.3ESS152

4.2.4WDS153

4.2.5APrepeater模式156

4.2.6无线家庭网络158

4.2.7无线局域网与移动互联网159

4.3无线局域网MAC层159

4.3.1无线局域网MAC帧160

4.3.2DCF和CSMA/CA162

4.4终端接入无线局域网过程170

4.4.1BSS配置信息171

4.4.2同步过程171

4.4.3鉴别过程172

4.4.4建立关联过程173

4.4.5MAC帧分类174

4.5无线局域网的设计和分析175

4.5.1网络结构175

4.5.2终端与AP建立关联过程176

4.5.3MAC帧传输过程176

4.5.4终端漫游过程178

4.5.5AP+AC无线局域网结构179

4.6无线局域网的启示和思政元素181

本章小结183

习题183

第5章广域网185

5.1PSTN185

5.1.1PSTN概述185

5.1.2语音通信过程187

5.2PPP196

5.2.1PPP帧结构196

5.2.2帧对界197

5.2.3点对点信道和PPP链路198

5.3SDH198

5.3.1SDH概述198

5.3.2SDH帧结构201

5.3.3SDH复用结构203

5.3.4SDH应用205

5.4广域网的启示和思政元素207

本章小结208

习题209

第6章IP和网络互连210

6.1网络互连210

6.1.1不同类型网络互连需要解决的问题210

6.1.2信件投递过程的启示211

6.1.3端到端传输思路212

6.1.4IP实现网络互连机制213

6.1.5路由器结构214

6.2IP215

6.2.1IP地址分类215

6.2.2IP地址分层分类的原因218

6.2.3IP地址分类的缺陷220

6.2.4无分类编址222

6.2.5IP分组格式232

6.3路由表和IP分组传输过程236

6.3.1互连网结构与路由表236

6.3.2IP分组传输过程238

6.3.3实现IP分组传输过程的思路239

6.4路由表的建立过程239

6.4.1人工配置静态路由项239

6.4.2路由协议与动态路由项245

6.5IP over以太网249

6.5.1ARP和地址解析过程250

6.5.2逐跳封装251

6.6三层交换机与VLAN间通信过程252

6.6.1实现VLAN间通信过程的思路252

6.6.2多端口路由器实现VLAN间通信的过程253

6.6.3单臂路由器实现VLAN间通信的过程255

6.6.4三层交换机实现VLAN间通信的过程257

6.6.5多个三层交换机互连261

6.6.6二层交换机、AP和三层交换机与路由器之间的区别264

6.7ICMP267

6.7.1ICMP报文267

6.7.2ICMP应用268

6.8IP和网络互连的启示和思政元素271

本章小结274

习题274

第7章Internet接入技术280

7.1Internet接入概述280

7.1.1终端接入Internet需要解决的问题280

7.1.2PPP与接入控制过程283

7.2以太网和ADSL接入技术288

7.2.1通过以太网接入Internet的过程288

7.2.2通过ADSL接入Internet的过程293

7.3家庭局域网接入方式与无线路由器296

7.3.1家庭局域网接入方式296

7.3.2无线路由器297

7.4VPN接入技术305

7.4.1引出VPN接入技术的原因305

7.4.2VPN实现思路307

7.4.3VPN接入网络结构307

7.4.4实现机制308

7.4.5Windows启动VPN连接的过程312

7.5Internet接入技术的启示和思政元素313

本章小结315

习题316

第8章传输层317

8.1传输层的功能和协议317

8.1.1引入传输层的原因317

8.1.2传输层的功能318

8.1.3面向连接和无连接的区别319

8.1.4面向字节流和面向报文的区别320

8.1.5传输层协议320

8.2端口号321

8.2.1端口号的作用和分配过程321

8.2.2UDP和TCP著名端口号322

8.3UDP322

8.3.1UDP的主要特点323

8.3.2UDP报文格式323

8.3.3UDP用途323

8.4TCP325

8.4.1TCP的主要特点325

8.4.2TCP报文格式325

8.4.3TCP建立连接和释放连接的过程327

8.4.4TCP差错控制机制329

8.4.5TCP拥塞控制机制334

8.4.6TCP的几点说明339

8.5传输层的启示和思政元素342

本章小结344

习题344

第9章应用层347

9.1网络应用基础347

9.1.1网络应用、应用层和应用层协议347

9.1.2应用结构349

9.2DNS351

9.2.1产生DNS的原因351

9.2.2DNS与其他网络应用之间的关系352

9.2.3域名结构353

9.2.4域名服务器结构与DNS资源记录354

9.2.5域名解析过程358

9.3DHCP361

9.3.1DHCP的作用和结构361

9.3.2DHCP无中继工作过程362

9.3.3DHCP中继工作过程365

9.4WWW367

9.4.1统一资源定位器367

9.4.2HTTP368

9.4.3HTML369

9.5电子邮件371

9.5.1电子邮件传输过程371

9.5.2电子邮件信息格式374

9.6FTP377

9.6.1FTP工作原理377

9.6.2FTP工作过程378

9.7综合应用分析380

9.7.1互连网络的结构与配置380

9.7.2数据交换过程382

9.8应用层的启示和思政元素387

本章小结389

习题389

第10章网络安全390

10.1网络安全概述390

10.1.1网络安全问题390

10.1.2引发网络安全问题的原因391

10.1.3网络安全目标392

10.1.4网络安全内涵392

10.1.5网络攻击举例393

10.2网络安全基础402

10.2.1加密算法402

10.2.2报文摘要算法406

10.2.3数字签名408

10.2.4身份鉴别409

10.3病毒防御技术410

10.3.1恶意代码的定义与分类410

10.3.2病毒防御机制412

10.4以太网安全技术415

10.4.1接入控制技术415

10.4.2防欺骗攻击技术419

10.5无线局域网安全技术422

10.5.1无线局域网的安全问题和解决机制423

10.5.2WEP423

10.5.3WPA2427

10.6防火墙430

10.6.1无状态分组过滤器431

10.6.2有状态分组过滤器434

10.7入侵防御系统438

10.7.1入侵防御系统分类439

10.7.2入侵防御系统的通用框架结构441

10.7.3入侵检测机制442

10.8安全协议443

10.8.1安全协议概述443

10.8.2IPSec445

10.9网络安全的启示和思政元素451

本章小结453

习题453

英文缩写词455

参考文献459