计算机网络（第三版） PDF下载

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《计算机网络（第三版）》的特点是结构严谨、叙述清晰、内容新颖、涵盖面广，可作为计算机科学与技术专业本科生及其他专业本科生的教材，亦可作为计算机网络工程和网络爱好者的参考书。；

内容简介

《计算机网络（第三版）》比较系统地叙述了计算机网络的基本概念、基本原理，层次结构和发展前沿的一些实用与****。《计算机网络（第三版）》按照 TCP/IP 协议功能层次的顺序，详细介绍了：计算机网络的概念、组成、体系结构和前沿发展技术；数据通信基础理论、物理层的传输介质和协议标准；数据链路层的功能模型、流量控制和差错控制技术、点对点 PPP 协议；局域网的参考模型、主流组网技术如 CSMA-CD、千兆以太网、无线局域网技术；网络层的 IP 协议和ICMP 协议、RIP 和 OSPF 等路由选择算法、虚拟专用网 VPN 和多协议标记交换协议 MPLS；传输层的功能模型、TCP 和 UDP 协议；应用层协议及主要应用；网络互联技术；并对网络操作系统、网络安全与网络管理以及因特网的多媒体技术等作了较全面的介绍。各章后面均附有习题。书后还带有两个附录：“英汉计算机网络缩写词对照表”和“参考文献”。

作者简介

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目录
前言
第1章 概论1
1.1 计算机网络的产生与演变1
1.1.1 发展历程1
1.1.2 未来趋势3
1.2 计算机网络的定义与应用4
1.2.1 计算机网络的定义4
1.2.2 计算机网络的应用5
1.3 计算机网络的组成与分类7
1.3.1 计算机网络的组成7
1.3.2 计算机网络的分类9
1.4 计算机网络的体系结构与协议11
1.4.1 分层次的体系结构11
1.4.2 ISO的OSI/RM15
1.4.3 OSI/RM中的几个重要概念18
1.4.4 TCP/IP体系结构23
习题24
第2章 物理层25
2.1 模拟传输与数字传输25
2.1.1 基本概念、基本术语和数据通信系统25
2.1.2 模拟传输系统27
2.1.3 数字传输系统29
2.2 信道的极限容量32
2.2.1 数据传输速率32
2.2.2 信道容量33
2.3 同步与复用35
2.3.1 数据通信方式35
2.3.2 同步技术36
2.3.3 多路复用技术38
2.4 交换技术42
2.4.1 电路交换43
2.4.2 报文交换44
2.4.3 分组交换45
2.4.4 交换方式的选择与比较46
2.5 物理层下的传输介质48
2.5.1 有线传输介质48
2.5.2 无线传输介质53
2.6 物理层的功能、模型与特性56
2.6.1 物理层的功能56
2.6.2 物理层的模型57
2.6.3 物理层的特性57
2.7 物理层标准举例59
2.7.1 EIA RS-232-E59
2.7.2 xDSL技术63
2.7.3 光纤接入技术66
习题68
第3章 数据链路层70
3.1 数据链路层的功能、模型与服务70
3.1.1 数据链路层的功能模型70
3.1.2 数据链路层的服务72
3.2 流量控制73
3.2.1 停-等协议73
3.2.2 滑动窗口的概念76
3.2.3 一位滑动窗口协议78
3.2.4 全部重发流水线协议79
3.2.5 选择重发流水线协议80
3.2.6 **窗口尺寸的确定80
3.2.7 全部重发流水协议的**帧长81
3.3 差错控制81
3.3.1 差错的特性及差错控制方式81
3.3.2 常用的简单差错控制编码83
3.3.3 循环冗余码CRC85
3.4 点到点的PPP协议87
3.4.1 PPP协议的概述87
3.4.2 PPP协议的帧格式88
3.4.3 PPP协议的组成88
3.4.4 PPP协议的工作状态89
习题三90
第4章 局域网91
4.1 局域网概述91
4.1.1 局域网的定义及特征91
4.1.2 局域网拓扑结构91
4.1.3 介质访问控制方法93
4.2 局域网参考模型及 IEEE802标准93
4.2.1 局域网的参考模型93
4.2.2 IEEE802标准94
4.2.3 逻辑链路控制子层95
4.2.4 介质访问控制MAC子层97
4.3 IEEE802.3－CSMA-CD98
4.3.1 ALOHA介质访问方法98
4.3.2 CSMA和CSMA/CD 介质
 访问方法99
4.4 环型网介质访问方法101
4.4.1 令牌环101
4.4.2 IBM令牌环网(token ring)102
4.4.3 分槽环介质访问方法106
4.5 令牌总线介质访问方法110
4.5.1 结构和特点110
4.5.2 协议功能111
4.6 LAN的性能评价112
4.6.1 传输延迟和数据传输率对性能的影响112
4.6.2 吞吐量特性115
4.6.3 令牌环、令牌总线和CSMA/CD总线三种协议性能分析比较117
4.7 千兆以太网119
4.7.1 100BASE-T技术119
4.7.2 100BASE-VG技术120
4.7.3 吉比以太网122
4.7.4 光纤分布数据接口FDDI123
4.8 无线局域网125
4.8.1 无线局域网的组成126
4.8.2 802.11标准中的物理层126
4.8.3 802.11标准中的MAC子层127
4.8.4 无线个人区域网WPAN与无线城域网WMAN129
习题四135
第5章 网络层136
5.1 网络层的功能与服务136
5.1.1 网络层功能及模型136
5.1.2 网络层提供的两种服务137
5.2 网际协议IP142
5.2.1 IP协议概述142
5.2.2 IP地址的分类142
5.2.3 IP地址与MAC地址144
5.2.4 地址解析协议ARP与逆向地址解析协议RARP145
5.2.5 IP分组的格式146
5.2.6 IP分组的转发流程148
5.2.7 子网的划分149
5.3 网际控制报文协议ICMP151
5.3.1 ICMP报文的种类151
5.3.2 ICMP的应用实例152
5.3.3 ICMPv6154
5.4 路由选择协议155
5.4.1 相关概念155
5.4.2 *短通路路由选择157
5.4.3 路由信息协议RIP158
5.4.4 开放*短路径优先OSPF162
5.4.5 边界网关协议BGP168
5.5 Internet组播171
5.5.1 IP组播172
5.5.2 Internet群组管理协议IGMP173
5.5.3 组播选路175
5.5.4 在局域网上实现硬件组播176
5.6 虚拟专用网VPN与网络地址转换NAT176
5.6.1 虚拟专用网VPN176
5.6.2 网络地址转换NAT178
5.7 下一代的网际协议IPv6178
5.7.1 IPv6解决的问题179
5.7.2 IPv6的基本首部与扩展首部180
5.7.3 IPv6的地址空间183
5.7.4 IPv4到IPv6的过渡184
5.8 多协议标记交换协议MPLS185
5.8.1 MPLS概述185
5.8.2 MPLS的工作原理186
5.8.3 MPLS的标记和标记栈187
5.8.4 转发等价类FEC187
习题五188
第6章 传输层190
6.1 传输层的功能模型190
6.1.1 进程间的通信190
6.1.2 传输层的端口与服务原语190
6.1.3 传输层协议的功能191
6.2 传输层协议195
6.2.1 网络层的服务质量196
6.2.2 传输层的协议类型196
6.3 传输控制协议TCP197
6.3.1 TCP的功能特点197
6.3.2 TCP的数据片格式198
6.3.3 TCP可靠的数据传输199
6.3.4 TCP的流量控制200
6.3.5 TCP的拥塞控制204
6.3.6 拥塞控制方法205
6.3.7 TCP的连接管理206
6.4 用户数据报协议UDP207
6.4.1 UDP概述207
6.4.2 UDP的首部格式208
习题六208
第7章 应用层209
7.1 概述209
7.1.1 客户－服务器交互209
7.1.2 系统调用和套接字接口211
7.2 万维网WWW214
7.2.1 WWW的概述214
7.2.2 统一资源定位符URL215
7.2.3 超文本传输协议HTTP216
7.2.4 WWW的交互216
7.3 域名系统220
7.3.1 计算机域名的结构221
7.3.2 资源记录222
7.3.3 名字服务器223
7.4 电子邮件224
7.4.1 体系结构和服务225
7.4.2 简单邮件传送协议SMTP226
7.4.3 电子邮件信息格式229
7.4.4 邮件读取协议POP和IMAP230
7.4.5 多用途互联网邮件扩充协议MIME232
7.5 文件传输与访问232
7.5.1 联机共享式访问233
7.5.2 文件传输协议FTP234
7.5.3 FTP应用举例237
7.5.4 TFTP237
7.5.5 NFS239
7.5.6 远程过程调用239
7.6 远程登录240
7.6.1 TELNET协议240
7.6.2 适应异构性242
7.6.3 控制传输远程命令243
7.6.4 TELNET选项244
7.6.5 远程登录服务rlogin(BSD UNIX)245
7.7 动态主机配置协议DHCP246
习题七248
第8章 网络互联250
8.1 网络互联250
8.1.1 种类与层次结构251
8.1.2 连锁虚电路254
8.1.3 无连接的网络互联254
8.1.4 隧道256
8.1.5 互联网路由选择256
8.1.6 分段257
8.1.7 帧中继FR259
8.2 网络互联设备261
8.2.1 中继器261
8.2.2 网桥262
8.2.3 路由器268
8.2.4 网关274
8.2.5 网络互联设备的选择274
习题八275
第9章 网络操作系统276
9.1 概述276
9.1.1 网络操作系统的类型276
9.1.2 网络操作系统的基本功能278
9.2 Windows NT操作系统279
9.2.1 Windows NT的主要功能和特性279
9.2.2 Windows NT的组成281
9.2.3 Windows NT网络环境283
9.2.4 管理Windows NT的域285
9.2.5 Windows 2000 Server287
9.3 UNIX/Linux简介288
9.3.1 Linux的特点和组成289
9.3.2 Linux的网络功能配置290
习题九293
第10章 网络安全与网络管理294
10.1 网络安全概述294
10.1.1 网络安全性威胁因素295
10.1.2 网络安全目标296
10.1.3 网络安全服务298
10.1.4 网络安全机制299
10.1.5 网络安全标准300
10.2 数据加密技术301
10.2.1 单钥密码体制301
10.2.2 公钥密码体制303
10.3 电子邮件的安全性304
10.4 Web的安全性305
10.4.1 Web的安全性威胁305
10.4.2 Web的安全性技术306
10.4.3 SSL介绍307
10.5 防火墙技术309
10.5.1 防火墙基本概念309
10.5.2 防火墙基本技术311
10.5.3 防火墙系统结构313
10.6 网络管理概述316
10.7 网络管理的功能31

媒体评论

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前沿

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第1章概论
　　计算机网络(Computer-Networks)涉及计算机和通信两个领域，是这两种技术密切结合的产物，它已成为计算机应用中一个必不可少的方面。对整个社会的进步做出了重大贡献。尤其在当今这个信息化的时代里，由于今天的世界已成了一个高度流动性的世界，无疑，生活在这个世界上的人们对信息的收集、存储、处理和交换以及共享的需求急剧上涨，同时要求足够的快速和及时，计算机网络从中扮演了很重要的角色，为满足这种需求提供了保证。
　　近一二十年，以电子技术为基础的通信技术有了迅猛发展，计算机和通信设备不断更新，计算机网络的功能不断增强，并且正在朝着数字化、综合化、智能化的方向发展。20世纪90年代是计算机网络化的时代已是事实，网络化的计算环境也愈来愈被人们所接受并且将是21世纪发展的必然趋势。所以，了解和深入研究计算机网络技术已不再只是计算机界学者、专家的事，而是整个社会关注的热点之一。目前，一个国家的全国性计算机网络的建设水平，已成为衡量这个国家科学技术发展水平、综合国力以及社会信息化程度的重要标志。为了深入认识计算机网络，下面将从计算机网络的“产生与演变”、“定义与应用”、“组成与分类”以及“计算机网络的体系结构”等方面进行介绍。
1.1 计算机网络的产生与演变
1.1.1 发展历程
　　计算机网络出现的历史不长，但发展很快，经历了一个从简单到复杂、由低级到高级的演变过程。这个过程可分为3个阶段：面向终端的计算机网络、计算机通信网络和计算机网络。
　　1．面向终端的计算机网络
　　在1946年世界上**台电子计算机(electronic numerical integrator and calculator，ENIAC)从美国诞生后的一段时间内，计算机和通信之间并没有什么关系。早期的计算机数量很少、价格昂贵，是一种较稀有的珍贵资源，因而计算机系统是高度集中的，所有的设备安装在独立的计算中心里，使用计算机的用户要不远千里到这个计算中心去上机，这显然是不方便的。除了浪费时间、精力和大量资金外，还无法实现对信息的及时加工处理和使用。为了解决这个问题，一种带收发器(transceiver)的终端于1954年被研制出来了，人们使用这种终端首次实现了将穿孔卡片上的数据通过通信线路发送到远方的计算机，而计算机算出的结果又可以反向送回远程终端T(terminal)，这就是计算机与通信结合的开始。
　　由于当初的计算机是为成批处理信息而设计的，所以当计算机和远程终端相连时，必须使计算机具备通信功能。这种“一边通过终端完成信息的输入，一边由主机完成信息的处理，*后将处理结果通过通信线再送回到远地站点的系统”被称为面向终端的计算机网络，或**代计算机网络。系统的初级形式即具有通信的单机系统如图1-1所示。
　　这种系统中除了一台中心计算机，其余终端都不具备自主处理的功能，并且有两个明显的缺点。首先是主机负担过重，它既要承担本身的数据处理任务又要承担通信任务，在通信量很大时，主机几乎没有时间处理数据；其次是线路利用率低，特别是在终端远离中心计算机时尤为明显。
　　解决的方法是：一方面将数据处理与通信分开，在中心计算机前设置一个前端处理机FEP(front end processor)来完成通信工作，而让中心计算机集中更多时间专门进行数据处理，这样可显著地提高效率。另一方面，在终端比较集中的区域设置线路集中器(concen-trator)或称集中分配器，来完成用户作业信息的存储、装配和终端地址的分配等。它首先通过低速线路将附近的各终端连接起来，再通过高速通信线路与远程中心计算机相连，从而提高了远程线路的利用率，降低了通信费用。典型的结构如图1-2所示。
　　**代计算机网络的一个代表是SABREI，这是20世纪60年代初期美国航空公司投入使用的由一台中心计算机和全美范围内2000多个终端组成的预订飞机票系统。
图1-1 具有通信功能的单机系统图1-2 由前端处理机、集中器构成的远程通信联机系统
　　2．计算机通信网
　　上述的联机系统之所以被称为“面向终端的计算机网络”，是因为它实现的是终端-计算机间的通信，而且已具备了计算机网络的雏形。到了20世纪60年代中期，随着计算机应用的发展和硬件价格的降低，单独部门单位内有分散在不同地区的多个主机系统已属常事，并且由于业务上的联系主机之间需要交换信息。如在工商界、国际航空售票业务、现代化工厂中多条生产流水线的过程控制等，这些分散开的计算机各自完成特定的任务是整体工作中的一部分。它们之间必然要有机地协调、互相通信，并且这种系统中的通信是在“计算机-计算机”之间进行的，这里的每个计算机都是具有自主处理能力的，它们之间不存在“主-从”(Master-Slave)关系。将这种由多个主机系统连接起来且以传输信息为主要目的的计算机群，称为计算机通信网。它是计算机网络的低级形式，也称为第二代计算机网络。其典型代表为ARPAnet。
　　3．计算机网络
　　计算机通信网发展到20世纪70年代后期，人们在广泛使用它的过程中逐渐由原来以传输信息为主变为共享网上各计算机系统资源为主，网上用户把整个网络视为一个大的计算机系统，而不必熟悉每个子系统，即不必熟悉所要资源具体地理位置，并且为便于对所传输信息内容的理解，要对信息的表达形式、传输方法和应答信号等必须在全网内制定一套共同遵守的规则即协议(Protocol)。将这种在协议的控制下，以实现资源(硬件、软件和数据等)共享为主要目的，借助于通信系统连接的多个计算机的集合，称为计算机网络，或称为第三代计算机网络。
　　除了如上所述的区别外，第二、第三代计算机网络还在如下两个方面有明显不同。
　　(1)资源管理：第二代计算机网络中对资源的管理由网络操作系统完成。
　　(2)体系结构：目前世界已有许多个第二代计算机网络在运行着，但体系结构(网络功能分层、层间接口及各层中应用协议的集合，详见本章第４节)却是相异的。如依据IBM公司的SNA(System Network Architecture)和DEC公司的DNA(Digital Network Architecture)所组建的网络，体系结构就相差很大。这给实现异构网互联带来了困难，从而阻碍计算机网络的普及与发展。在第三代计算机网络中这一问题得到了较好的解决，即统一应用 ISO(International Standards Organization)的OSI(Open System Interconnection Reference Model)，详见本章第1.4节。
1.1.2 未来趋势
　　随着第三代计算机网络的诞生和网络访问、网络服务、网络管理和安全等技术以及标准化工作的逐步完善，计算机网络的应用几乎遍及人类活动的一切领域。各种管理信息自动化系统、办公自动化系统、智能决策系统、情报资料检索系统、生活信息服务系统、电子邮政系统、事务处理系统、交通管理系统、军事指挥系统、专家指挥系统、大型科学计算中心等都是在客观分布情况下，以计算机网络为基础构成的信息网络上完成的。它们涉及政治、经济、军事、文化、科学及日常生活的各个方面，并继续向着“无处不在、无所不能”的方向迅速发展。光缆网络上的数据传输速率已达到Gb/s(千兆/秒)级，计算机局域网络(local area network，LAN)已随处可见，成了人们须臾不离的通信工具。
　　近十年来，人们对计算机网络尤其是Internet/lntranet向人类社会提供的机会与挑战作了全面深入的分析和研究，获益匪浅。在一个有亿万台计算机运行的世界里，一个邮件(信息)一般只需5秒钟而不是过去的5天就能到达目的地。公司产品的设计者与推销员即使远隔重洋也可紧密配合工作。计算机网络已将“语言、图片、视频、音乐、书信、统计数据”等各种形式的多媒体信息带进了人类活动的所有领域。可以概括地说，目前计算机网络的发展出现了三种任意性，即：在任意数目的计算机上运行任意数目的程序且可能要在任意时刻相互通信。并且正受着三股潮流的协力冲击：
　　纷纷地从集中式大型机结构撤离，走向分布式客户/服务器(client/server)的新天地；
　　微处理器计算能力和存储容量强劲地增长；
　　对多媒体持续增长的兴趣，特别是各种形式的视频应用。
　　同时，由于未来的通信业务会朝着“高速、宽带、智能、可靠”的方向发展，计算机本身会进一步朝着“功能强、体积小、价格低、易操作”的方向前进，这必然导致计算机网络将进一步朝着“开放、综合、智能”的方向迅速发展。所谓“开放”，一是相对其直接应用环境的开放和对不同应用的适应，二是相对其互联环境的开放，便于与其他网络和计算机的互联。包括：①网络体系结构的标准化；②发展各种网络互联技术如中继技术、自动转换协议的网桥和网关技术、自动协议选择技术等；③创造开放的统一网络应用环境。所谓“综合”，体现了系统中各要素间的更紧密结合，包括：①各种先进信息技术如机器人控制技术、雷达红外检测技术、光盘存储技术、人工智能技术、光纤通信技术等的进一步综合；②各种计算机如巨、大、中、小、工作站、PC和便携机、专用和通用机、同种和异种机等的综合；③服务功能如资源共享、通信服务、分布与并行处理等的综合；④通信系统的综合，如各种介质、通信方法、子网与主网的有机结合；⑤各种信息媒体的综合，如各种数据、语音、图像等不同信息媒体在计算机网络系统中的综合采集、存储、处理、传输和综合输出应用以及综合业务数字网(integrated services digital network，ISDN)与 OSI的进一步结合等；⑥网络系统结构的一体化，包括各种资源的合理配置与分工、C/S和B/S模式的发展、各种分布式应用与分布式网络操作系统的进一步完善等。所谓“智能”，是AI(artificial intelligence)技术与网络技术的结合，包括：①网络服务中心引入智能技术直接提高各种网络应用功能，如“智能通信网络”等；②网络通信操作中应用智能技术以提高网络系统的自适应性和可靠性，如智能路由选择、智能网络管理、故障的自动诊断与恢复等；③网络系统结构中如何把传统的与智能的计算机神经网以及名种智能人机接口、知识库等在网络系统中有机的结合、合理的配置，以及网络上的计算机从系统整体上逐步增加更多的智能而变得更“聪明”些。
　　网络资源的膨胀，使得传统的共享LAN难以招架沉重的C/S交通。通常采用的“网段微化”措施也不能解决根本问题，以往网络设计中的20/80(远程交通/本地交通)法则已被否定。因此，必须探索和发展新型的网络技术。在过去的几年里，光纤分布数据接口(fiber distributed data interface，FDDI)、信元交换(cell switching)、异步传输模式(asynchronous transfer mode，ATM)、千兆以太网交换和xDSL等技术备受重视，进而研究以光纤作为传输介质、采用交换的新技术范例来组建Gigabit网。同时，各种功能强、高速和智能的交换集线器(intelligent switching hub，ISH)相继问世，并且它们在基础结构上足以融进更高性能的技术，这些智能 Hub在未来网络建设中正起到和将会起到非常重要的作用。
　　毫无疑问，在未来时代里“网络中心”将更加普遍，局域网会让位于分布式工作组，服务器操作和网络操作将变得更加可靠，交换式互联网(switched internet)必将占据未来的网络市场。在这种网络化环境里，社会将变得更加生机勃勃，人民生活将变得更加轻松自如、丰富多彩，计算机网络的未来无限美好。
1.2 计算机网络的定义与应用
1.2.1 计算机网络的定义
　　自1970年以来，对于计算机网络已有了几种不同的定义，这是由于受不同发展时期的限制和侧重点不同所致，但定义