計算機網路導論(2009年北京航空航天大學出版社出版書籍)

《計算機網路導論》是2009年北京航空航天大學出版社出版的圖書

基本介紹

• 書名：計算機網路導論
• 頁數：265頁
• 出版社：北京航空航天大學出版社
• 裝幀：平裝

圖書信息

出版社: 北京航空航天大學出版社; 第1版 (2009年3月1日)

叢書名: 普通高校十一五規劃教材

平裝: 265頁

正文語種: 簡體中文

開本: 16

ISBN: 7811245418, 9787811245417

條形碼: 9787811245417

尺寸: 22.8 x 18.2 x 1.4 cm

重量: 340 g

內容簡介

《計算機網路導論》對計算機網路學科涉及的知識進行了系統化描述，旨在希望讀者通過學習《計算機網路導論》掌握計算機網路的基礎知識，為今後進一步深入學習計算機網路相關知識打下紮實的基礎。

《計算機網路導論》由11章組成，內容包括緒論，計算機網路體系結構，通信技術基礎，TCP/IP協定族，網路互聯設備，區域網路、廣域網與接入網，網路安全技術，網路管理與維護，網路布線技術，網路作業系統和網路編程基礎。

《計算機網路導論》強調基礎概念，內容系統、完整、豐富，適合高校網路工程、計算機科學與技術等專業作為本科教材使用，也可供網路工程技術人員學習參考。

目錄

第1章 緒論

1.1 計算機網路的形成與發展

1.1.1 面向終端的計算機網路

1.1.2 計算機-計算機網路

1.1.3 開放式標準化網路

1.1.4 網路計算的新時代

1.2 計算機網路的概念

1.2.1 計算機網路的定義

按廣義定義

關於計算機網路的最簡單定義是：一些相互連線的、以共享資源為目的的、自治的計算機的集合。

另外，從邏輯功能上看，計算機網路是以傳輸信息為基礎目的，用通信線路將多個計算機連線起來的計算機系統的集合。一個計算機網路組成包括傳輸介質和通信設備。

從用戶角度看，計算機網路它是這樣定義的：存在著一個能為用戶自動管理的網路作業系統。有它調用完成用戶所調用的資源，而整個網路像一個大的計算機系統一樣，對用戶是透明的。

一個比較通用的定義是：利用通信線路將地理上分散的、具有獨立功能的計算機系統和通信設備按不同的形式連線起來，以功能完善的網路軟體及協定實現資源共享和信息傳遞的系統。

從整體上來說計算機網路就是把分布在不同地理區域的計算機與專門的外部設備用通信線路互聯成一個規模大、功能強的系統，從而使眾多的計算機可以方便地互相傳遞信息，共享硬體、軟體、數據信息等資源。簡單來說，計算機網路就是由通信線路互相連線的許多自主工作的計算機構成的集合體。

按連線定義

計算機網路就是通過線路互連起來的、資質的計算機集合，確切的說就是將分布在不同地理位置上的具有獨立工作能力的計算機、終端及其附屬設備用通信設備和通信線路連線起來，並配置網路軟體，以實現計算機資源共享的系統。

按需求定義

計算機網路就是由大量獨立的、但相互連線起來的計算機來共同完成計算機任務。這些系統稱為計算機網路（computer networks）

1.2.2 計算機網路的特點

1.2.3 計算機網路的功能和套用

1.2.4 計算機網路的組成

1.3 計算機網路的分類

1.3.1 按傳輸技術劃分

1.3.2 按分布距離劃分

1.3.3 其他幾種分類方法

1.4 Internet概述

1.4.1 Internet的產生和發展

Internet最早來源於美國國防部高級研究計畫局DARPA(Defense advanced Research Projects Agency)的前身ARPA建立的ARPAnet，該網於1969年投入使用。從60年代開始，ARPA就開始向美國國內大學的計算機系和一些私人有限公司提供經費，以促進基於分組交換技術的計算機網路的研究。1968年，ARPA為ARPAnet網路項目立項，這個項目基於這樣一種主導思想：網路必須能夠經受住故障的考驗而維持正常工作，一旦發生戰爭，當網路的某一部分因遭受攻擊而失去工作能力時，網路的其它部分應當能夠維持正常通信。最初，ARPAnet主要用於軍事研究目的，它有五大特點：

1、支持資源共享；

2、採用分散式控制技術；

3、採用分組交換技術；

4、使用通信控制處理機；

5、採用分層的網路通信協定。

1972年，ARPAnet在首屆計算機後台通信國際會議上首次與公眾見面，並驗證了分組交換技術的可行性，由此，ARPAnet成為現代計算機網路誕生的標誌。ARPAnet在技術上的另一個重大貢獻是TCP/IP協定簇的開發和使用。

1980年，ARPA投資把TCP/IP加進UNIX(BSD4.1版本)的核心中，在BSD4.2版本以後，TCP/IP協定即成為UNIX作業系統的標準通信模組。

1982年，Internet由ARPAnet，MILNET等幾個計算機網路合併而成，作為Internet的早期骨幹網，ARPAnet試驗並奠定了Internet存在和發展的基礎，較好地解決了異種機網路互聯的一系列理論和技術問題。

1983年，ARPAnet分裂為兩部分：ARPAnet和純軍事用的MILNET。該年1月，ARPA把TCP/IP協定作為ARPAnet的標準協定，其後，人們稱呼這個以ARPAnet為主幹網的網際網際網路為Internet，TCP/IP協定簇便在Internet中進行研究，試驗，並改進成為使用方便，效率極好的協定簇。與此同時，區域網路和其它廣域網的產生和蓬勃發展對Internet的進一步發展起了重要的作用。其中，最為引人注目的就是美國國家科學基金會NSF(National Science Foundation)建立的美國國家科學基金網NSFnet。

1986年，NSF建立起了六大超級計算機中心，為了使全國的科學家、工程師能夠共享這些超級計算機設施，NSF建立了自己的基於TCP/IP協定簇的計算機網路NSFnet。NSF在全國建立了按地區劃分的計算機廣域網，並將這些地區網路和超級計算中心相聯，最後將各超級計算中心互聯起來。地區網的構成一般是由一批在地理上局限於某一地域，在管理上隸屬於某一機構或在經濟上有共同利益的用戶的計算機互聯而成，連線各地區網上主通信結點計算機的高速數據專線構成了NSFnet的主幹網，這樣，當一個用戶的計算機與某一地區相聯以後，它除了可以使用任一超級計算中心的設施，可以同網上任一用戶通信，還可以獲得網路提供的大量信息和數據。這一成功使得NSFnet於1990年6月徹底取代了ARPAnet而成為Internet的主幹網。

隨著NSFnet的建設和開放，網路節點數和用戶數迅速增長。以美國為中心的Internet網路互聯也迅速向全球發展，世界上的許多國家紛紛接入到Internet，使網路上的通信量急劇增大。

1992年，Internet上的主機超過1百萬台。1993年，Internet主幹網的速率提高到45Mbps。到1996年速率為155Mbps的主幹網建成。1999年MCI和WorldCom公司將美國的Internet主幹網速率提高到2.5Gbps。到1999年底，Internet上註冊的主機已超過1千萬台。

Internet的迅猛發展始於20世紀90年代。由歐洲原子核研究組織CERN開發的全球資訊網WWW被廣泛使用在Internet上，大大方便了廣大非網路專業人員對網路的使用，成為Internet發展的指數級增長的主要驅動力。

WWW的站點數目也急劇增長，1993年底只有627個，1994年底就超過1萬個，1996年底超過60萬個，1997年底超過160萬個，而1999年底則超過了950萬個，上網用戶數則超過2億。Internet上的數據通信量每月約增加10%，Internet的發展非常迅速，據預測，到2002年，全球Internet的用戶將達到4.5億。以我國Internet的發展為例，截止到2001年7月，上網計算機數已達到約1002萬台，上網用戶人數約2650萬人，僅CN下註冊的域名數已達到近13萬個，而WWW站點已達到24萬個。

套用與高速網路技術發展

Internet 是一個大型廣域計算機網路，對推動世界科學、文化、經濟和社會的發展有著不可估量的作用。

在Internet飛速發展與廣泛套用的同時，高速網路的發展也引起了人們越來越多的注意。高速網路技術發展主要表現在高速區域網路、交換區域網路與虛擬網路、寬頻綜合業務數據網B-ISDN和異步傳輸模式ATM。

進入90年代以來，世界經濟已經進入了一個全新的發展階段。世界經濟的發展推動著信息產業的發展，信息技術與網路的套用已成為衡量21世紀綜合國力與企業競爭力的重要標準。人們開始認識到信息技術的套用與信息產業的發展將會對各國經濟發展產生重要的作用，很多國家紛紛開始制定各自的信息高速公路的建設計畫。

建設信息高速公路就是為了滿足人們在未來隨時隨地對信息交換的需要，在此基礎上人們相應地提出了個人通信與個人通信網的概念，它將最終實現全球有線網、無線網的互連，郵電通信網與電視通信網的互連，固定通信與移動通信的結合。在現有電話交換網PSTN、公共數據網PDN、廣播電視網、B-ISDN的基礎上，利用無線通信、蜂窩行動電話、衛星移動通信、有線電視網等通信手段，最終實現“任何人在任何地方，在任何的時間裡，使用任一種通信方式，實現任何業務的通信”。

以ATM為代表的高速網路技術發展迅速。目前，世界上很多已開發國家都組建了各自的ATM網路。在我國電信部門的骨幹網和一些商業網上也廣泛採用了ATM技術。ATM已經成為21世紀電信網的關鍵技術。

1.4.2 Internet提供的服務

1.4.3 Internet的展望

習題1

第2章 計算機網路體系結構

2.1 網路體系結構的形成

2.2 網路體系結構基本概念

2.3 OSI參考模型與TCP/IP參考模型

2.3.1 0SI參考模型

2.3.2 TCP/IP參考模型

TCP/IP參考模型是計算機網路的祖父ARPANET和其後繼的網際網路使用的參考模型。ARPANET是由美國國防部DoD(U.S.Department of Defense)贊助的研究網路。逐漸地它通過租用的電話線連結了數百所大學和政府部門。當無線網路和衛星出現以後，現有的協定在和它們相連的時候出現了問題，所以需要一種新的參考體系結構。這個體系結構在它的兩個主要協定出現以後，被稱為TCP/IP參考模型（TCP/IP reference model）。

由於國防部擔心他們一些珍貴的主機、路由器和網際網路關可能會突然崩潰，所以網路必須實現的另一目標是網路不受子網硬體損失的影響，已經建立的會話不會被取消，而且整個體系結構必須相當靈活。

2.3.3 OSI參考模型與TCP/IP參考模型的比較

2.4 具有5層協定的網路體系結構

2.4.1 物理層

物理層位於OSI參考模型的最底層，它直接面向實際承擔數據傳輸的物理媒體（即通信通道），物理層的傳輸單位為比特（bit），即一個二進制位（“0”或“1”）。實際的比特傳輸必須依賴於傳輸設備和物理媒體，但是，物理層不是指具體的物理設備，也不是指信號傳輸的物理媒體，而是指在物理媒體之上為上一層（數據鏈路層）提供一個傳輸原始比特流的物理連線。

2.4.2 數據鏈路層

數據鏈路層是OSI參考模型中的第二層，介乎於物理層和網路層之間。數據鏈路層在物理層提供的服務的基礎上向網路層提供服務，其最基本的服務是將源機網路層來的數據可靠地傳輸到相鄰節點的目標機網路層。為達到這一目的，數據鏈路必須具備一系列相應的功能，主要有：如何將數據組合成數據塊，在數據鏈路層中稱這種數據塊為幀（frame），幀是數據鏈路層的傳送單位；如何控制幀在物理信道上的傳輸，包括如何處理傳輸差錯，如何調節傳送速率以使與接收方相匹配；以及在兩個網路實體之間提供數據鏈路通路的建立、維持和釋放的管理。

2.4.3 網路層

網路層是OSI參考模型中的第三層，介於運輸層和數據鏈路層之間，它在數據鏈路層提供的兩個相鄰端點之間的數據幀的傳送功能上，進一步管理網路中的數據通信，將數據設法從源端經過若直幹個中間節點傳送到目的端，從而向運輸層提供最基本的端到端的數據傳送服務。主要內容有：虛電路分組交換和數據報分組交換、路由選擇算法、阻塞控制方法、X.25協定、綜合業務數據網（ISDN）、異步傳輸模式（ATM）及網際互連原理與實現。

2.4.4 傳輸層

傳輸層，是兩台計算機經過網路進行數據通信時，第一個端到端的層次，具有緩衝作用。當網路層服務質量不能滿足要求時，它將服務加以提高，以滿足高層的要求；當網路層服務質量較好時，它只用很少的工作。傳輸層還可進行復用，即在一個網路連線上創建多個邏輯連線。

2.4.5 套用層

套用層也稱為套用實體（AE），它由若干個特定套用服務元素（SASE）和一個或多個公用套用服務元素（CASE）組成。每個SASE提供特定的套用服務，例如檔案運輸訪問和管理（FTAM）、電子文電處理（MHS）、虛擬終端協定（VAP）等。CASE提供一組公用的套用服務，例如聯繫控制服務元素（ACSE）、可靠運輸服務元素（RTSE）和遠程操作服務元素（ROSE）等。

習題2

第3章 通信技術基礎

3.1 數據通信的理論基礎

3.1.1 傅立葉分析

3.1.2 有限頻寬信號

3.1.3 數字通信系統

3.1.4 數據編碼

3.1.5 數字調製技術

3.1.6 脈衝編碼調製

3.2 通信方式與交換方式

3.2.1 數據通信方式

3.2.2 異步傳輸和同步傳輸

3.2.3 交換方式

3.3 多路復用技術

3.3.1 多路復用的基本概念

3.3.2 頻分多路復用

3.3.3 同步時分多路復用

3.3.4 統計時分多路復用

3.3.5 兩種多路復用技術的比較

3.3.6 波分復用技術

3.3.7 碼分復用

3.4 差錯控制技術

3.4.1 差錯控制原理

3.4.2 流量控制

3.4.3 差錯控制編碼

3.4.4 差錯控制方式

習題3

第4章 TCP/IP協定族

4.1 網路層協定

4.1.1 IP協定

4.1.2 ARP與RARP協定

4.1.3 ICMP協定

4.2 傳輸層協定

4.2.1 UDP協定

4.2.2 TCP協定

4.3 套用層協定

4.3.1 DNS協定

4.3.2 HTTP協定

4.3.3 FTP協定

4.3.4 SMTP與POP3協定

4.3.5 DHCP協定

習題4

第5章 網路互聯設備

5.1 網路傳輸介質

5.1.1 雙絞線

5.1.2 同軸電纜

5.1.3 光纖

5.1.4 無線電波

5.2 物理層互聯設備

5.2.1 扣繼器

5.2.2 集線器

5.3 數據鏈路層互聯設備

5.3.1 網橋

5.3.2 二層交換機

5.4 網路層互聯設備

5.4.1 路由器

5.4.2 三層交換機

5.5 無線設備

5.6 網路設備的連線

5.6.1 網路設備的總體連線方法

5.6.2 網路連線規則

5.6.3 網路設備的主要接口

5.6.4 交換機互聯方式

5.6.5 路由器的硬體連線

習題5

第6章 區域網路、廣域網與接入網

6.1 區域網路技術

6.1.1 傳統乙太網

6.1.2 交換式乙太網

6.1.3 虛擬區域網路

6.1.4 無線區域網路

6.2 廣域網技術

6.2.1 基本概念

6.2.2 廣域網的分組轉發機制

6.2.3 幀中繼

6.2.4 ATM

6.3 接入網技術

6.3.1 銅線接入網技術

6.3.2 光纖接入網技術

6.3.3 無線接入網技術

習題6

第7章 網路安全技術

7.1 網路安全問題概述

7.1.1 網路安全的概念和安全控制模型

7.1.2 安全威脅

7.2 加密與認證技術

7.2.1 密碼學的基本概念

7.2.2 常規密鑰密碼體制

7.2.3 公開密鑰加密技術

7.2.4 數字簽名

7.2.5 身份認證技術

7.3 防火牆技術

7.3.1 防火牆概述

7.3.2 防火牆系統結構

7.3.3 防火牆分類

7.3.4 防火牆的作用

7.3.5 防火牆的設計策略

7.4 病毒與病毒的防治

7.4.1 病毒的種類及特點

7.4.2 病毒的傳播途徑與防治

習題7

第8章 網路管理與維護

8.1 網路管理技術

8.1.1 網路管理概述

8.1.2 ISO網路管理模式

8.1.3 公共管理信息協定CMIP

8.1.4 簡單網路管理協定SNMP

8.2 網路維護工具

8.3 區域網路常見的故障排除

8.3.1 網路常見故障

8.3.2 網路故障的排除

習題8

第9章 網路布線技術

9.1 辦公樓內部布線方法

9.1.1 辦公樓的結構特徵

9.1.2 結構化布線子系統劃分

9.1.3 結構化布線設計等級

9.1.4 結構化布線標準

9.2 結構化布線方法

9.2.1 工作區子系統布線方法

9.2.2 水平子系統布線方法

9.2.3 垂直幹線子系統布線方法

9.2.4 設備間子系統設計

9.2.5 管理間布線方法

9.2.6 建築群子系統布線方法

9.3 居民樓布線

9.4 辦公室內的設備連線

9.5 設備間的連線

9.5.1 設備的種類

9.5.2 設備連線類型與方法

習題9

第10章 網路作業系統

10.1 網路作業系統概述

10.1.1 網路作業系統的基本概念

10.1.2 網路作業系統的類型

10.1.3 網路作業系統的基本功能

10.2 目前流行的網路作業系統

10.2.1 Windows 2()00作業系統

10.2.2 Unix作業系統

10.2.3 Linux作業系統

10.3 選擇網路作業系統的原則

習題10

第11章 網路編程基礎

11.1 網路編程相關的基本概念

11.1.1 網路編程與進程通信

11.1.2 三類網路編程

11.2 客戶機/伺服器互動模式

11.2.1 客戶機/伺服器模式特點

11.2.2 伺服器與客戶機的一對多服務

11.3 套接字

11.3.1 套接字概念

11.3.2 面向連線的套接字編程

11.3.3 無連線的套接字編程

習題11

參考文獻