計算機網路與Internet教程（第2版）

成書過程

該教材由張堯學、郭國強、王曉春與趙艷標共同編寫。其中，張堯學編寫了第1章、第4章、第5章、第11章至第16章，郭國強編寫了第8章、第17章和第6.章中無線區域網路和千兆乙太網等部分。該書其他部分由王曉春和趙艷標編寫。郭國強通讀了全書並進行了匯總工作。

內容簡介

該教材重點介紹以Internet為背景的計算機網路系統軟硬體核心技術與最新發展動態。全書共分六篇18章，按以下幾個方面組織：第1章簡介一般概貌；第2章和第3章為第一篇，介紹計算機網路的通信原理；第4章至第8章為第二篇，介紹計算機區域網路、計算機廣域網技術和寬頻接入網路技術的基本原理、體系結構；第9章和第10章為第三篇，講述網路互連技術，包括TCP/IP協定以及網路互連基本原理與方法；第四篇包括第11章和第12章兩章介紹網路協定工程的數學基礎與網路協定開發過程；第五篇是網路管理與套用篇，由第13章至第15章組成，主要介紹Internet的網管方法、原理以及網路安全等；第六篇由第16章至第18章組成，介紹當前計算機網路技術與Internet的主要發展方向與動態，包括下一代IP協定IPv6、服務質量（QoS）控制技術、區分服務、多標籤協定、移動Internet技術與主動式網路、格線和感測器網路。

教材目錄

2006年10月1日，《計算機網路與Internet教程（第2版）》由清華大學出版社出版。

第1章引言1

1.1為什麼要學習計算機網路1

1.2計算機網路及組成3

1.3計算機網路發展簡史5

1.4計算機網路的分類和功能7

1.4.1計算機網路分類7

1.4.2計算機網路的功能8

1.5本書的構成8

練習與思考9

第一篇數據通信基礎

第2章傳輸介質13

2.1簡介13

2.2雙絞線13

2.3同軸電纜14

2.4光纖15

2.5無線傳輸17

練習與思考18

第3章傳輸技術19

3.1簡介19

3.2信道頻寬與傳輸延遲19

3.2.1信道19

3.2.2信道頻寬19

3.3信道容量與信道復用21

3.3.1信道容量21

3.3.2信道復用22

3.4異步通信與基帶傳輸27

3.4.1異步通信27

3.4.2傳輸信號的編碼方式27

3.4.3基帶傳輸29

3.5遠距離通信與載波傳輸30

3.6有關傳輸介質的幾種常用標準31

3.6.1有關機械特性的標準31

3.6.2有關電氣特性的標準31

3.6.3有關功能特性的標準32

3.6.4有關規程特性的標準33

練習與思考33

第二篇區域網路與分組交換技術

第4章網路體系結構和基本概念37

4.1簡介37

4.2計算機網路協定37

4.3計算機網路體系結構39

4.4ISO/OSI網路體系結構40

4.5Internet網路體系結構43

4.6幀與分組的概念45

4.6.1分組45

4.6.2幀47

4.7誤差檢測與控制47

4.7.1校驗和（checksum）方式48

4.7.2循環碼CRC檢測方式（cyclicredundancychecks）48

4.7.3差錯控制方式49

4.8地址50

4.8.1用戶地址、網路層地址與物理地址50

4.8.2物理地址的配置和作用51

4.9服務模式52

4.10網路協定與作業系統54

4.11網路性能54

4.11.1網路性能參數54

4.11.2性能參數之間的關係55

4.11.3幾種性能評價用排隊模型56

練習與思考56

第5章網路拓撲結構與訪問控制58

5.1簡介58

5.2幾種常見的區域網路拓撲結構58

5.2.1點到點直接連線方式58

5.2.2匯流排結構59

5.2.3環形結構60

5.2.4星形結構61

5.3ALOHA訪問控制方式62

5.4匯流排形區域網路訪問控制方式64

5.4.1CSMA方式64

5.4.2CSMA/CD方式65

5.5環網訪問控制方式66

5.5.1令牌環（tokenring）訪問控制方式66

5.5.2FDDI訪問控制方式66

5.6星形結構訪問控制方式67

練習與思考68

第6章區域網路技術69

6.1區域網路的基本概念69

6.2區域網路的參考模型70

6.3區域網路地址72

6.4IEEE802.272

6.4.1LLC層的服務訪問點SAP72

6.4.2LLC層所提供的服務73

6.4.3LLC幀的結構74

6.5IEEE802.3：乙太網76

6.5.1802.3區域網路的組成76

6.5.2802.3乙太網的體系結構77

6.5.3衝突退避算法79

6.6IEEE802.5：令牌環79

6.6.1令牌環MAC幀格式79

6.6.2令牌環的維護81

6.7FDDI82

6.7.1FDDI概述82

6.7.2FDDI的物理層84

6.7.3FDDI的MAC層85

6.7.4FDDI的SMT86

6.8虛擬區域網路87

6.8.1交換區域網路87

6.8.2VLAN的定義88

6.8.3VLAN的套用90

6.9無線區域網路91

6.9.1無線區域網路的特點91

6.9.2無線區域網路分類91

6.9.3無線網路物理層92

6.9.4802.11幀結構96

6.10千兆位乙太網97

6.10.1千兆位乙太網體系結構和特點97

6.10.2千兆乙太網的物理層協定98

6.10.3千兆位乙太網的MAC子層98

6.11萬兆乙太網100

6.11.1萬兆乙太網簡介100

練習與思考100

第7章廣域網技術101

7.1概述101

7.2廣域網的參考模型101

7.3廣域網的構成102

7.4廣域網的地址與路由103

7.4.1廣域網中的物理地址103

7.4.2廣域網中分組的轉發103

7.4.3層次地址和路由的關係104

7.4.4廣域網中的路由104

7.4.5路由表的計算105

7.5X.25106

7.5.1概述106

7.5.2X.25技術基礎106

7.6幀中繼110

7.6.1概述110

7.6.2協定參考模型和工作原理111

7.6.3網路組成和用戶接入113

7.7SLIP和PPP113

7.7.1概述113

7.7.2PPP的組成114

7.7.3PPP的工作原理114

7.7.4PPP套用舉例116

練習與思考117

第8章寬頻接入網路技術118

8.1寬頻接入技術概述118

8.1.1接入網的定義118

8.1.2網路接入技術及分類118

8.2銅線接入技術119

8.2.1ADSL119

8.2.2VDSL122

8.3光纖接入網路技術123

8.3.1光纖接入網路概述123

8.3.2無源光纖網路接入技術124

8.3.3有源光纖接入技術125

8.3.4FTTX+LAN接入方式126

8.4光纖與同軸電纜混合網路127

8.4.1CATV簡介127

8.4.2HFC(hybridfibercoax)127

8.5寬頻無線接入技術130

8.5.1寬頻無線網路協定802.16130

8.5.2本地多點分配業務LMDS132

練習與思考133

第三篇網路互連技術

第9章TCP/IP137

9.1簡介137

9.2IP報文格式137

9.3IP位址140

9.3.1IP位址的分類和表示140

9.3.2子網和掩碼141

9.3.3廣播地址和組播地址142

9.3.4回送地址143

9.3.5專用地址與網路地址轉換NAT143

9.3.6無分類編址CIDR143

9.4地址解析協定ARP與反向地址解析協定RARP144

9.4.1地址解析協定ARP144

9.4.2反向地址解析協定RARP145

9.5IP路由表146

9.5.1路由表的構成146

9.5.2路由表的搜尋147

9.6IP報文轉發過程148

9.7數據包的分段和重組148

9.8ICMP協定150

9.8.1ICMP報文分類150

9.8.2ICMP差錯報文150

9.8.3ICMP控制報文152

9.8.4請求/應答報文153

9.9組播和IGMP協定154

9.10TCP協定155

9.10.1TCP協定功能概述155

9.10.2接口和套接字156

9.10.3TCP包頭157

9.10.4TCP連線管理159

9.10.5TCP協定狀態轉換過程160

9.10.6數據傳輸162

9.11UDP協定162

9.12基於套接字的網路互聯通信163

9.12.1套接字及接口163

9.12.2基於WinSock的通信程式編寫方法167

練習與思考171

第10章網路互連173

10.1簡介173

10.2網橋技術174

10.2.1透明網橋175

10.2.2源選徑網橋177

10.2.3遠程網橋178

10.2.4比較和總結178

10.3路由器和路由協定179

10.4RIP180

10.4.1RIP包格式180

10.4.2RIP協定的工作過程181

10.4.3RIP協定的無限計數問題183

10.5開放最短路徑優先協定OSPF183

10.5.1OSPF概述183

10.5.2網路拓撲資料庫184

10.5.3網路層次結構的劃分185

10.5.4鏈路狀態公告和毗鄰關係186

10.5.5OSPF協定報文及其工作過程187

10.5.6路由表的計算188

10.6邊界網關協定：BGP4188

10.7組播路由191

練習與思考192

第四篇網路協定工程

第11章協定工程的數學基礎197

11.1簡介197

11.2有限狀態自動機FSM198

11.2.1引言198

11.2.2FSM198

11.2.3通信有限狀態自動機CFSM200

11.2.4CFSM的簡化201

11.2.5CFSM的執行202

11.2.6擴展有限狀態自動機EFSM203

11.3Petri網204

11.3.1基本概念204

11.3.2Petri網的定義205

11.3.3Petri網的基本性質206

11.3.4Petri網與協定工程207

11.4抽象數據類型和多元代數207

11.4.1引言207

11.4.2多元代數208

11.4.3等式邏輯211

11.4.4抽象數據類型211

練習與思考212

第12章協定的開發過程213

12.1簡介213

12.2協定工程的研究內容214

12.2.1協定標準的制訂214

12.2.2協定開發214

12.3協定開發模式與工具218

12.4協定綜合技術219

12.4.1協定邏輯錯誤219

12.4.2協定綜合方法分類220

12.4.3面向服務的協定綜合法220

12.4.4面向邏輯的協定綜合設計法221

12.5協定形式描述技術222

12.5.1什麼是協定形式描述222

12.5.2形式描述語言222

12.6協定驗證222

12.7協定實現225

12.7.1面向實現的協定形式描述225

12.7.2協定實現的基本方法226

12.8協定一致性測試227

練習與思考229

第五篇網路管理與套用

第13章網路管理233

13.1簡介233

13.2基本概念234

13.2.1SNMP管理模型234

13.2.2網管代理235

13.2.3網路管理站236

13.2.4SNMP網管協定236

13.3管理對象的描述237

13.3.1模組237

13.3.2對象類型和對象值238

13.3.3對象識別符239

13.4SMI與MIB240

13.5SNMP工作機制243

13.5.1SNMP的訪問控制243

13.5.2對象實例的搜尋244

13.5.3SNMP協定機制244

練習與思考245

第14章網路安全247

14.1簡介247

14.2網路安全的層次劃分247

14.3訪問控制與口令250

14.4防火牆與監督工具250

14.4.1防火牆250

14.4.2監督工具251

14.5套用網關與代理伺服器252

14.6密碼技術252

14.6.1密碼技術概述252

14.6.2DES算法253

14.6.3RSA公開密鑰算法254

14.7認證與數字簽名255

14.8IP協定加密與網路安全信息256

練習與思考257

第六篇計算機網路發展新技術

第15章IPv6261

15.1簡介261

15.2IPv6的技術要求262

15.3IPv6的基本規範263

15.3.1IPv6與IPv4的主要區別263

15.3.2IPv6的報文頭264

15.4IPv6的地址結構265

15.4.1IPv6地址的表現形式與標識符266

15.4.2IPv6的單一通信地址268

15.4.3選播通信地址269

15.4.4組通信地址270

15.5IPv6的開發界面270

15.6IPv6的主要研究課題271

15.6.1域名伺服器DNSv6271

15.6.2IPv6路由器272

15.6.3IPv6的平滑過渡272

練習與思考273

第16章網路服務質量274

16.1簡介274

16.2服務質量QoS275

16.2.1QoS的一般描述275

16.2.2OSI參考模型中的QoS定義276

16.2.3CCITT（ITU）的QoS定義277

16.2.4IETF的QoS定義278

16.3Internet集成服務279

16.3.1集成服務模型279

16.3.2服務類型279

16.3.3資源共享要求與服務範圍280

16.3.4QoS控制的實現框架281

16.4區分服務282

16.4.1PHB282

16.4.2DS欄位定義282

16.4.3DS域模型283

16.5多協定標記交換MPLS284

16.5.1MPLS的基本原理284

16.5.2標記分發協定286

16.5.3MPLS技術的套用286

練習與思考287

第17章計算機網路發展趨勢288

17.1簡介288

17.2格線技術289

17.2.1格線定義、分類與特點289

17.2.2格線系統組成290

17.2.3格線研究與套用292

17.3P2P技術293

17.3.1概述293

17.3.2P2P網路分類293

17.4無線感測器網路295

17.4.1概述295

17.4.2無線感測器網路295

17.4.3無線感測器網路的主要技術296

17.5主動式網路297

17.6端系統299

17.6.1NC的出現299

17.6.2PDA與移動設備300

17.6.3影響PDA產品發展的關鍵因素300

17.6.4其他接入設備301

17.7移動通信301

17.7.1簡介301

17.7.2動態主機配置協定DHCP302

17.7.3虛擬IP位址304

17.8網路伺服器技術與主動服務306

練習與思考306

附錄AInternet協定標準308

參考文獻321

教材特色

該系列教材體系完整、結構嚴謹、理論結合實際、注重素質培養。

獲得榮譽

該教材已伴隨著計算機科學與技術的飛速發展茁壯成長了二十餘年，獲得了國家科學技術進步獎、國家級優秀教材特等獎等29項部級以上獎勵，被幾百所高校選作教材，教學效果好。

作者簡介

張堯學，清華大學計算機系教授，中國工程院院士，計算機網路專家。

郭國強，教授，碩士生導師，現任湖南文理學院黨委委員、副校長。

王曉春，首都師範大學副教授，碩士生導師。

趙艷標，清華大學計算機科學與技術系教授。