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第一部分 计算机通信和网络基础3

第1章 计算机通信和网络技术概述3

目录3

1.1 什么是计算机通信和网络技术4

1.2 什么是计算机网络5

1.2.1 网络成员：设备、节点和主机5

1.2.2 网络媒体和通信协议6

1.3 计算机网络的类型7

1.3.1 网络分类——按所包含的区域7

1.3.2 网络分类——按拓扑类型8

1.3.3 交换网络13

1.4 网络寻址、路由、可靠性、互操作性和安全性14

1.4.1 寻址14

1.4.2 路由14

1.4.3 可靠性15

1.5 网络标准16

1.4.4 互操作性16

1.4.5 安全性16

1.5.1 法定标准18

1.5.2 事实标准18

1.5.3 专用标准18

1.5.4 合作标准19

1.5.5 因特网标准的发展20

1.6 电话系统与数据通信20

1.6.1 电话的发明20

1.6.2 电话工业的进展和ATT21

1.6.3 1984年ATT拆分22

1.6.4 1996年电信法案123

1.6.5 数据通信与电信24

1.7 本书的结构24

1.9.1 总结25

1.8 章末评注25

1.9 本章复习资料25

1.9.2 词汇检查26

1.9.3 复习题27

1.9.4 推荐读物及参考文献28

第2章 基本术语和概念29

2.1 网络应用和应用协议30

2.2 计算机通信和网络模型32

2.2.1 分散式系统32

2.2.2 集中式系统33

2.2.3 分布式系统34

2.2.4 客户机／服务器模型35

2.2.5 对等模型36

2.2.6 基于Web的模型37

2.3.1 串行和并行通信39

2.3 通信服务方式和数据传输模型39

2.2.7 新兴的文件共享模型：伺服39

2.3.2 同步、异步与等时通信40

2.3.3 单工和双工通信41

2.4 模拟和数字通信42

2.4.1 模拟通信43

2.4.2 数字通信45

2.5 通信信道的速度和容量47

2.5.1 带宽和数据速率47

2.5.2 吞吐量47

2.5.3 噪声48

2.6 多路复用和交换50

2.6.1 多路复用51

2.6.2 交换53

2.7 网络体系结构和OSI参考模型54

2.7.2 OSI服务类型55

2.7.1 OSI模型55

2.7.3 今天的OSI59

2.8 章末评注60

2.9 本章复习资料61

2.9.1 总结61

2.9.2 词汇检查62

2.9.3 复习题63

2.9.4 推荐读物及参考文献64

第3章 模拟和数字通信概念66

3.1 用模拟信号表示数据67

3.1.1 转换模拟数据为模拟信号68

3.1.2 转换数字数据为模拟信号68

3.2 用数字信号表示数据74

3.2.1 转换模拟数据为数字信号75

3.2.2 转换数字数据为数字信号77

3.3 数据速率和波特率79

3.4 数字载波系统79

3.4.1 T1和DS线路80

3.4.2 部分T181

3.4.3 SONET和OC线路84

3.5 章末评注86

3.6 本章复习资料86

3.6.1 总结86

3.6.2 词汇检查88

3.6.3 复习题89

3.6.4 推荐读物及参考文献90

第二部分 物理层、数据链路层和网络层概念95

第4章 物理层概念95

4.1 何为物理层96

4.2.1 物理特性97

4.2 导线的物理和电气特性97

4.2.2 电气特性100

4.3 铜线介质101

4.3.1 非屏蔽和屏蔽双绞线101

4.3.2 IBM电缆103

4.3.3 同轴电缆103

4.3.4 双轴电缆105

4.4 光纤介质105

4.5 无线通信108

4.5.1 无线电传输108

4.5.2 红外传输110

4.5.3 无线LAN标准111

4.6 卫星通信112

4.7 结构化布线系统115

4.9.1 总结117

4.9 本章复习资料117

4.8 章末评注117

4.9.2 词汇检查118

4.9.3 复习题118

4.9.4 推荐读物及参考文献119

第5章 数据链路层概念和IEEELAN标准122

5.1 何为数据链路层123

5.1.1 概述123

5.1.2 IEEE和数据链路层123

5.2 逻辑链路控制（LLC）子层125

5.2.1 成帧125

5.2.2 流量控制128

5.2.3 差错控制134

5.3 介质访问控制（MAC）子层139

5.3.1 随机访问协议139

5.3.3 随机访问与令牌传递协议142

5.3.2 令牌传递协议142

5.4 数据优先权和服务质量143

5.5 章末评注145

5.6 本章复习资料146

5.6.1 总结146

5.6.2 词汇检查147

5.6.3 复习题147

5.6.4 推荐读物及参考文献149

第6章 网络硬件组件（1层及2层）150

6.1 什么是连接器151

6.1.1 概述151

6.1.2 UTP线缆连接器151

6.1.3 同轴电缆连接器152

6.1.4 光缆连接器152

6.2.1 收发器153

6.2 收发器与介质转换器153

6.1.5 其他连接器153

6.2.2 介质转换器155

6.3 转发器156

6.4 网络接口卡与PC卡158

6.4.1 网络接口卡158

6.4.2 PC卡159

6.5 网桥160

6.5.1 概述160

6.5.2 网桥标准160

6.5.3 网桥与转发器163

6.6 交换机164

6.6.1 存储转发交换机165

6.6.2 直通交换机165

6.7 章末评注167

6.6.4 交换机性能167

6.6.3 混合交换机167

6.8 本章复习资料168

6.8.1 总结168

6.8.2 词汇检查169

6.8.3 复习题169

6.8.4 推荐读物及参考文献170

第7章 网际互连、网络层概念及组件172

7.1 网络互连概念173

7.2 网络层和选路概念176

7.2.1 网络层概览176

7.2.2 选路协议概念177

7.2.3 选路算法180

7.3 选路协议举例182

7.3.1 自治系统、内部网关协议和边界网关协议182

7.3.2 RIP183

7.3.3 RIP-2184

7.3.4 OSPF186

7.3.5 其他选路协议188

7.3.6 无类型域间选路188

7.4 路由器和交换机189

7.4.1 交换和交换机概述189

7.4.2 2层交换机、3层交换机与路由器189

7.4.3 4层交换190

7.4.4 IP交换190

7.4.5 桥路器与路由器191

7.5 虚拟专用网191

7.5.1 VPN策略191

7.5.2 VPN的好处193

7.6 章末评注194

7.7.1 总结195

7.7 本章复习资料195

7.7.2 词汇检查196

7.7.3 复习题196

7.7.4 推荐读物及参考文献199

第8章 因特网与TCP/IP202

8.1 什么是因特网203

8.2 因特网的历史203

8.2.1 ARPAnet203

8.2.2 BITNET、CSNET和UUCP204

8.2.3 NSFNET204

8.2.4 商用因特网207

8.2.5 目前的公众因特网208

8.2.6 其他因特网骨干网雏形209

8.3 因特网的管理210

8.3.1 管理与组织210

8.3.2 标准的制定211

8.3.3 因特网安全212

8.4 什么是TCP/IP213

8.4.1 简要历史介绍213

8.4.2 TCP/IP模型与OSI模型214

8.5 TCP/IP的传输层与网络层协议217

8.5.1 基于因特网的通信概述与UDP、TCP、IP和端口号的作用217

8.5.2 用户数据报协议（UDP）219

8.5.3 传输控制协议（TCP）220

8.5.4 因特网协议（IP）226

8.6 IP地址229

8.6.1 IPv4229

8.6.2 IPv4地址子网划分230

8.6.3 IP地址解析：DNS234

8.6.4 IP地址与名字分配236

8.7.1 需要IPv6237

8.7 IPv6237

8.7.3 IPv6地址238

8.7.2 IPv6与IPv4238

8.7.4 IPv6的过渡242

8.8 TCP/IP应用层协议242

8.8.1 电子邮件：SMTP、MIME和POP242

8.8.2 Telnet协议251

8.8.3 文件传输协议（FTP）252

8.8.4 超文本传输协议（HTTP）253

8.9 章末评注260

8.10 本章复习资料260

8.10.1 总结260

8.10.2 词汇检查262

8.10.3 复习题263

8.10.4 推荐读物及参考文献264

第9章 以太网和IEEE802.3 网络271

第三部分 层域网和广域网技术271

9.1 以太网的历史272

9.1.1 开始272

9.1.2 以太网与IEEE802.3273

9.2 10Mbit/s以太网／802.3 局域网275

9.2.1 物理和数据链路层的信息275

9.2.2 网络直径和冲突域的概念278

9.2.3 5-4-3转发器布局规则281

9.2.4 回避5-4-3转发器布局规则283

9.2.5 性能问题283

9.3 交换式以太网、全双工以太网以及虚拟局域网284

9.3.1 分段的概念284

9.3.2 交换式以太网286

9.3.3 全双工以太网290

9.3.4 虚拟局域网（VLAN）291

9.4 100Mbit/s以太网LAN292

9.4.1 快速以太网293

9.4.2 100VG-AnyLAN296

9.5 吉比特以太网299

9.5.1 概述299

9.5.2 IEEE802.3 z：光纤之上的吉比特以太网301

9.5.3 IEEE802.3 ab：铜缆之上的吉比特以太网303

9.5.4 吉比特以太网与异步传输模式（ATM）304

9.5.5 吉比特以太网的基本特点305

9.5.6 越快是否就越好305

9.5.7 以太网作为一种WAN协议：IEEE802.3 ae——10吉比特以太网306

9.6 与以太网相关的其他课题306

9.8 本章复习资料307

9.8.1 总结307

9.7 章末评注307

9.8.2 词汇检查309

9.8.3 复习题310

9.8.4 推荐读物及参考文献312

第10章 令牌环316

10.1 什么是令牌环317

10.2 物理层规范319

10.3 帧格式319

10.3.1 令牌帧319

10.3.2 数据帧320

10.4 优先级和预留322

10.5 监视器站323

10.6 第二代令牌环324

10.6.1 交换式令牌环324

10.6.2 专用令牌环325

10.6.4 高速令牌环326

10.6.3 全双工令牌环326

10.7 令牌环与令牌总线327

10.8 章末评注328

10.9 本章复习资料328

10.9.1 总结328

10.9.2 词汇检查329

10.9.3 复习题329

10.9.4 推荐读物及参考文献330

第11章 光纤分布式数据接口（FDDI）331

11.1 什么是FDDI332

11.2 物理层规范333

11.3 帧格式和媒体访问规范334

11.3.1 帧格式334

11.3.2 MAC子层：FDDI与令牌环336

11.3.3 运行337

11.4 配置和设计问题338

11.5 FDDI与以太网／802.3 或ATM网络的互连340

11.6 FDDI的未来341

11.7 章末评注341

11.8 本章复习资料342

11.8.1 总结342

11.8.2 词汇检查342

11.8.3 复习题343

11.8.4 推荐读物及参考文献343

第12章 综合业务数字网（ISDN）345

12.1 什么是ISDN346

12.1.1 历史346

12.1.2 标准347

12.2 ISDN的组成349

12.2.1 模块、设备和适配器349

12.2.2 接口350

12.3.1 B信道351

12.3 ISDN的信道类型351

12.3.2 D信道352

12.3.3 H信道352

12.4 基本和初等速率接口352

12.4.1 基本速率接口（BRI）353

12.4.2 初等速率接口（PRI）353

12.5 ISDN协议354

12.5.1 概述354

12.5.2 链路访问协议——D信道（LAP-D）355

12.6 ISDN的特性、业务及应用356

12.6.1 业务概要特征标识（SPID）号356

12.6.2 线路与特征集356

12.6.3 电信业务356

12.6.4 ISDN与常规的电话业务357

12.6.5 ISDN和因特网357

12.6.6 局域网到局域网（LAN-LAN）的连接358

12.7 其他的ISDN创新359

12.7.1 永久在线／动态ISDN359

12.7.2 宽带ISDN360

12.8 章末评注360

12.9 本章复习资料361

12.9.1 总结361

12.9.2 词汇检查362

12.9.3 复习题362

12.9.4 推荐读物及参考文献363

第13章 帧中继365

13.1 什么是帧中继366

13.2 帧中继电路368

13.2.1 永久虚电路（PVC）368

13.2.2 承诺信息速率（CIR）368

13.2.3 CIR和超额订购371

13.2.4 交换虚电路（SVC）373

13.3 技术概述和数据链路层问题374

13.3.1 基本操作374

13.3.2 帧中继的帧374

13.3.3 数据链路连接标识符（DLCI）376

13.3.4 拥塞控制与管理377

13.3.5 链路管理379

13.4 其他的帧中继信息379

13.4.1 帧中继话音379

13.4.2 帧中继与其他LAN-LAN的技术381

13.4.3 新闻报道中的帧中继381

13.5 章末评注382

13.6 本章复习资料382

13.6.1 总结382

13.6.3 复习题383

13.6.2 词汇检查383

13.6.4 推荐读物及参考文献384

第14章 交换式多兆位数据服务（SMDS）386

14.1 什么是SMDS387

14.1.1 概述387

14.1.2 历史387

14.1.3 其他开发基本原理388

14.2 SMDS技术概述389

14.2.1 物理层规范389

14.2.2 数据链路层规范：DQDB390

14.3 SMDS接口协议（SIP）391

14.4 SMDS寻址394

14.5 SMDS与其他的LAN-LAN技术395

14.6 SMDS的现状396

14.8.2 词汇检查398

14.8.1 总结398

14.7 章末评注398

14.8 本章复习资料398

14.8.3 复习题399

14.8.4 推荐读物及参考文献399

第15章 异步传输模式（ATM）401

15.1 什么是ATM402

15.1.1 概述402

15.1.2 历史402

15.2 一般的概念和工作方式404

15.2.1 一般概念404

15.2.2 工作方式404

15.3 ATM接口标准405

15.4 ATM信元、虚连接和寻址407

15.4.1 ATM信元408

15.4.2 虚连接409

15.4.3 寻址410

15.5 ATM适配层（AAL）411

15.6 ATM和融合技术413

15.7 ATM与其他技术和服务的对比414

15.7.1 ATM与快速和吉比特以太网的对比414

15.7.2 ATM与帧中继的对比415

15.7.3 ATM与SONET的对比415

15.7.4 ATM作为一种仿真局域网技术415

15.8 章末评注417

15.9 本章复习资料417

15.9.1 总结417

15.9.2 词汇检查418

15.9.3 复习题419

15.9.4 推荐读物和参考文献419

第16章 拨号和家庭连网423

第四部分 相关的网络概念、应用和技术423

16.1 什么是拨号网络424

16.1.1 终端拨号连接424

16.1.2 网络拨号连接425

16.2 模拟调制解调器的概念426

16.2.1 概述426

16.2.2 调制解调器的标准426

16.2.3 DCE、DTE、压缩和差错控制427

16.2.4 56K调制解调器429

16.3 DSL服务430

16.3.1 概述430

16.3.2 DSL传输率和电路质量431

16.3.3 DSL服务类型433

16.4 电缆调制解调器436

16.5.1 连接到因特网438

16.5 家庭连网的概念和问题438

16.5.2 连接一个以上的家庭计算机440

16.5.3 家庭网络的基础设施441

16.5.4 家庭网络的安全441

16.5.5 配置家庭网络时的潜在问题442

16.6 章末评注443

16.7 本章复习资料443

16.7.1 总结443

16.7.2 词汇检查444

16.7.3 复习题445

16.7.4 推荐读物及参考文献446

第17章 网络安全问题448

17.1 什么是网络安全449

17.2 威胁评估450

17.2.1 鉴别关键资产450

17.2.2 谁觊觎你的资产451

17.2.3 风险分析452

17.2.5 文档记录453

17.3 网络攻击和安全措施的考虑453

17.3.1 网络攻击的例子453

17.2.4 战争游戏453

17.3.2 拒绝服务攻击454

17.3.3 实现网络安全的障碍455

17.3.4 安全措施的考虑456

17.4 防火墙458

17.4.1 概述458

17.4.2 防火墙的类型459

17.4.3 防火墙和多协议的环境460

17.4.4 防火墙实现的考虑461

17.5 加密方法462

17.5.1 概述462

17.5.3 数据加密标准（DES）463

17.5.2 开密钥基础设施（PKI）463

17.5.4 PGP464

17.5.5 RSA465

17.6 身份认证和访问控制措施470

17.6.1 数字证书470

17.6.2 智能卡470

17.6.3 Kerberos471

17.7 虚拟专用网和因特网安全471

17.7.1 VPN安全协议472

17.7.2 IP安全协议（IPSec）473

17.7.3 保护VPN连接475

17.8 章末评注475

17.9 本章复习资料475

17.9.1 总结475

17.9.2 词汇检查477

17.9.3 复习题478

17.9.4 推荐读物及参考文献479

第18章 网络融合481

18.1 什么是网络融合482

18.1.1 概述482

18.1.2 融合不仅仅是话音和数据的结合483

18.2 连网问题和融合485

18.2.1 网络媒介和融合485

18.2.2 网络应用和融合486

18.2.3 融合和多媒体连网487

18.3 网络融合对商业的影响489

18.3.1 融合对传统网络和系统的影响489

18.3.2 融合对计算和连网类型的影响490

18.3.3 融合对网络性能和发展速度的影响490

18.3.4 公司结构的变化与融合491

18.3.5 网络管理和融合492

18.3.6 融合和具有公司网络应用的因特网493

18.4 家庭内的融合493

18.5 章末评注494

18.6 本章复习资料495

18.6.1 总结495

18.6.2 词汇检查495

18.6.3 复习题495

18.6.4 推荐读物及参考文献496

附录A 厂商以太网／802.3 前缀498

附录B 单比特错误恢复使用的奇偶校验499

附录C 安装UTP电缆的指导501

附录D 网络设计和分析指南，网络政治503

附录E X.25508

术语表513