深入理解計算機網絡 (華章原創精品)

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《深入理解計算機網絡》被視為網絡領域的里程碑之作，由具備二十餘年實戰經驗的資深網絡工程師、以及國家級網管技能水平認證專家王達親自撰寫。該書得到51CTO技術社區的高度認可，權威性不容置疑。它結合前沿的網絡技術，能夠系統、全面、深入地講解網絡的體系結構、工作機理以及各類通信協議的實現原理，滿足讀者對全面學習與深入研究網絡技術的需求。在閱讀體驗方面，書中近600幅圖表、貼切的比喻與豐富的案例使內容易於理解，顯著降低學習難度。此外，為便於教師授課，書內還提供了精心設計的教學PPT，方便課堂使用。 全書共設11章：第1章介紹數制與編碼相關內容；第2章對網絡的組成、應用、分類及拓撲結構進行宏觀講解；第3章深入探討典型的計算機網絡體系結構、通信原理與協議，以及在體系結構設計中的考慮因素；第4至第7章以及第10至11章系統而深入地闡述了物理層、數據鏈路層、介質訪問控制子層、網絡層、傳輸層和應用層的作用、技術細節與實現原理；第8章專門解析IP地址與子網劃分，既覆蓋IPv4相關技術，也對IPv6進行了深入探討；第9章則對RIP、OSPF、IS-IS、BGP等路由協議及其實現原理進行了系統介紹。 這本書既適合作為希望全面深入瞭解計算機網絡技術的網絡工程師的學習與工作參考，也適合高校教師與學生用於系統性學習計算機網絡技術的教材。

前言
第1章　數制與編碼 / 1
1.1　數制概述 / 2
1.1.1　常見數制類型及表示方法 / 2
1.1.2　不同數制之間的對應關係 / 3
1.2　不同數制間的相互轉換 / 4
1.2.1　非十進制數轉換成十進制數 	 / 4
1.2.2　十進制數轉換成非十進制數  / 6
1.2.3　非十進制數之間的相互轉換  / 9
1.3　二進制數運算 / 10
1.3.1　二進制四則算術運算 / 11
1.3.2　二進制邏輯運算 / 13
1.4　二進制數的表示形式 / 15
1.4.1　二進制數的真值和字長 / 15
1.4.2　二進制數的四種表示形式 / 16
1.4.3　補碼的加減法運算 / 19
第2章　計算機網絡概述 / 23
2.1　計算機網絡概述 / 24
2.1.1　計算機網絡的定義 / 24
2.1.2　計算機網絡的發展歷史 / 25
2.1.3　計算機網絡的基本組成 / 32
2.1.4　計算機網絡的主要應用 / 34
2.2　計算機網絡的分類  / 36
2.2.1　按網絡所覆蓋的地理範圍分 / 37
2.2.2　按網絡管理模式分 / 39
2.2.3　按傳輸方式分 / 43
2.3　計算機網絡拓撲結構 / 44
2.3.1　網絡拓撲結構相關基本概念 / 44
2.3.2　星型拓撲結構 / 45
2.3.3　環形拓撲結構 / 49
2.3.4　總線型拓撲結構 / 54
2.3.5　樹形拓撲結構 / 59
2.3.6　網狀拓撲結構 / 60
2.3.7　混合型拓撲結構 / 62
2.3.8　無線局域網的兩種拓撲結構 / 64
第3章　計算機網絡體系結構 / 66
3.1　典型計算機網絡體系結構 / 67
3.1.1　OSI/RM體系結構 / 67
3.1.2　TCP/IP協議體系結構 / 70
3.1.3　局域網體系結構 / 71
3.1.4　例說網絡體系結構各層主要功能 / 73
3.1.5　OSI/RM和TCP/IP協議體系結構的比較 / 75
3.2　計算機網絡體系結構通信原理 / 77
3.2.1　網絡體系結構的數據通信原理 / 77
3.2.2　網絡體系結構的對等通信原理 / 79
3.3　網絡體系結構的設計考慮 / 82
3.3.1　網絡體系結構中的層次劃分依據 / 82
3.3.2　網絡體系結構分層的好處 / 85
3.4　網絡體系結構中的通信協議 / 86
3.4.1　理解計算機網絡通信協議 / 86
3.4.2　網絡通信協議的三要素 / 87
第4章　物理層 / 89
4.1　物理層概述 / 90
4.1.1　物理層的主要作用 / 90
4.1.2　物理層所定義的特性 / 91
4.2　數據通信基礎 / 97
4.2.1　通信子網與資源子網 / 97
4.2.2　數據通信系統基本模型 / 98
4.2.3　數據通信的幾個基本概念 / 99
4.2.4　數據傳輸類型 / 101
4.2.5　數據傳輸方式 / 105
4.2.6　數據傳輸模式 / 106
4.2.7　數據通信方式 / 108
4.3　數據傳輸速率與信道帶寬 / 111
4.3.1　傳輸速率與信道帶寬的基本概念 / 111
4.3.2　數字信號不失真傳輸的最大傳輸速率限制 / 112
4.3.3　模擬信號不失真還原的最小採樣頻率限制 / 114
4.4　數字基帶信號編碼 / 115
4.4.1　矩形脈衝數字信號基本波形 / 116
4.4.2　數字基帶信號的傳輸碼型  / 119
4.5　信號調製與解調 / 125
4.5.1　調製與解調的關鍵術語 / 125
4.5.2　ASK調製與解調 / 127
4.5.3　FSK調製與解調 / 130
4.5.4　PSK調製與解調 / 135
4.6　物理層傳輸介質 / 140
4.6.1　導向性傳輸介質 / 141
4.6.2　光纖結構及主要附件 / 147
4.6.3　非導向介質 / 151
4.7　信道多路複用技術 / 152
4.7.1　頻分複用及其原理 / 152
4.7.2　時分複用及其原理 / 154
4.7.3　波分複用及其原理 / 156
4.8　物理層接口 / 158
4.8.1　串行接口標準 / 158
4.8.2　RS-232串行接口標準  / 159
4.8.3　其他EIA標準接口 / 163
4.8.4　X.21、X.24、X.36和EIA-530接口規範 / 165
第5章　數據鏈路層 / 169
5.1　數據鏈路層基礎 / 170
5.1.1　劃分數據鏈路層的必要性 / 170
5.1.2　數據鏈路層結構 / 172
5.2　數據鏈路層主要功能及實現原理 / 175
5.2.1　數據鏈路管理 / 175
5.2.2　數據幀封裝和透明傳輸 / 177
5.2.3　差錯控制 / 180
5.2.4　流量控制 / 182
5.3　差錯控制方案 / 183
5.3.1　奇偶校驗碼檢錯方案 / 183
5.3.2　循環冗餘校驗檢錯方案 / 185
5.3.3　反饋檢測法 / 187
5.3.4　空閒重發請求方案 / 188
5.3.5　連續重發請求方案 / 190
5.3.6　海明糾錯碼 / 194
5.4　流量控制 / 198
5.4.1　XON/XOFF流量控制方案 / 198
5.4.2　滑動窗口機制 / 199
5.5　面向字符的BSC協議 / 202
5.5.1　BSC控制字符和數據塊結構 / 202
5.5.2　BSC協議數據透明傳輸原理 / 204
5.6　面向比特的SDLC和HDLC協議 / 205
5.6.1　HDLC鏈路結構和操作方式 / 206
5.6.2　SDLC/HDLC幀結構 / 207
5.6.3　SDLC/HDLC幀類型及其標識方法 / 210
5.7　面向字符的PPP同步傳輸協議 / 212
5.7.1　PPP簡介 / 212
5.7.2　PPP幀結構和透明傳輸原理 / 213
5.7.3　PPP鏈路建立、使用和拆除流程 / 215
5.7.4　PPP的PAP/CHAP身份認證 / 216
5.8　數據鏈路層主要網絡設備 / 218
5.8.1　計算機網卡 / 218
5.8.2　網橋及其工作原理 / 221
5.8.3　二層交換機概述 / 224
5.8.4　二層交換原理 / 228
第6章　介質訪問控制子層 / 231
6.1　MAC子層基礎 / 232
6.1.1　兩種信道類型 / 232
6.1.2　MAC子層概述 / 234
6.1.3　介質爭用綜述 / 235
6.2　CSMA介質訪問控制原理 / 237
6.2.1　非-堅持算法 / 237
6.2.2　1-堅持算法 / 238
6.2.3　P-堅持算法 / 239
6.3　CSMA/CD介質訪問控制原理 / 240
6.3.1　CSMA/CD原理綜述 / 241
6.3.2　衝突檢測原理 / 242
6.3.3　衝突避讓原理 / 243
6.3.4　CSMA/CD的不足 / 245
6.4　局域網標準及以太網幀格式 / 246
6.4.1　IEEE 802系列局域網標準 / 246
6.4.2　以太網幀格式綜述 / 247
6.4.3　以太網LLC幀頭部格式 / 251
6.4.4　以太網SNAP頭部格式 / 251
6.4.5　以太網MAC幀 / 253
6.5　標準以太網規範及體系結構 / 255
6.5.1　標準以太網規範 / 255
6.5.2　標準以太網物理層結構 / 256
6.6　快速以太網規範及體系結構 / 258
6.6.1　快速以太網規範 / 259
6.6.2　快速以太網物理層結構 / 263
6.7　千兆以太網規範及體系結構 / 264
6.7.1　千兆以太網規範 / 264
6.7.2　1000Base-T以太網技術 / 267
6.7.3　IEEE千兆以太網物理層結構 / 269
6.8　萬兆以太網規範及體系結構 / 270
6.8.1　萬兆以太網規範 / 270
6.8.2　萬兆以太網的物理層結構 / 273
6.9　IEEE 802.1d協議 / 274
6.9.1　理解“網絡環路” / 274
6.9.2　STP簡介 / 275
6.9.3　STP的基本工作原理 / 276
6.9.4　STP的不足和增強技術  / 278
6.10　IEEE 802.1q協議 / 279
6.10.1　劃分VLAN的目的 / 279
6.10.2　理解VLAN的形成和工作原理 / 280
6.10.3　IEEE 802.1q幀頭部格式 / 282
6.11　IEEE 802.1w協議 / 284
6.12　IEEE 802.1s協議 / 286
6.12.1　MSTP簡介 / 286
6.12.2　MST區域及工作原理 / 289
6.13　IEEE 802.1x協議 / 291
6.13.1　IEEE 802.1x認證設備角色 / 291
6.13.2　IEEE 802.1x主機模式 / 292
6.13.3　IEEE 802.1x認證流程  / 294
6.14　主要WLAN標準與技術 / 297
6.14.1　IEEE 802.11b規範主要特性 / 298
6.14.2　IEEE 802.11a規範主要特性 / 301
6.14.3　IEEE 802.11g規範主要特性 / 303
6.14.4　IEEE 802.11n規範主要特性 / 304
6.14.5　兩個未正式發佈的新規範簡介 / 305
6.14.6　其他主要WLAN規範 / 306
6.14.7　WLAN MAC幀格式 / 308
第7章　網絡層 / 311
7.1　網絡層概述 / 312
7.1.1　劃分網絡層的必要性 / 312
7.1.2　網絡層主要作用 / 314
7.2　網絡層數據交換及相關技術 / 315
7.2.1　線路交換 / 316
7.2.2　存儲–轉發 / 317
7.2.3　虛電路分組交換 / 320
7.2.4　數據報分組交換 / 322
7.2.5　虛電路交換和數據報交換的比較 / 323
7.3　網絡層協議及報文格式 / 324
7.3.1　IP協議基本功能 / 325
7.3.2　IPv4的不足 / 326
7.3.3　IPv6的主要優勢 / 327
7.3.4　IPv4數據報頭部格式 / 328
7.3.5　IPv6數據報頭部格式 / 332
7.3.6　IPv6擴展報頭 / 335
7.3.7　IPv4數據報的封裝與解封裝 / 336
7.3.8　IPv4數據報的分段與重組 / 338
7.3.9　ARP協議報文格式及ARP表 / 339
7.3.10　ARP地址解析原理 / 341
7.3.11　ICMP協議及報文格式 / 342
7.3.12　IPv6協議簇中的其他協議 / 345
7.4　路由和路由算法 / 347
7.4.1　路由的分類 / 348
7.4.2　路由算法基礎 / 352
7.4.3　路由表基礎 / 355
7.4.4　路由優先級　 / 356
7.4.5　路由算法設計目標和設計考慮 / 357
7.5　幾種主要的路由算法解析 / 359
7.5.1　最短路徑路由算法 / 359
7.5.2　擴散算法 / 362
7.5.3　距離矢量路由算法 / 363
7.5.4　鏈路狀態路由算法 / 367
7.6　網絡擁塞控制方法和原理 / 371
7.6.1　網絡擁塞控制方法 / 371
7.6.2　死鎖及其預防 / 374
7.7　網絡層設備及主要技術 / 376
7.7.1　路由器主要硬件技術 / 376
7.7.2　路由器主要軟件技術 / 381
7.7.3　三層交換機 / 385
7.7.4　三層交換機硬件結構 / 386
7.7.5　三層交換原理 / 387
7.7.6　三層交換示例 / 389
7.7.7　三層交換機和路由器的主要區別 / 391
第8章　IP地址和子網 / 393
8.1　IPv4地址 / 394
8.1.1　IPv4地址基本格式 / 394
8.1.2　子網掩碼 / 395
8.1.3　IPv4地址的基本分類 / 396
8.1.4　有類/無類IPv4網絡 / 400
8.1.5　網絡地址、主機地址和廣播地址 / 402
8.1.6　IPv4地址前綴表示形式 / 404
8.1.7　幾種特殊的IPv4地址 / 405
8.2　IPv4子網劃分與聚合 / 407
8.2.1　VLSM子網劃分的基本思想 / 407
8.2.2　全0子網與全1子網 / 408
8.2.3　VLSM子網劃分方法 / 409
8.2.4　VLSM子網劃分示例 / 410
8.2.5　子網聚合方法及示例 / 413
8.3　IPv4 NAT基礎 / 415
8.3.1　NAT的主要應用 / 416
8.3.2　與NAT相關的主要術語  / 416
8.3.3　NAT地址基本轉換原理 / 419
8.3.4　NAT類型 / 420
8.4　IPv6地址基礎 / 422
8.4.1　IPv6地址表示形式 / 422
8.4.2　IPv6地址中的二進制數與十六進制轉換 / 424
8.5　IPv6地址類型 / 425
8.5.1　IPv6單播地址 / 426
8.5.2　IPv6組播地址 / 430
8.5.3　IPv6任播地址 / 431
8.5.4　IPv6主機和路由器地址 / 432
8.5.5　IPv6地址前綴表示形式 / 433
8.6　IPv6地址自動配置 / 434
8.6.1　IPv6地址自動配置的類型 / 434
8.6.2　自動配置過程 / 435
第9章　路由協議及工作原理 / 437
9.1　RIP路由協議 / 438
9.1.1　RIP路由度量機制  / 438
9.1.2　RIP路由更新機制 / 440
9.1.3　RIP路由收斂機制 / 442
9.1.4　RIP報文格式 / 445
9.2　OSPF路由協議 / 446
9.2.1　OSPF協議簡介 / 446
9.2.2　OSPF的AS與Area / 448
9.2.3　OSPF網絡路由器類型 / 449
9.2.4　DR和BDR / 450
9.2.5　OSPF LSA類型 / 452
9.2.6　Backbone（骨幹）區域 / 454
9.2.7　Stub（末梢）區域 / 455
9.2.8　Totally Stub區域和NSSA區域 / 456
9.2.9　OSPF路由計算基本過程 / 458
9.2.10　OSPF報頭格式 / 460
9.3　IS-IS路由協議 / 464
9.3.1　ISO網絡基礎 / 464
9.3.2　IS-IS路由協議基本術語 / 465
9.3.3　IS-IS路由及路由器類型 / 468
9.3.4　IS-IS與OSPF區域及路由器鄰接關係比較 / 469
9.3.5　IS-IS PDU報頭格式 / 472
9.3.6　IIH PDU包格式 / 473
9.3.7　LSP PDU包格式 / 475
9.3.8　SNP PDU包格式 / 476
9.3.9　IS-IS PDU可變字段格式 / 477
9.3.10　IS-IS的兩種地址格式 / 478
9.3.11　IS-IS與OSPF的比較 / 480
9.3.12　IS-IS最短路徑計算和路由表生成原理 / 481
9.4　BGP / 483
9.4.1　BGP概述 / 483
9.4.2　BGP AS  / 484
9.4.3　BGP地址簇模型 / 486
9.4.4　BGP speaker和peer的關係 / 488
9.4.5　BGP peer會話建立 / 490
9.4.6　BGP的路由屬性 / 490
9.4.7　BGP的消息類型及報文格式 / 494
第10章　傳輸層 / 498
10.1　傳輸層概述 / 499
10.1.1　劃分傳輸層的必要性 / 499
10.1.2　傳輸層的端到端傳輸服務 / 501
10.1.3　傳輸層服務 / 502
10.1.4　TSAP和TPDU / 504
10.1.5　傳輸連接建立階段的主要TPDU  / 507
10.1.6　數據傳輸階段的主要TPDU / 508
10.1.7　傳輸連接釋放階段的TPDU / 512
10.1.8　傳輸服務原語 / 513
10.2　傳輸層服務功能 / 517
10.2.1　傳輸層尋址方案 / 517
10.2.2　傳輸連接建立 / 520
10.2.3　重複傳輸連接的解決方法 / 521
10.2.4　數據傳輸 / 524
10.2.5　傳輸連接釋放 / 525
10.2.6　流量控制 / 526
10.2.7　多路複用 / 529
10.2.8　崩潰恢復 / 529
10.3　TCP概述 / 530
10.3.1　TCP的主要特性 / 530
10.3.2　TCP數據段格式 / 531
10.3.3　TCP套接字 / 534
10.3.4　TCP端口 / 537
10.3.5　TCP連接的狀態轉移 / 539
10.3.6　TCP傳輸連接的建立 / 542
10.3.7　TCP傳輸連接的釋放 / 544
10.4　TCP的可靠傳輸 / 546
10.4.1　TCP的數據段確認機制 / 547
10.4.2　TCP的超時重傳機制 / 549
10.4.3　TCP的選擇性確認機制 / 550
10.5　TCP的流量控制 / 552
10.5.1　TCP的流量控制簡介 / 552
10.5.2　基於傳輸效率的考慮 / 554
10.6　TCP的擁塞控制 / 555
10.6.1　TCP擁塞控制簡介 / 555
10.6.2　TCP擁塞控制方案 / 557
10.7　UDP概述 / 560
10.7.1　UDP的基礎知識 / 560
10.7.2　UDP數據報頭部格式  / 561
第11章　應用層 / 563
11.1　應用層概述 / 564
11.1.1　應用層組件及典型應用服務 / 564
11.1.2　應用層的C/S服務模型 / 565
11.2　Web服務基礎 / 566
11.2.1　Web服務模型 / 566
11.2.2　萬維網的全球統一標識 / 567
11.2.3　萬維網文檔標記 / 569
11.2.4　HTML文檔類型 / 570
11.2.5　HTML文檔的“三超屬性” / 572
11.2.6　HTTP服務訪問基本流程 / 573
11.2.7　HTTP的主要特性 / 574
11.2.8　HTTP請求報文格式 / 575
11.2.9　HTTP響應報文格式 / 577
11.3　DNS服務 / 579
11.3.1　DNS技術的引入背景 / 580
11.3.2　DNS命名方案的設計思想 / 582
11.3.3　DNS名稱空間 / 583
11.3.4　DNS名稱服務器 / 586
11.3.5　DNS報文格式 / 589
11.3.6　DNS數據傳輸方式 / 593
11.3.7　DNS遞歸解析原理 / 594
11.3.8　DNS迭代解析原理 / 596
11.4　DHCP服務 / 599
11.4.1　BOOTP和DHCP簡介 / 599
11.4.2　DHCP服務的主要功能及應用環境 / 600