本书是作者多年教学实践与课程改革的经验总结，以计算机网络各层核心协议技术标准为主线，以提升学生学习兴趣为先导，系统深入地讲解了应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层的主要任务和相关实现协议，采用自顶向下的视角引出了TCP/IP核心协议所解决的科学问题，循序渐进地剖析了计算机网络协议三要素（语法、语义、时序）、客户服务器工作模式、域名系统、万维网、数据可靠传输、流量控制及拥塞控制、内部路由选择、透明传输、虚拟局域网等知识的重点和难点，详细阐述了通信子网中重要设备（路由器、交换机等）的配置及使用的技术细节。本书通过个人独立完成的计算机网络常规实验操作和团队协作完成的课程设计，启发和鼓励学生在解决问题的过程中锻炼及提高自己的计算机网络软/硬件开发、维护等实践能力。本书可以作为计算机科学技术、物联网工程、人工智能、软件工程等专业高年级本科生学习计算机网络技术课程参考教材使用，也可供计算机科学与技术、电子科学与技术、控制工程、通信工程、信息安全、智能科学与技术等相关专业硕、博士研究生学习选读。授课教师可以根据相关教学计划，灵活调整授课学时。本书配有以下教学资源：电子课件、习题答案、教学大纲等。欢迎选用本书作教材的老师发邮件至jinacmp@163.com索取，或登录www.cmpedu.com注册下载。
前 言
第1章 绪论1
1.1 计算机网络的历史故事1
1.1.1 燧烽守候，沧桑见证1
1.1.2 莫尔斯电码，点划世界2
1.1.3 钟摆传奇，谛悟传真2
1.2 计算机网络的发展3
1.2.1 主机多终端式的发展阶段3
1.2.2 有独立功能的多主机互联阶段4
1.2.3 计算机网络标准化阶段5
1.2.4 计算机网络的高速化、个性化、
综合化、智能化阶段6
1.3 计算机网络的基本概念6
1.3.1 计算机网络的定义6
1.3.2 资源子网、通信子网和节点7
1.3.3 通信链路7
1.3.4 广域网、局域网和城域网8
1.3.5 公用网和专用网8
1.3.6 互联网 8
1.3.7 无线网8
1.3.8 虚拟和透明8
1.3.9 虚拟局域网与虚拟专用网9
1.4 计算机网络的组成9
1.4.1 基本要素9
1.4.2 系统拓扑结构描述9
1.4.3 系统组成9
1.4.4 计算机网络的功能和特点11
1.4.5 计算机网络的分类及其拓扑
结构12
1.4.6 计算机网络体系结构与协议13
1.4.7 OSI参考模型中各层功能概述16
1.4.8 TCP/IP体系结构20
本章小结21
习题22
扩展阅读22
第2章 应用层核心协议23
2.1 域名系统23
2.1.1 域名系统的研究历史23
2.1.2 域名系统概述24
2.1.3 Internet的域名结构24
2.1.4 域名服务器与域名解析25
2.2 文件传送协议28
2.2.1 FTP概述28
2.2.2 基本工作原理28
2.2.3 主动和被动模式29
2.2.4 FTP和网页浏览器30
2.2.5 FTP的使用30
2.3 网络文件系统31
2.3.1 NFS组成及配置过程31
2.3.2 NFS的技术优势32
2.4 简单文件传送协议32
2.4.1 TFTP的主要特点32
2.4.2 TFTP 的工作原理32
2.4.3 FTP与TFTP的区别34
2.5 远程登录协议 34
2.5.1 客户服务器工作模式34
2.5.2 TELNET的使用35
2.6 电子邮件36
2.6.1 概述36
2.6.2 电子邮件的组成构件37
2.6.3 电子邮件的发送和接收过程38
2.6.4 电子邮件的组成38
2.6.5 简单邮件传送协议39
2.6.6 邮局协议39
2.6.7 通用Internet邮件扩充协议39
2.7 万维网41
2.7.1 伯纳斯·李与万维网的创建41
2.7.2 万维网的工作原理41
2.7.3 统一资源定位符43
2.7.4 超文本传送协议44
2.7.5 超文本标记语言48
2.7.6 万维网页面中的超链49
2.7.7 万维网动态文档50
2.7.8 动态网页编程技术52
2.7.9 万维网上的搜索引擎53
2.8 引导程序协议与动态主机配置
协议54
目 录 目 录 2.8.1 引导程序协议54
2.8.2 动态主机配置协议55
2.9 简单网络管理56
2.9.1 网络管理的基本概念56
2.9.2 简单网络管理协议 57
2.9.3 管理信息库58
2.9.4 SNMPv1的五种协议数据单元59
2.9.5 SNMPv2和SNMPv360
2.10 网络应用进程接口61
2.10.1 应用编程接口与套接字61
2.10.2 无连接循环服务与面向连接
并发服务62
本章小结64
习题64
扩展阅读65
第3章 传输层核心协议66
3.1 传输层协议概述66
3.1.1 传输层协议的地位66
3.1.2 传输层与应用进程的通信66
3.1.3 传输层协议和网络层协议67
3.2 TCP/IP体系中的传输层68
3.2.1 TCP与UDP68
3.2.2 传输层网络端口69
3.3 用户数据报协议 70
3.3.1 UDP概述70
3.3.2 用户数据报首部格式70
3.4 传输控制协议 71
3.4.1 TCP服务器与客户机通信机制71
3.4.2 传输控制协议报文段的首部71
3.4.3 面向字节的数据编号与确认
机制73
3.4.4 流量控制与拥塞控制73
3.4.5 重传机制76
3.4.6 采用随机早期丢弃策略进行拥塞
控制77
3.4.7 TCP的传输连接管理78
3.4.8 管理信息库79
本章小结80
习题80
扩展阅读80
第4章 网络层核心协议81
4.1 网络层与网络互联81
4.1.1 网络层的主要任务81
4.1.2 网络互联的基本概念81
4.2 IPv4地址82
4.2.1 IPv4地址概述82
4.2.2 IPv4地址分类82
4.2.3 几种特殊IP地址形式84
4.2.4 子网85
4.2.5 子网地址空间的划分88
4.2.6 超网90
4.2.7 无类域间路由技术91
4.2.8 网络地址转换技术92
4.3 IP分组交付和路由选择98
4.3.1 IP分组交付98
4.3.2 路由选择99
4.4 Internet的路由选择协议100
4.4.1 自治系统100
4.4.2 内部网关协议100
4.4.3 短路径优先协议105
4.4.4 外部网关协议110
4.5 IPv4协议112
4.5.1 IPv4协议的特点112
4.5.2 IPv4数据报112
4.5.3 IP数据报的分片113
4.6 地址解析协议115
4.6.1 IP地址与物理地址的映射115
4.6.2 地址解析方法的改进117
4.7 路由器与第三层交换机118
4.7.1 路由器的主要功能118
4.7.2 路由器的结构118
4.7.3 路由器的基本工作原理120
4.7.4 第三层交换机121
4.7.5 路由器的配置方式与配置
方法122
4.7.6 路由器的基本配置及公用
命令123
4.8 Internet控制报文协议124
4.8.1 ICMP的作用与特点124
4.8.2 ICMP报文125
4.9 IP组播与Internet组管理协议126
4.9.1 IP组播的基本概念126
4.9.2 Internet组管理协议126
4.9.3 组播路由器与IP组播中的隧道
技术126
4.10 IPv6与IPSec127
4.10.1 IPv6的主要特点127
4.10.2 IPv6地址表示方法128
4.10.3 IPv6与IPv4报头的比较129
4.10.4 IPv4到IPv6的过渡129
4.10.5 IPSec安全协议131
本章小结132
习题132
扩展阅读132
第5章 数据链路层核心协议133
5.1 数据链路层概述133
5.1.1 基本术语133
5.1.2 数据链路层的主要功能134
5.1.3 四个基本问题134
5.2 停止等待协议136
5.2.1 透明化数据传输136
5.2.2 具有简单流量控制的数据
链路层协议137
5.2.3 实用的停止等待协议138
5.2.4 循环冗余检验的原理139
5.2.5 停止等待协议的算法140
5.2.6 停止等待协议的定量分析141
5.3 连续ARQ协议142
5.3.1 连续ARQ协议的工作原理142
5.3.2 滑动窗口的概念143
5.3.3 信道利用率与佳帧长144
5.3.4 选择重传ARQ协议144
5.4 面向位的链路层协议145
5.4.1 面向位的链路层协议概述145
5.4.2 HDLC的帧结构145
5.5 Internet的点对点协议146
5.5.1 Internet的点对点协议的组成146
5.5.2 PPP的帧格式146
5.5.3 PPP的工作状态147
本章小结147
习题148
扩展阅读148
第6章 物理层核心协议149
6.1 物理层主要功能149
6.1.1 物理层与局域网150
6.1.2 物理层主要特性150
6.2 以太网概述151
6.2.1 以太网的工作原理151
6.2.2 以太网的连接方法153
6.3 以太网的MAC层155
6.3.1 MAC层的硬件地址155
6.3.2 两种不同的 MAC 帧格式156
6.4 局域网的扩展方式158
6.4.1 在物理层扩展局域网158
6.4.2 在数据链路层扩展局域网158
6.5 虚拟局域网162
6.5.1 虚拟局域网的概念162
6.5.2 虚拟局域网使用的以太网帧
格式 162
6.6 快速以太网163
6.6.1 100BASET以太网163
6.6.2 吉比特以太网163
6.6.3 10吉比特以太网164
6.7 无线局域网165
6.7.1 无线局域网的组成165
6.7.2 802.11标准中的物理层166
6.7.3 802.11标准中的MAC层166
本章小结170
习题170
扩展阅读171
第7章 局域网组建实验172
7.1 实验环境和基本操作172
7.1.1 Cisco Packet Tracer使用说明172
7.1.2 交换机和路由器的使用175
7.1.3 常用网络命令187
7.2 局域网组建189
7.2.1 单台交换机划分Vlan189
7.2.2 跨交换机Vlan访问193
7.2.3 链路聚合配置197
7.3 Vlan间通信200
7.3.1 单臂路由200
7.3.2 三层交换机实现Vlan间通信205
第8章 路由器组网配置与安全技术
实验210
8.1 路由器组网210
8.1.1 简网络互联210
8.1.2 静态路由213
8.2 动态路由协议215
8.2.1 RIP基本配置215
8.2.2 单区域OSPF221
8.2.3 多区域OSPF228
8.3 网络安全技术234
8.3.1 访问控制列表234
8.3.2 网络地址转换238
附录 名词及术语中英文对照索引表246
参考文献248
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