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本书与同类教材相比，具有三大特色：（1） 定位应用型本科院校，兼顾类别：本书定位于应用型理工科专业的计算机网络教学，深入浅出，强调了基础原理和应用技术的统一。既面向非计算机类的理工科专业，又照顾到计算机专业对知识的深入和扩展。在附录中专门给出了计算机网络课的考研大纲和近两年的试题及答案，为学生测验所学网络知识提供参考。（2） 突出图解，精选例题：在基本原理方面力求讲透，设计了大量生动的图例和实例说明，避免其枯燥的陈述。精心设计了43道典型例题，覆盖了概念和原理的理解、求解和运算、工程演练和证明等多种题型。同时，许多习题都可以通过例题找到解法。因此，体现了例题-习题-考题的一致性，便于教学和自学需要。（3） 体现网络应用与协议分析能力：在部分章后设置了实验项目，便于及时开展网络实践。同时，为了真实展现网络协议的结构和实际应用状况，采用了网络协议分析工具Wireshark，在多个网络层次进行数据抓包，通过显示分析其数据内容，使原理性内容在实践性环节中得到验证，激发了学生的学习兴趣。
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| 內容簡介： |
本书系统地介绍了计算机网络的基本概念、原理与技术，内容包括绪论、物理层、数据链路层、局域网、网络层、传输层、应用层和网络安全，共8章；各章后附有丰富的习题；书后还给出了两个附录，其内容包括2016年全国硕士研究生入学统考计算机学科专业基础综合考试计算机网络大纲、2009年至2014年全国硕士研究生入学统考计算机学科专业基础计算机网络部分综合题与解析。本书提供配套PPT教学课件和习题参考答案，可在清华大学出版社的官方网站下载。
本书定位于应用型本科专业的计算机网络教学，深入浅出，强调了基础知识和应用的统一，对每章的例题和习题都进行了精选，体现例题、习题、考题的一致性，并兼顾了硕士研究生入学考试中计算机网络课程的大纲范围；在基本原理方面力求讲透，设计了大量生动的图例和实例说明；在协议分析及其验证方面，选用了网络协议分析工具在多个网络层次进行数据抓包并显示。
本书可作为高校计算机科学与技术专业和其他理工科专业的计算机网络原理教材，也可作为其他专业师生和网络技术人员的参考书。
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| 目錄：
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目录
第1章绪论1
1.1计算机网络概述1
1.1.1计算机网络的产生和发展1
1.1.2我国的网络发展情况3
1.1.3计算机网络的定义4
1.1.4计算机网络的组成5
1.2计算机网络的分类6
1.2.1按拓扑结构分类6
1.2.2按地理范围分类7
1.2.3无线网络8
1.2.4其他分类9
1.3计算机网络的体系结构9
1.3.1分层体系结构及协议10
1.3.2OSI模型12
1.3.3TCPIP协议15
习题117
第2章物理层19
2.1数据通信概述19
2.1.1数据通信模型19
2.1.2数据通信系统的技术指标21
2.2传输媒体25
2.2.1双绞线25
2.2.2同轴电缆26
2.2.3光缆26
2.2.4无线通信28
2.3数据传输方式28
2.3.1并行传输与串行传输28
2.3.2异步传输与同步传输29
2.3.3单工、半双工和全双工传输30
2.3.4模拟传输与数字传输31
2.3.5共享通信和点对点通信31
2.4数据编码技术33
2.4.1数字数据调制为模拟信号33
2.4.2数字数据编码为数字信号34
2.4.3模拟数据编码为数字信号36
2.5多路复用技术36
2.5.1频分多路复用FDM37
2.5.2时分多路复用TDM37
2.5.3波分多路复用WDM39
2.5.4码分多路复用CDM39
2.6数据交换技术40
2.6.1线路交换40
2.6.2报文交换41
2.6.3分组交换42
2.7物理层协议与设备43
2.7.1物理层的接口特性43
2.7.2物理层的设备44
习题244
第3章数据链路层46
3.1数据链路层的功能46
3.1.1为网络层提供服务46
3.1.2组帧47
3.1.3差错控制47
3.1.4流量控制47
3.2组帧技术48
3.2.1字节计数法48
3.2.2字符填充法48
3.2.3零比特填充法49
3.2.4违例编码法49
3.3差错控制50
3.3.1奇偶检验码50
3.3.2循环冗余校验码51
3.3.3汉明码53
3.4流量控制55
3.4.1停等协议55
3.4.2滑动窗口机制58
3.4.3后退N帧协议61
3.4.4选择重传协议62
3.5高级数据链路协议HDLC64
3.5.1HDLC的基本特点65
3.5.2HDLC的帧结构65
3.5.3HDLC的帧类型66
3.6点对点协议PPP68
3.6.1PPP协议的特点与组成68
3.6.2PPP协议的帧结构69
3.6.3PPP协议的工作状态69
习题370
第4章局域网72
4.1局域网概述72
4.1.1IEEE 802参考模型和协议72
4.1.2局域网的分类74
4.2传统以太网75
4.2.1CSMACD协议的工作原理75
4.2.2传统以太网的连接方法78
4.2.3以太网的MAC层和帧结构79
4.3高速以太网82
4.3.1100BaseT以太网82
4.3.2千兆以太网83
4.3.3万兆以太网84
4.4虚拟局域网84
4.4.1基于端口的VLAN85
4.4.2基于MAC地址的VLAN85
4.4.3基于第三层协议的VLAN85
4.4.4基于用户使用策略的VLAN86
4.5无线局域网86
4.5.1无线局域网的结构分类87
4.5.2无线局域网的工作原理88
4.5.3无线局域网的帧结构90
4.6局域网的扩展91
4.6.1在物理层扩展局域网91
4.6.2在数据链路层扩展局域网92
4.7透明网桥及其算法95
4.7.1透明网桥的体系结构95
4.7.2帧转发规则95
4.7.3地址学习96
4.7.4生成树算法96
习题499
第5章网络层102
5.1网络层概述102
5.1.1数据报网络服务103
5.1.2虚电路网络服务104
5.1.3数据报和虚电路网络的比较105
5.2标准分类的IP地址106
5.2.1特殊IP地址107
5.2.2专用地址107
5.2.3标准分类IP地址108
5.3子网与超网编址方法109
5.3.1IP子网划分110
5.3.2CIDR113
5.4IP和ICMP协议115
5.4.1IP协议116
5.4.2ICMP协议118
5.5ARP协议120
5.5.1IP地址与MAC地址的映射方法120
5.5.2ARP的工作原理121
5.6路由选择协议和路由器122
5.6.1IP分组转发123
5.6.2内部网关协议RIP126
5.6.3内部网关协议OSPF130
5.6.4外部网关协议BGP137
5.6.5路由器138
5.7IP多播139
5.7.1IP多播概述139
5.7.2IP多播协议与路由选择141
5.8VPN和NAT142
5.8.1VPN142
5.8.2NAT144
5.9IPv6协议147
5.9.1IPv6编址147
5.9.2IPv6的基本首部格式149
习题5151
第6章传输层154
6.1传输层协议概述154
6.1.1进程之间的通信154
6.1.2端口及其作用155
6.2UDP协议158
6.2.1UDP协议的特点158
6.2.2UDP报文格式158
6.2.3UDP的校验和计算159
6.3TCP协议概述161
6.3.1TCP协议的基本特点161
6.3.2TCP报文段的首部格式162
6.4TCP的连接管理164
6.4.1连接建立164
6.4.2连接释放165
6.4.3连接重置166
6.5可靠传输167
6.5.1TCP校验和167
6.5.2确认机制167
6.5.3定时器168
6.6TCP的流量控制170
6.7TCP的拥塞控制171
习题6173
第7章应用层175
7.1网络应用模式175
7.1.1集中应用模式175
7.1.2客户机服务器应用模式176
7.1.3基于Web的浏览器服务器应用模式177
7.1.4P2P模式177
7.2域名系统DNS178
7.2.1域名与域名空间178
7.2.2域名服务器与域名解析180
7.3文件传输协议FTP182
7.3.1FTP的工作原理与模式182
7.3.2FTP协议的规范184
7.3.3FTP的登录方式186
7.3.4简单文件传送协议TFTP187
7.4电子邮件188
7.4.1电子邮件系统的组成189
7.4.2SMTP协议191
7.4.3POP3和IMAP4协议195
7.5WWW服务196
7.5.1统一资源定位符URL197
7.5.2HTTP协议198
7.5.3HTML201
7.5.4HTTPS协议203
7.6SNMP协议204
7.6.1SNMP概述204
7.6.2SNMP的配置205
7.6.3管理信息库MIB205
7.6.4SNMP报文格式208
7.7RTPRTCP协议210
7.7.1RTPRTCP的协议层次210
7.7.2RTP的报头格式211
7.7.3RTCP的报头格式212
7.7.4RTP的会话过程214
7.7.5RTP的转换器和混合器215
7.8主机配置协议216
7.8.1BOOTP216
7.8.2DHCP216
习题7218
第8章网络安全220
8.1网络安全概述220
8.1.1网络安全的含义220
8.1.2网络安全威胁222
8.1.3网络安全体系223
8.2数据加密技术224
8.2.1传统加密方法225
8.2.2对称加密技术226
8.2.3非对称加密技术226
8.2.4数字信封228
8.2.5数字签名229
8.2.6报文摘要230
8.3防火墙技术230
8.3.1防火墙的功能与特点230
8.3.2防火墙的分类232
8.3.3常见的防火墙结构233
8.3.4防火墙的发展238
8.4网络安全协议239
8.4.1IPSec协议239
8.4.2SSLTLS协议240
8.4.3PGP协议241
8.4.4SSH协议243
8.4.5SET协议244
习题8245附录一2016年全国硕士研究生入学统考计算机学科专业基础综合考试计算机
网络大纲247附录二全国硕士研究生入学统考计算机学科专业基础计算机网络部分综合题
与解析20092014年252
参考文献259
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| 內容試閱：
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序言
21世纪计算机科学与技术实践型教程
编辑委员会
主任：
陈明
委员：毛国君白中英叶新铭刘淑芬刘书家
汤庸何炎祥陈永义罗四维段友祥
高维东郭禾姚琳崔武子曹元大
谢树煜焦金生韩江洪
策划编辑：
谢琛
21世纪计算机科学与技术实践型教程
序
21世纪影响世界的三大关键技术： 以计算机和网络为代表的信息技术；以基因工程为代表的生命科学和生物技术；以纳米技术为代表的新型材料技术。信息技术居三大关键技术之首。国民经济的发展采取信息化带动现代化的方针，要求在所有领域中迅速推广信息技术，导致需要大量的计算机科学与技术领域的优秀人才。
计算机科学与技术的广泛应用是计算机学科发展的原动力，计算机科学是一门应用科学。因此，计算机学科的优秀人才不仅应具有坚实的科学理论基础，更重要的是能将理论与实践相结合，并具有解决实际问题的能力。培养计算机科学与技术的优秀人才是社会的需要、国民经济发展的需要。
制定科学的教学计划对于培养计算机科学与技术人才十分重要，而教材的选择是实施教学计划的一个重要组成部分，《21世纪计算机科学与技术实践型教程》主要考虑了下述两方面。
一方面，高等学校的计算机科学与技术专业的学生，在学习了基本的必修课和部分选修课程之后，对于立刻进行计算机应用系统的软件和硬件开发与应用尚存在一些困难，而《21世纪计算机科学与技术实践型教程》就是为了填补这部分空白，将理论与实际联系起来，使学生不仅学会了计算机科学理论，而且同时学会应用这些理论解决实际问题。
另一方面，计算机科学与技术专业的课程内容需要经过实践练习才能深刻理解和掌握。因此，本套教材增强了实践性、应用性和可理解性，并在体例上做了改进使用案例说明。
实践型教学占有重要的位置，不仅体现了理论和实践紧密结合的学科特征，而且对于提高学生的综合素质，培养学生的创新精神与实践能力有特殊的作用。因此，研究和撰写实践型教材是必须的，也是十分重要的任务。优秀的教材是保障高水平教学的重要因素，选择水平高、内容新、实践性强的教材可以促进课堂教学质量的快速提升。在教学中，应用实践型教材可以增强学生的认知能力、创新能力、实践能力以及团队协作和交流表达能力。
实践型教材应由教学经验丰富、实践应用经验丰富的教师撰写。本系列教材的作者不但从事了多年的计算机教学，而且参加并完成了多项计算机类的科研项目，他们把积累的经验、知识、智慧、素质融合于教材中，奉献给计算机科学与技术的教学。
我们在组织本系列教材的过程中，虽然经过了详细的思考和讨论，但毕竟是初步的尝试，不完善甚至缺陷不可避免，敬请读者指正。
本系列教材主编陈明
2005年1月于北京
第2版前言
本书第1版自出版以来，一直在北京石油化工学院和部分高校使用，受到了广大师生的关注。随着网络技术的飞速发展，教材也需要不断更新。本次改版的重点是新增了部分网络协议和算法，同步新增了习题，调整了附录内容，并修改了第1版中的错误。
主要扩充内容如下：
1 绪论，补充了协议和服务的关系描述。
2 物理层，增加了网络时延计算原理图；补充了绝对调相和相对调相内容；删除了光纤传输系统结构内容，增加了光纤连接器的描述。
3 数据链路层，增加了汉明码纠错知识及其应用示例。
4 局域网，增加了透明网桥的体系结构、工作流程和生成树算法，补充了例题的解析内容，增加了透明网桥转发表生成的过程描述。
5 网络层，补充了RIP协议报文格式、算法描述和示例；补充了OSPF协议内容，增加了链路状态算法和SPF算法，增加了OSPF报文格式及其示例。
6 应用层，增加了HTTPS协议内容；增加了SNMP协议内容；增加了RTPRTCP协议内容解析。
附录内容调整如下：
1 2016年全国硕士研究生入学统考计算机学科专业基础综合考试计算机网络大纲。
2 全国硕士研究生入学统考计算机学科专业基础计算机网络部分综合题与解析20092014年。
本次改版仍然继承了第1版的8章结构，内容包括绪论、物理层、数据链路层、局域网、网络层、传输层、应用层和网络安全。在阐述基本原理和应用方法时，设计了大量生动的图例和实例说明，避免了枯燥的陈述。同时，对每章的例题和习题都进行了精选，使其具有更好的代表性，体现例题、习题、考题的一致性。有关综合实验和网络课程设计环节，请读者参考作者编写的另一部教材《计算机网络课程设计》。
本书提供配套PPT教学课件和习题参考答案，可在清华大学出版社的官方网站下载。
本书改版由张晓明统一规划和撰写。在编写过程中，得到了清华大学出版社谢琛老师的大力帮助。本书还引用了一些国内外同行的工作成果，在此一并表示感谢。
由于作者水平有限，书中难免存在错误与不妥之处，殷切希望广大读者批评指正，联系邮箱： 993103401@qq.com。
张晓明 2017年4月
第1版前言
随着计算机网络的广泛应用和技术发展，对各层次的人才需求非常迫切。本书定位于应用型学科专业的计算机网络教学，强调了基础知识和应用技术的统一。
全书采用典型的网络层次化模型，共分为8章，内容包括绪论、物理层、数据链路层、局域网、网络层、传输层、应用层和网络安全。本书在阐述基本原理和应用方法时，设计了大量生动的图例和实例说明，避免枯燥的陈述。同时，对每章的例题和习题都做了精选，使其具有更好的代表性，体现了例题、习题、考题的一致性。
为了真实展现网络协议的结构，本书采用了网络协议分析工具Wireshark，在多个层次进行网络数据抓包并显示，使原理性内容在实践性环节中得到验证。
本书末尾包含了3个附录，分别是2010年全国硕士研究生入学统考计算机学科专业基础综合考试大纲、2009年和2010年的全国硕士研究生入学统考计算机学科专业试题及答案。为有志参加硕士研究生入学考试的学生提供重要资料，也为学生测验所学网络知识提供参考。
本书有配套的PPT教学课件和习题参考答案，可在清华大学出版社的相关网站下载。
本书同时面向计算机专业和非计算机理工科专业的学生，在内容编排上融合了不同的需求。书中有部分带有号的内容，属于比较深入和扩展的知识，主要针对计算机专业的学生。
本书由张晓明统一规划和撰写，陈明教授审查了大纲。还有部分教师参与了研讨和部分章节的编写，杜天苍、赵国庆、王淑芳和张世博分别参与了局域网、网络安全、应用层和无线网络内容的编写，向胜军参与了初稿的审查。本书在编写过程中，始终得到清华大学出版社的大力帮助。本书还引用了某些国内外同行的工作成果，在此一并表示感谢。
由于作者水平有限，书中难免存在错误与不妥之处，殷切希望广大读者批评指正。
张晓明 2010年6月
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