定 價(jià):69 元
叢書(shū)名:清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系列教材
- 作者:姜敏、張?jiān)啤⒀κ柏?/span>
- 出版時(shí)間:2024/12/1
- ISBN:9787302698470
- 出 版 社:清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類:TP393
- 頁(yè)碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開(kāi)本:16開(kāi)
本書(shū)講述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。首先介紹計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程、基本概念和體系結(jié)構(gòu),然后以物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層五層體系結(jié)構(gòu)為主線講述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本原理和核心技術(shù),最后講述網(wǎng)絡(luò)安全和新型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)。全書(shū)注重講述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念、原理和技術(shù),它們是最重要的知識(shí)點(diǎn);同時(shí)也盡量反映計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的新技術(shù)。本書(shū)主要針對(duì)高等學(xué)校理工科專業(yè)本科生“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程的教學(xué),也可作為其他類專業(yè)和其他授課對(duì)象的教材,還可作為工程技術(shù)人員從事相關(guān)開(kāi)發(fā)研究工作的參考資料。
前沿內(nèi)容:引入了5G、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等新型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),使教材內(nèi)容更加貼近當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。全面性與深度:除了經(jīng)典的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識(shí),還涵蓋了新型技術(shù)的原理、架構(gòu)和應(yīng)用,為讀者提供了全面而深入的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)。實(shí)用性與案例:注重理論與實(shí)踐相結(jié)合,提供了豐富的案例和應(yīng)用實(shí)例,幫助讀者將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題解決。更新性與性:教材內(nèi)容更新及時(shí),由清華大學(xué)出版社出版,作者團(tuán)隊(duì)由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的和學(xué)者組成,了教材的性和可信度。
前言
在信息技術(shù)飛速發(fā)展的浪潮中,互聯(lián)網(wǎng)已深度融入社會(huì)的各個(gè)層面,成為連接、推動(dòng)進(jìn)步的核心基礎(chǔ)設(shè)施。從個(gè)人日常生活到企業(yè)運(yùn)營(yíng)優(yōu)化,從科學(xué)研究創(chuàng)新到國(guó)家安全保障,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)無(wú)處不在,應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展,技術(shù)體系也日益復(fù)雜。為幫助讀者全面掌握這一領(lǐng)域的知識(shí),本書(shū)在總結(jié)前四版的基礎(chǔ)上,圍繞網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了全面更新,力求以科學(xué)性與實(shí)用性并重的方式為讀者提供精準(zhǔn)指導(dǎo)。
近年來(lái),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域經(jīng)歷了劇烈的技術(shù)變革;ヂ(lián)網(wǎng)從單純的通信工具躍升為支撐數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的核心平臺(tái),新技術(shù)的涌現(xiàn)使得網(wǎng)絡(luò)的功能邊界持續(xù)拓展。云計(jì)算、區(qū)塊鏈、邊緣計(jì)算、混合現(xiàn)實(shí)和人工智能等新興技術(shù)的發(fā)展,不僅豐富了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)景,也對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、協(xié)議設(shè)計(jì)、性能優(yōu)化與安全保障提出了全新挑戰(zhàn)。與此同時(shí),IPv6的全面普及、高性能以太網(wǎng)的技術(shù)突破、軟件定義網(wǎng)絡(luò)的實(shí)踐落地及數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的精細(xì)化管理,均推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)朝著高效化、智能化的方向加速演進(jìn)。
本書(shū)以網(wǎng)絡(luò)分層模型為核心框架,系統(tǒng)梳理了從物理層到應(yīng)用層的關(guān)鍵知識(shí)。在基礎(chǔ)層面,深入解析了數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕驹硪约版溌穼訁f(xié)議的優(yōu)化方法;在核心層面,系統(tǒng)講解了路由協(xié)議與交換技術(shù)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制,并探討了網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化的相關(guān)方案;在應(yīng)用層面,聚焦于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的設(shè)計(jì)邏輯,全面解讀了主流應(yīng)用層協(xié)議的功能與實(shí)現(xiàn)。通過(guò)分層剖析,幫助讀者構(gòu)建對(duì)網(wǎng)絡(luò)體系的全面理解。
針對(duì)OSI參考模型、TCP/IP協(xié)議棧及五層體系結(jié)構(gòu)模型,本書(shū)結(jié)合理論與實(shí)際案例,分層剖析各類協(xié)議的工作原理與交互機(jī)制,幫助讀者從全局視角深入理解網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行邏輯及其工程實(shí)現(xiàn)。
本書(shū)新增了“新型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)”一章,系統(tǒng)介紹了云計(jì)算、區(qū)塊鏈、邊緣計(jì)算、混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)和人工智能等領(lǐng)域。這一章不僅探討了上述技術(shù)的基本原理,還結(jié)合實(shí)際應(yīng)用闡明了它們對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)未來(lái)發(fā)展的深遠(yuǎn)影響,幫助讀者了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)未來(lái)發(fā)展的熱點(diǎn)方向。
此外,本書(shū)還補(bǔ)充了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化策略以及SDN的工程化應(yīng)用,通過(guò)理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式,深入講解這些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制與實(shí)際價(jià)值。
本書(shū)主要作為高等學(xué)校信息技術(shù)類專業(yè)本科生“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程的教材,也可作為其他類專業(yè)本科生和研究生的“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程的教材,還可以作為從事網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的工程技術(shù)人員的參考資料。本書(shū)中打的部分可以視不同專業(yè)的要求選擇講授。本書(shū)各章(除第1章)后附有涉及該章主要內(nèi)容的思考題,可以供學(xué)生復(fù)習(xí)思考。
本書(shū)的修訂得益于廣大讀者的反饋與建議,同時(shí)也受到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異發(fā)展的啟發(fā)。在修訂過(guò)程中,我們始終秉持嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)與實(shí)踐并重的態(tài)度,力求為讀者呈現(xiàn)一部兼具理論深度與應(yīng)用廣度的高質(zhì)量教材。
未來(lái),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)突破傳統(tǒng)技術(shù)邊界,不斷催生新的變革。希望本書(shū)能成為讀者探索網(wǎng)絡(luò)世界的重要工具,也期待它為推動(dòng)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用貢獻(xiàn)一份微薄的力量。
作者2025年4月
目錄
第1章概述1
1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程1
1.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的背景1
1.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生2
1.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展4
1.1.4Internet時(shí)代6
1.1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實(shí)例7
1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念13
1.2.1什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)13
1.2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類14
1.2.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)19
1.2.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換方式21
1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)22
1.3.1OSI體系結(jié)構(gòu)22
1.3.2TCP/IP體系結(jié)構(gòu)25
1.3.3五層體系結(jié)構(gòu)26
1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化28
1.4.1標(biāo)準(zhǔn)化組織28
1.4.2RFC文檔29
思考題29
第2章物理層31
2.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型31
2.2頻帶傳輸技術(shù)33
2.2.1什么是頻帶傳輸33
2.2.2調(diào)制解調(diào)技術(shù)34
2.3基帶傳輸技術(shù)35
2.3.1什么是基帶傳輸35
2.3.2編碼解碼技術(shù)35
2.4信道復(fù)用技術(shù)39
2.4.1什么是信道復(fù)用39
2.4.2頻分復(fù)用(FDM)39
2.4.3時(shí)分復(fù)用(TDM)和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用(STDM)39
2.4.4波分復(fù)用(WDM)41
2.4.5碼分多路復(fù)用(CDMA)42
2.4.6數(shù)字傳輸系統(tǒng)SDH/SONET43
2.5寬帶接入技術(shù)46
2.5.1用戶計(jì)算機(jī)接入Internet的方式46
2.5.2數(shù)字用戶線xDSL47
2.5.3混合光纖同軸電纜網(wǎng)(HFC)49
2.5.4光纖接入FTTx52
2.6信道的傳輸性能53
2.6.1信道的帶寬和信號(hào)的波特率53
2.6.2信道的極限傳輸能力54
2.7傳輸媒體55
2.7.1電磁波及其頻譜55
2.7.2雙絞線56
2.7.3同軸電纜56
2.7.4光纖57
2.7.5無(wú)線傳輸58
思考題59
第3章數(shù)據(jù)鏈路層62
3.1數(shù)據(jù)鏈路及其傳輸中的問(wèn)題62
3.1.1數(shù)據(jù)鏈路及其功能62
3.1.2數(shù)據(jù)鏈路傳輸中需要解決的主要問(wèn)題63
3.2幀同步和透明傳輸64
3.2.1幀同步64
3.2.2透明傳輸64
3.3差錯(cuò)檢驗(yàn)66
3.3.1差錯(cuò)檢驗(yàn)方法66
3.3.2循環(huán)冗余檢驗(yàn)(CRC)66
3.3.3糾錯(cuò)編碼68
3.4高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制(HDLC)69
3.5點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議(PPP)70
3.5.1PPP及其幀格式70
3.5.2PPP運(yùn)行狀態(tài)圖71
3.5.3PPP的身份認(rèn)證72
思考題72
第4章以太網(wǎng)74
4.1IEEE 802 LAN體系結(jié)構(gòu)74
4.1.1IEEE 802 LAN標(biāo)準(zhǔn)74
4.1.2IEEE 802 LAN參考模型75
4.1.3媒體接入控制子層76
4.1.4邏輯鏈路控制子層78
4.2以太網(wǎng)的媒體接入控制子層78
4.2.1以太網(wǎng)的前世今生78
4.2.2以太網(wǎng)媒體接入控制機(jī)制CSMA/CD80
4.2.3以太網(wǎng)沖突檢測(cè)機(jī)制的必要條件82
4.2.4以太網(wǎng)幀格式84
4.2.5以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸85
4.2.6以太網(wǎng)的信道利用率87
4.2.7以太網(wǎng)傳輸特點(diǎn)89
4.2.8全雙工以太網(wǎng)89
4.3以太網(wǎng)的技術(shù)演進(jìn)90
4.3.1CSMA/CD引發(fā)的以太網(wǎng)技術(shù)演進(jìn)90
4.3.2傳統(tǒng)以太網(wǎng)92
4.3.3100BaseT以太網(wǎng)96
4.3.4吉比特以太網(wǎng)99
4.3.510吉比特以太網(wǎng)102
4.3.640/100吉比特以太網(wǎng)105
4.3.7向太比特以太網(wǎng)邁進(jìn)105
4.4交換式以太網(wǎng)106
4.4.1網(wǎng)橋106
4.4.2交換機(jī)108
4.4.3交換式以太網(wǎng)及其特點(diǎn)110
4.5虛擬局域網(wǎng)(VLAN)111
4.5.1VLAN及其特點(diǎn)111
4.5.2VLAN幀格式112
4.5.3VLAN內(nèi)廣播113
4.5.4VLAN間訪問(wèn)114
思考題116
第5章無(wú)線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)118
5.1無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)118
5.1.1IEEE 802.11 WLAN118
5.1.2IEEE 802.11物理層標(biāo)準(zhǔn)120
5.1.3IEEE 802.11 MAC層幀和幀格式124
5.1.4IEEE 802.11 MAC層DCF126
5.1.5IEEE 802.11 MAC層PCF131
5.1.6WLAN管理132
5.2無(wú)線城域網(wǎng)(WMAN)134
5.2.1IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)和WiMAX134
5.2.2WiMAX網(wǎng)絡(luò)135
5.2.3IEEE 802.16 WMAN體系結(jié)構(gòu)135
5.3無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)137
5.3.1藍(lán)牙系統(tǒng)138
5.3.2ZigBee139
5.4無(wú)線人體域網(wǎng)(WBAN)141
思考題141
第6章網(wǎng)絡(luò)層143
6.1網(wǎng)絡(luò)層的功能143
6.1.1網(wǎng)絡(luò)層核心功能——網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)143
6.1.2網(wǎng)絡(luò)互連的關(guān)鍵設(shè)備——路由器144
6.1.3Internet網(wǎng)際層146
6.2網(wǎng)際協(xié)議(IP)146
6.2.1基本的IP地址——分類二級(jí)IPv4地址146
6.2.2劃分子網(wǎng)——分類三級(jí)IPv4地址149
6.2.3構(gòu)造超網(wǎng)——無(wú)類別二級(jí)IPv4地址150
6.2.4IP數(shù)據(jù)報(bào)格式152
6.2.5IP數(shù)據(jù)報(bào)的分片與重組154
6.2.6IP數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)156
6.2.7IP數(shù)據(jù)報(bào)選項(xiàng)161
6.3地址解析協(xié)議(ARP)162
6.3.1IP數(shù)據(jù)報(bào)傳輸中的地址轉(zhuǎn)換162
6.3.2ARP地址解析機(jī)制164
6.4因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議(ICMP)165
6.4.1ICMP及其報(bào)文格式165
6.4.2ICMP報(bào)文166
6.5路由選擇協(xié)議168
6.5.1路由器的動(dòng)態(tài)路由選擇168
6.5.2路由信息協(xié)議(RIP)170
6.5.3開(kāi)放最短路徑優(yōu)先協(xié)議(OSPF)173
6.5.4邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP)179
6.6IP多播182
6.6.1IP多播和多播協(xié)議182
6.6.2因特網(wǎng)組管理協(xié)議(IGMP)184
6.7下一代的網(wǎng)際協(xié)議IPv6186
6.7.1IPv6及其特點(diǎn)186
6.7.2IPv6地址186
6.7.3IPv6數(shù)據(jù)報(bào)格式188
6.7.4IPv4向IPv6過(guò)渡190
6.8IP主干網(wǎng)192
6.8.1基于ATM的IP傳輸機(jī)制193
6.8.2多協(xié)議標(biāo)記交換197
6.8.3IP over SDH199
6.8.4IP over WDM200
6.9數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)201
6.9.1簡(jiǎn)介201
6.9.2數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備201
6.9.3數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的軟件技術(shù)203
6.9.4數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)204
6.9.5數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡和優(yōu)化設(shè)計(jì)205
6.10軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)206
6.10.1軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)技術(shù)概述206
6.10.2軟件定義網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)207
6.10.3SDN控制器208
6.10.4OpenFlow協(xié)議210
6.10.5SDN應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)212
思考題213
第7章傳輸層217
7.1傳輸層的功能217
7.2傳輸層端口218
7.2.1端口及其作用218
7.2.2端口類型219
7.3用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)220
7.3.1UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)220
7.3.2UDP偽報(bào)頭220
7.3.3UDP的特點(diǎn)221
7.4傳輸控制協(xié)議(TCP)221
7.4.1可靠傳輸工作原理221
7.4.2TCP報(bào)文段226
7.4.3TCP連接管理229
7.4.4TCP差錯(cuò)控制232
7.4.5TCP流量控制236
7.4.6TCP擁塞控制239
思考題245
第8章應(yīng)用層247
8.1網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用進(jìn)程的工作模式247
8.1.1C/S模式和P2P模式247
8.1.2C/S模式和P2P模式的比較248
8.2域名系統(tǒng)(DNS)249
8.2.1Internet域名結(jié)構(gòu)249
8.2.2域名解析250
8.3文件傳輸協(xié)議254
8.3.1文件傳輸協(xié)議的工作機(jī)制254
8.3.2FTP訪問(wèn)控制255
8.4電子郵件255
8.4.1電子郵件相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)255
8.4.2電子郵件系統(tǒng)256
8.4.3電子郵件的信息格式258
8.4.4簡(jiǎn)單的郵件傳送協(xié)議(SMTP)260
8.4.5郵局協(xié)議POP3261
8.5萬(wàn)維網(wǎng)(WWW)262
8.5.1什么是萬(wàn)維網(wǎng)262
8.5.2萬(wàn)維網(wǎng)工作機(jī)制263
8.5.3統(tǒng)一資源定位符(URL)265
8.5.4超文本傳輸協(xié)議(HTTP)266
8.5.5靜態(tài)Web文檔267
8.5.6動(dòng)態(tài)Web文檔和活動(dòng)Web文檔270
8.6動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議(DHCP)274
8.6.1DHCP的功能274
8.6.2DHCP工作機(jī)制274
8.7P2P應(yīng)用275
8.7.1MP3共享服務(wù)Napster 276
8.7.2文件共享服務(wù)BitTorrent277
思考題279
第9章網(wǎng)絡(luò)安全281
9.1網(wǎng)絡(luò)安全結(jié)構(gòu)ISOSA281
9.2數(shù)據(jù)加密技術(shù)282
9.2.1密碼學(xué)基礎(chǔ)282
9.2.2對(duì)稱密鑰密碼體制與公開(kāi)密鑰密碼體制284
9.2.3對(duì)稱密鑰密碼體制的經(jīng)典算法DES285
9.2.4公開(kāi)密鑰密碼體制的經(jīng)典算法RSA289
9.3數(shù)字簽名和報(bào)文摘要291
9.3.1數(shù)字簽名291
9.3.2報(bào)文摘要292
9.4身份認(rèn)證和密鑰分配294
9.4.1什么是身份認(rèn)證和密鑰分配294
9.4.2基于對(duì)稱密鑰的身份認(rèn)證和密鑰分配295
9.4.3基于公鑰的身份認(rèn)證和公鑰分配296
9.5Internet網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)298
9.5.1網(wǎng)絡(luò)層安全技術(shù)298
9.5.2傳輸層安全技術(shù)301
9.5.3應(yīng)用層安全技術(shù)303
9.6虛擬專用網(wǎng)()305
9.6.1虛擬專用網(wǎng)及其類型305
9.6.2虛擬專用網(wǎng)隧道和隧道協(xié)議306
9.7防火墻和入侵檢測(cè)系統(tǒng)308
9.7.1防火墻技術(shù)308
9.7.2防火墻系統(tǒng)309
9.7.3入侵檢測(cè)系統(tǒng)(IDS)312
思考題314
第10章新型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)316
10.1云計(jì)算316
10.1.1云計(jì)算架構(gòu)316
10.1.2云計(jì)算的主要技術(shù)317
10.2區(qū)塊鏈319
10.3邊緣計(jì)算321
10.3.1邊緣計(jì)算架構(gòu)321
10.3.2邊緣計(jì)算的特點(diǎn)322
10.4混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)323
10.5人工智能325
思考題326
參考文獻(xiàn)327