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计算机网络教程(第3版)
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计算机网络教程(第3版)

作者：张晓明
出版社：清华大学出版社出版时间：2021-12-01
开本： 其他 页数： 288
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计算机网络教程(第3版) 版权信息

计算机网络教程(第3版) 本书特色

本教材基于国家优秀教材建设的要求，具有三大特色： 1. 精选例题并设计了大量图解。针对学习网络协议复杂、枯燥又难懂的困难，将创新研究成果落实到教材中。在基本原理方面力求讲透，精心设计了200多幅图例和40个数据表格，原理阐述生动，内容丰富，避免其枯燥的陈述。同时，精选了44道典型例题及其解析，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。 2. 定位应用，兼顾类别，体现创新。本书定位于应用型学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。既面向非计算机类的理工科专业，又照顾到计算机专业的深入需求，在网络算法阐述方面体现创新设计思维。并在附录中补充*新全国硕士生入学统考计算机网络大纲和综合题，为学生自测提供方便。 3. 体现协议分析与验证能力。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和分析，包括IP、TCP、UDP、HTTP和FTP协议等。此外，给出了ARP、PING等协议命令的运行结果截图，体现工程应用，从而为开展网络抓包实验实现了无缝对接，激发了学生的学习兴趣。同时，突出中国元素，融入我国开展网络技术和工程领域的*新成果。 作者是北京市教学名师，主讲的计算机网络是北京市优质课程。教材覆盖计算机类等理工专业，包含200多幅精心设计的图例，2020年获评学校首届优秀教材。

计算机网络教程(第3版) 内容简介

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章内容，各章后附有丰富的习题。还给出了2个附录，包括2021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—2019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。本书配套有PPT教学课件和习题参考答案，可在清华大学出版社官方网站下载。 本书定位于应用型本科专业的计算机网络教学，强调了基础知识和应用技术的统一，体现**的国内外网络技术发展情况。在基本原理方面力求讲透，精心设计了200多幅图例和40多道典型例题解析，覆盖了网络原理、应用求解、工程演练和证明等题型。重视网络协议分析和安全技术应用，选用了Wireshark软件开展不同的协议数据抓包。在内容上，兼顾了研究生入学考试中“计算机网络”课程的大纲范围。 本书可作为普通高校本科理工类专业的计算机网络教材，适于计算机类、软件工程、通信工程、自动化、电气工程及其自动化、信息与计算科学、网络空间安全等学科专业，也可作为其他专业师生和网络技术人员的参考书。

计算机网络教程(第3版) 目录

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4

1.1.3计算机网络的定义5

1.1.4计算机网络的组成6

1.2计算机网络的分类7

1.2.1按拓扑结构分类7

1.2.2按地理范围分类8

1.2.3无线网络10

1.2.4其他分类11

1.3计算机网络的体系结构12

1.3.1分层体系结构及协议12

1.3.2OSI模型14

1.3.3TCP/IP协议18

习题120

第2章物理层22

2.1数据通信概述22

2.1.1数据通信模型22

2.1.2数据通信系统的技术指标23

2.2传输媒体27

2.2.1双绞线28

2.2.2同轴电缆28

2.2.3光缆29

2.2.4无线通信30

2.3数据传输方式31

2.3.1并行传输与串行传输32

2.3.2异步传输与同步传输33

2.3.3单工、半双工和全双工传输34

2.3.4模拟传输与数字传输34

2.3.5共享通信和点对点通信35

2.4数据编码技术36

2.4.1数字数据调制为模拟信号36

2.4.2数字数据编码为数字信号37

2.4.3模拟数据编码为数字信号39

2.5多路复用技术39

2.5.1频分多路复用（FDM）40

2.5.2时分多路复用(TDM)40

2.5.3波分多路复用(WDM)42

2.5.4码分多路复用(CDM)42

2.6数据交换技术43

2.6.1线路交换44

2.6.2报文交换44

2.6.3分组交换45

2.7物理层协议与设备46

2.7.1物理层的接口特性46

2.7.2物理层的设备47

习题248

第3章数据链路层49

3.1数据链路层的功能49

3.1.1为网络层提供服务49

3.1.2组帧50

3.1.3差错控制50

3.1.4流量控制50

3.2组帧技术51

3.2.1字节计数法51

3.2.2字符填充法51

3.2.3零比特填充法52

3.2.4违例编码法52

3.3差错控制53

3.3.1奇偶校验码53

3.3.2循环冗余校验码54

3.3.3汉明码56

3.4流量控制58

3.4.1停等协议59

3.4.2滑动窗口机制61

3.4.3后退N帧协议64

3.4.4选择重传协议66

3.5高级数据链路控制(HDLC)协议67

3.5.1HDLC的基本特点68

3.5.2HDLC的帧结构68

3.5.3HDLC的帧类型69

3.6点对点协议(PPP)71

3.6.1PPP协议的特点与组成71

3.6.2PPP协议的帧结构72

3.6.3PPP协议的工作状态73

习题373

第4章局域网75

4.1局域网概述75

4.1.1IEEE 802参考模型和协议75

4.1.2局域网的分类77

4.2传统以太网78

4.2.1CSMA/CD协议的工作原理78

4.2.2传统以太网的连接方法81

4.2.3以太网的MAC层和帧结构82

4.3高速以太网85

4.3.1100BaseT以太网85

4.3.2千兆以太网86

4.3.3万兆以太网87

4.4虚拟局域网88

4.4.1基于端口的VLAN88

4.4.2基于MAC地址的VLAN89

4.4.3基于第三层协议的VLAN89

4.4.4基于用户使用策略的VLAN89

4.5无线局域网89

4.5.1无线局域网的结构分类90

4.5.2无线局域网的工作原理91

4.5.3无线局域网的帧结构93

4.6局域网的扩展94

4.6.1在物理层扩展局域网94

4.6.2在数据链路层扩展局域网95

4.7透明网桥及其算法98

4.7.1透明网桥的体系结构98

4.7.2帧转发规则98

4.7.3地址学习99

4.7.4生成树算法100

习题4102

第5章网络层105

5.1网络层概述105

5.1.1数据报网络服务106

5.1.2虚电路网络服务107

5.1.3数据报网络和虚电路网络的比较108

5.2标准分类的IP地址109

5.2.1特殊IP地址110

5.2.2专用地址110

5.2.3标准分类IP地址111

5.3子网与超网编址方法112

5.3.1IP子网划分113

5.3.2CIDR115

5.4IP和ICMP协议118

5.4.1IP协议119

5.4.2ICMP协议121

5.5ARP协议123

5.5.1IP地址与MAC地址的映射方法123

5.5.2ARP的工作原理124

5.6路由选择协议和路由器125

5.6.1IP分组转发126

5.6.2内部网关协议（RIP）129

5.6.3开放*短路径优先（OSPF）协议133

5.6.4边界网关协议（BGP）140

5.6.5路由器141

5.7IP多播142

5.7.1IP多播概述142

5.7.2IP多播协议与路由选择144

5.8VPN和NAT145

5.8.1VPN145

5.8.2NAT147

5.9IPv6协议150

5.9.1IPv6编址150

5.9.2IPv6的基本首部格式152

习题5154

第6章传输层157

6.1传输层协议概述157

6.1.1进程之间的通信157

6.1.2端口及其作用158

6.2UDP协议161

6.2.1UDP协议的特点161

6.2.2UDP报文格式161

6.2.3UDP的校验和计算162

6.3TCP协议概述164

6.3.1TCP协议的基本特点164

6.3.2TCP报文段的首部格式165

6.4TCP的连接管理167

6.4.1连接建立167

6.4.2连接释放168

6.4.3连接重置169

6.5可靠传输170

6.5.1TCP校验和170

6.5.2确认机制170

6.5.3定时器171

6.6TCP的流量控制173

6.7TCP的拥塞控制174

习题6176

第7章应用层178

7.1网络应用模式178

7.1.1集中应用模式178

7.1.2客户机/服务器应用模式179

7.1.3基于Web的浏览器/服务器应用模式180

7.1.4P2P模式180

7.2域名系统(DNS)181

7.2.1域名与域名空间181

7.2.2域名服务器与域名解析183

7.3文件传输协议(FTP)185

7.3.1FTP的工作原理与模式185

7.3.2FTP协议的规范187

7.3.3FTP的登录方式189

7.3.4简单文件传输协议(TFTP)190

7.4电子邮件191

7.4.1电子邮件系统的组成191

7.4.2SMTP协议194

7.4.3POP3和IMAP4协议198

7.5WWW服务199

7.5.1统一资源定位符200

7.5.2HTTP协议201

7.5.3HTML204

7.5.4HTTPS协议206

7.6SNMP协议207

7.6.1SNMP概述207

7.6.2SNMP的配置208

7.6.3管理信息库209

7.6.4SNMP报文格式210

7.7RTP/RTCP协议212

7.7.1RTP/RTCP的协议层次212

7.7.2RTP的报头格式213

7.7.3RTCP的报头格式213

7.7.4RTP的会话过程215

7.8主机配置协议216

7.8.1BOOTP216

7.8.2DHCP217

7.9MQTT协议218

7.9.1MQTT的服务质量218

7.9.2MQTT协议的规范219

7.9.3MQTT的报文示例221

习题7223

第8章网络安全225

8.1网络安全概述225

8.1.1网络安全的含义225

8.1.2网络安全威胁227

8.1.3网络安全体系228

8.2数据加密技术229

8.2.1传统加密方法230

8.2.2对称加密技术231

8.2.3非对称加密技术231

8.2.4数字信封233

8.2.5数字签名234

8.2.6报文摘要235

8.3防火墙技术235

8.3.1防火墙的功能与特点235

8.3.2防火墙的分类237

8.3.3常见的防火墙结构238

8.3.4防火墙的发展243

8.4网络安全协议244

8.4.1IPSec协议244

8.4.2SSL/TLS协议245

8.4.3PGP协议246

8.4.4SSH协议248

8.4.5SET协议249

习题8250

附录A2021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252附录B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(2009—2019)257

参考文献271


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计算机网络教程(第3版) 作者简介

张晓明，男，教授，博士，北京市教学名师，北京市中青年骨干教师，北京高校继续教育高水平教学团队带头人，计算机和大数据专业负责人。CCF分布式计算与系统专委会委员，全国高校计算机教育研究会理事，北京市高校计算机教育研究会常务理事。主讲《计算机网络》、《大数据技术及应用开发》等课程。出版《计算机网络教程（第2版）》、《C#网络通信程序设计》、《软件系统设计与体系结构》等教材7部，专著1部。荣获2018年北京市高等教育教学成果一等奖。从事网络计算与系统安全、大数据技术分析等研究，发表论文60余篇。

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