普通高等教育精品教材·普通高等教育“十一五”国家级规划教材:计算机网络(第3版)
定 价:39.5 元
丛书名:21世纪大学本科计算机专业系列教材
- 作者:吴功宜 著
- 出版时间:2011/6/1
- ISBN:9787302271284
- 出 版 社:清华大学出版社
- 中图法分类:TP393
- 页码:452
- 纸张:胶版纸
- 版次:3
- 开本:16开
- 字数:(单位:千字)
《普通高等教育精品教材·普通高等教育“十一五”国家级规划教材:计算机网络(第3版)》介绍计算机网络发展历程,以及网络技术发展的三条主线: Internet、无线网络与网络安全技术发展的基础上,重点讨论了网络的基本概念、网络体系结构、网络互联与分布式进程通信、Internet应用与网络安全技术;在系统讨论网络基本工作原理的同时,注重网络应用系统与网络应用软件设计、实现方法的学习;对当前研究与应用的热点——P2P网络、无线网络、移动IP技术进行了系统的讨论;在保持知识体系系统性的同时,教学内容贴近技术发展的前沿。
《普通高等教育精品教材·普通高等教育“十一五”国家级规划教材:计算机网络(第3版)》可以供计算机、软件工程、信息安全、网络工程、物联网工程、传感网技术、通信工程与电子信息等相关专业的本科与硕士研究生作为计算机网络课程的教材或教学参考书,也可以作为从事信息技术的工程技术人员与技术管理人员学习、研究网络技术的参考书。
《普通高等教育精品教材·普通高等教育“十一五”国家级规划教材:计算机网络(第3版)》根据教育部“高等学校计算机科学与技术专业规范”组织编写、与美国ACM和IEEE CS Computing Curricula最新进展同步、国家级精品教材配套用书。
第3版前言FOREWORD计算机网络是当今计算机科学与技术学科中发展最为迅速的技术之一,也是计算机应用中一个空前活跃的领域。如果说广域网的作用是扩大了信息社会中资源共享的广度,城域网扩大了用户接入Internet的范围,局域网扩大了信息资源共享的深度,个人区域网络增强了人类共享信息资源的灵活性,那么物联网是在Internet技术的基础上,利用RFID和各种感知技术自动获取物理世界的信息,构建覆盖世界上人与人、人与物、物与物的各种智能信息系统。今后除了计算机,各种智能手机、PDA、传感器、射频标签(RFID)与移动数字终端设备都会连接到网络之中。随着物联网技术与产业的发展,计算机网络也面临着一个快速发展的局面。计算机网络技术与知识更新的速度也会进一步加快,这就给从事计算机网络课程教学的教师提供了更加广阔的发展空间,同时也面临着越来越大的挑战。
作者记得1984年第一次在南开大学计算机系开设计算机网络课程时,计算机系的近百名学生中只有7位学生选修了这门课程,人们对计算机网络都很陌生。作者在20多年的教学与科研工作中,密切地注视和跟踪着计算机网络技术研究与应用的发展,也见证了计算机网络与Internet技术高速发展的历程。作者在参与和主持城市信息化建设“九五”、“十五”与“十一五”发展规划的研究工作中,学会从宏观的角度去认识网络技术的发展轨迹,体会网络技术对信息产业与社会发展的影响。这些经历使得作者逐渐对计算机网络技术有了一个更加深刻、全面的认识。
作者根据多年从事本科学生、研究生网络课程教学实践与科研工作的经验,于2003年出版了教材《计算机网络》的第1版;2007年修订出版了《计算机网络(第2版)》。尽管《计算机网络(第2版)》被评为2008年度教育部精品教材,但是作者自知“盛名之下,其实难副”。为了不辜负广大读者的期望,作者潜心研读了近年来国内外计算机网络的重要著作、文献,并结合个人与科研团队的研究工作,认真探讨计算机网络知识体系中“变”与“不变”的关系,分析学生学习过程中的“难点”和为什么会成为难点的问题。作者与团队成员以国内外知名大学教材为参照,研究网络课程教学内容、教材与主要参考书、作业与实验,以及教学方法改革的动向;选择国际上最流行的教材为参照系,使我们修订出版的《计算机网络(第3版)》在水平与质量上具有可比性。
作者在规划教材体系建设时,坚持“理论知识学习和能力培养并重”的指导思想。教材力求做到知识体系设计合理,难易程度适中,配套教材齐全,能够适应我国不同地区、不同学校和专业网络课程教学的基本要求。经过十多年的努力,基本形成了由“一本主教材、四本辅助教材和一个电子教案”构成的教材体系,为计算机网络课程教学改革提供了一个良好的平台和基础。
《计算机网络(第3版)》的特点可以归纳为: 结构清晰,环环相扣,逐步递进;语言流畅,图文并茂,易读易懂。每一章内容力求回答计算机网络课程中一个基本的问题。这些问题是:
第1章: 什么是计算机网络?
第2章: 处理网络问题的基本方法是什么?
第3章: 广域网中数据是如何传输的?
第4章: 如何保证数据传输的正确性?
第5章: 局域网、城域网与无线个人区域网是如何工作的?
第6章: 网络互联是如何实现的?
第7章: 网络环境中计算机之间分布式进程通信是如何实现的?
第8章: 如何设计网络应用系统?
第9章: 如何保证网络安全?
作为配套教材的《计算机网络教师用书(第3版)》有三个特点。一是对主教材的知识体系、每一章的知识点结构均做出了分析,帮助任课教师对全局与局部内容的关系有一个准确的把握。二是根据作者多年的教学、科研积累,针对主教材各章节容易混淆的问题与难点,提出并回答了300个问题。三是为了帮助教师组织好理论教学,教师用书将主教材每一章中较难的练习题都做出了解析,供任课教师参考。
《计算机网络习题解析与同步练习》一书的作者参考和研究了Cisco等大型网络公司认证培训大纲与试题、计算机专业研究生统考大纲与试题、全国计算机等级考试(四级)网络工程师考试大纲与试题,从网上收集了一些大的计算机、通信与软件产业人员招聘的考题,在系统地分析、比较的基础上,按照主教材的体系与教学要求,编写了习题解析与同步练习。该书的特点是: 教师可以使用或参考书上提供的习题作为课后练习。通过解析260多道例题,将需要掌握的知识点串联起来,读者在阅读例题解析的过程中就可以复习相关章节的重点内容。学生可以通过例题与练习题,按照教学进度,自我检查知识掌握情况。该书可以作为计算机及相关专业准备参加计算机专业硕士研究生全国统考、求职考试学生的复习参考书。
《计算机网络实验指导书》一书的作者总结了多年指导学生网络硬件实验课程教学经验,参考了国际著名网络公司的认证考试内容,设计了覆盖物理层到数据传输,从网络应用到网络安全的13个网络实验课题,实验内容覆盖了从基本的组网到网络设备配置,简单的网络环境编程到网络仿真的基本要求。实验所要求的设备相对比较简单,目前大多数学校基本上都具备这些条件。
《计算机网络软件编程指导》一书的作者参考国内外知名大学网络课程编程训练的相关资料,结合自己的科研教学实践,以“近似实战”的思路总结提炼出13个网络软件编程题目,分为三个不同的难度级,力求达到“结合网络课程的教学过程,通过完成实际网络编程课题训练,加深对网络基本原理与实现方法的理解,掌握网络环境中软件编程基本方法,逐步提高网络环境中软件编程能力”的目的。
由于计算机网络课程是计算机、软件工程、信息安全、网络工程、物联网工程、传感网技术、通信工程与电子信息等专业重要的基础课,但是各类学校、不同专业的培养目标差异很大,不可能都有统一的教学要求,配备相同的网络设备和硬件实验室。在这种情况下,由主教材来达到在宏观上把握教学基本要求,不同类型的学校和专业可以根据各自的实际情况,自主地选择是通过《计算机网络实验指导书》的网络硬件实验,还是通过《计算机网络软件编程指导》的网络软件编程训练课题,或者两者相结合的方法,来达到培养学生实际工作能力的目的。这就给任课教师提供了更灵活的处理空间。
本书的写作得到南开大学刘瑞挺教授、徐敬东教授、张建忠教授的帮助。吴英副教授帮助完成了书中的插图与习题,杨凯同学提出了很多宝贵的意见与建议,作者在此表示感谢。同时,作者也非常感谢夫人牛秀卿教授,正是有她的理解和支持,才使作者能够安心研究和写作。
面对计算机网络技术迅速更新和发展,要完成这样一个高标准的写作任务作者感到压力很大。限于作者的学术水平,书中难免有疏漏与不妥之处,诚恳地希望读者批评指正。对于在使用第1版和第2版中提出过宝贵意见和建议的兄弟院校老师们深表感谢,也希望诸位继续关注和指教,共同为提高我国计算机网络课程教学水平而努力。
吴功宜
南开大学信息技术科学学院计算机系
2011年5月
吴功宜,南开大学信息技术科学学院教授、博士生导师。毕业于南开大学物理系,留校任教至今;曾任南开大学计算机系系主任、研究生院常务副院长、信息技术科学学院院长。
研究方向:计算机网络与信息系统,网络与信息安全。
从1984年开始为本科生和研究生讲授“计算机网络”等课程;在计算机网络与信息安全方向招收和指导硕士、博士研究生;主持和参加完成计算机网络、数据通信与信息安全方向的科研项目20多项,获部委与省市科技奖6项,发表学术论文50余篇;出版教材、专著25部。作为天津市政府信息化工作专家委员会专家,参与起草“天津信息港工程规划纲要”、“天津信息产业发展策略研究”、“天津市软件产业发展规划”;主持“天津市信息化建设十一五发展规划(总体)研究”工作;参与“天津市科技发展十一五规划纲要”(基础研究、高新技术研究)的研究与起草工作。2000年获南开大学特等奖教金,2003年获天津市十五立功奖章;享受国务院政府特殊津贴。
主要学术兼职:教育部考试中心全国计算机等级考试委员会委员、全国高等院校计算机基础教育研究会副会长、天津市计算机学会副理事长。
第1章 计算机网络概论
1.1 计算机网络的形成与发展
1.1.1 计算机网络发展阶段的划分
1.1.2 计算机网络的形成与发展
1.1.3 Internet的高速发展
1.1.4 宽带城域网与三网融合技术的发展
1.1.5 物联网技术的形成与发展
1.2 计算机网络技术发展的三条主线
1.2.1 第一条主线: 从ARPANET到Internet
1.2.2 第二条主线: 从无线分组网到无线自组网、无线传感器网络
1.2.3 第三条主线: 网络安全技术
1.3 计算机网络定义与分类
1.3.1 计算机网络定义
1.3.2 计算机网络的分类方法
1.3.3 广域网
1.3.4 城域网
1.3.5 局域网
1.3.6 个人区域网
1.4 计算机网络的组成与结构
1.4.1 早期计算机网络的组成与结构
1.4.2 ISP的层次结构
1.4.3 Internet的网络结构
1.5 计算机网络拓扑结构
1.5.1 计算机网络拓扑的定义
1.5.2 计算机网络拓扑的分类与特点
1.6 分组交换技术的基本概念
1.6.1 数据交换方式的分类
1.6.2 线路交换的特点
1.6.3 分组交换的特点
1.6.4 数据报方式与虚电路方式
1.6.5 分组交换与线路交换的比较
1.6.6 面向连接服务与无连接服务
小结
习题
第2章 网络体系结构与网络协议
2.1 网络体系结构的基本概念
2.1.1 网络协议的基本概念
2.1.2 协议、层次、接口与体系结构的基本概念
2.1.3 网络体系结构的研究方法
2.2 OSI参考模型
2.2.1 OSI参考模型的基本概念
2.2.2 OSI参考模型层次划分的主要原则
2.2.3 OSI参考模型各层的主要功能
2.2.4 OSI环境中的数据传输过程
2.3 TCP/IP参考模型
2.3.1 TCP/IP参考模型的研究
2.3.2 TCP/IP参考模型各层的功能
2.4 OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较
2.4.1 对OSI参考模型的评价
2.4.2 对TCP/IP参考模型的评价
2.5 网络与Internet协议标准化组织与管理机构
2.5.1 网络协议标准化组织
2.5.2 RFC文档、Internet草案与Internet协议标准
2.5.3 Internet管理机构
2.6 一种建议的参考模型
小结
习题
第3章 物理层
3.1 物理层与物理层协议的基本概念
3.1.1 物理层的基本服务功能
3.1.2 物理层协议的类型
3.1.3 物理层向数据链路层提供的服务
3.2 数据通信的基本概念
3.2.1 信息、数据与信号
3.2.2 数据通信方式
3.2.3 传输介质的主要类型与特性
3.2.4 数据编码分类
3.3 频带传输技术
3.3.1 模拟数据编码方法
3.3.2 波特率的定义
3.4 基带传输技术
3.4.1 基带传输的定义
3.4.2 数字数据编码方法
3.4.3 脉冲编码调制方法
3.4.4 比特率的定义
3.4.5 奈奎斯特准则与香农定理
3.5 多路复用技术
3.5.1 多路复用的基本概念
3.5.2 时分多路复用
3.5.3 频分多路复用
3.5.4 波分多路复用
3.6 同步光纤网SONET与同步数字体系SDH
3.6.1 SONET与SDH的基本概念
3.6.2 基本速率标准的制定
3.6.3 SDH速率体系
3.7 接入技术
3.7.1 接入技术的分类
3.7.2 ADSL接入技术
3.7.3 HFC接入技术
3.7.4 光纤接入技术
3.7.5 移动通信接入技术
小结
习题
第4章 数据链路层
4.1 差错产生与差错控制方法
4.1.1 设计数据链路层的原因
4.1.2 差错产生的原因和差错类型
4.1.3 误码率的定义
4.1.4 检错码与纠错码
4.1.5 循环冗余编码工作原理
4.1.6 差错控制机制
4.2 数据链路层的基本概念
4.2.1 物理线路与数据链路
4.2.2 数据链路层的主要功能
4.2.3 数据链路层向网络层提供的服务
4.2.4 数据链路层协议的分类
4.3 面向比特型数据链路层协议——HDLC协议
4.3.1 HDLC协议产生的背景
4.3.2 数据链路的配置方式和数据传送方式
4.3.3 HDLC帧结构
4.3.4 HDLC协议工作原理
4.3.5 数据链路层与物理层的关系
4.4 数据链路层滑动窗口协议与帧传输效率分析
4.4.1 数据链路层滑动窗口协议的分类
4.4.2 单帧停止等待协议
4.4.3 多帧连续发送协议
4.5 点-点协议PPP
4.5.1 PPP协议的主要特点
4.5.2 PPP协议帧结构
4.5.3 PPP协议工作过程
小结
习题
第5章 介质访问控制子层
5.1 局域网技术的发展与演变
5.1.1 局域网技术的研究与发展
5.1.2 介质访问控制方法CSMA/CD、Token Bus与Token Ring的比较
5.1.3 Ethernet技术的研究与发展
5.1.4 局域网参考模型与协议标准
5.2 Ethernet基本工作原理
5.2.1 Ethernet数据发送流程分析
5.2.2 Ethernet帧结构
5.2.3 Ethernet接收流程的分析
5.2.4 Ethernet网卡设计与物理地址
5.2.5 Ethernet物理层标准命名方法
5.3 交换式局域网与虚拟局域网技术
5.3.1 交换式局域网技术
5.3.2 虚拟局域网技术
5.4 高速Ethernet的研究与发展
5.4.1 Fast Ethernet
5.4.2 Gigabit Ethernet
5.4.3 10 Gigabit Ethernet
5.4.4 40 Gigabit Ethernet与100 Gigabit Ethernet
5.4.5 光以太网与城域以太网
5.5 Ethernet组网设备与组网方法
5.5.1 Ethernet基本的组网方法与设备
5.5.2 交换Ethernet与高速Ethernet组网方法
5.5.3 局域网结构化布线的基本概念
5.6 局域网互联与网桥
5.6.1 局域网互联与网桥的基本概念
5.6.2 网桥的工作流程
5.6.3 生成树协议
5.6.4 网桥与中继器、集线器、交换机的比较
5.7 无线局域网
5.7.1 无线局域网发展背景
5.7.2 扩频无线局域网
5.7.3 无线局域网IEEE 802.11标准
5.7.4 IEEE 802.11标准的 MAC层协议
小结
习题
第6章 网络层
6.1 网络层与IP协议
6.1.1 网络层基本概念
6.1.2 IP协议的发展与演变
6.2 IPv4协议的基本内容
6.2.1 IP协议的主要特点
6.2.2 IPv4分组格式
6.3 IPv4地址
6.3.1 IP地址的基本概念
6.3.2 标准分类IP地址
6.3.3 划分子网的三级地址结构
6.3.4 无类别域间路由CIDR
6.3.5 网络地址转换NAT
6.4 路由选择算法与分组交付
6.4.1 分组交付和路由选择的基本概念
6.4.2 路由表的建立、更新与路由选择协议
6.4.3 路由信息协议RIP
6.4.4 最短路径优先协议OSPF
6.4.5 外部网关协议BGP
6.4.6 路由器与第三层交换技术
6.5 Internet控制报文协议——ICMP
6.5.1 ICMP协议的作用与特点
6.5.2 ICMP报文类型
6.5.3 Ping 与Traceroute命令
6.6 IP多播与IGMP协议
6.6.1 IP多播的基本概念
6.6.2 IP多播地址
6.6.3 IGMP协议的基本内容
6.6.4 多播路由器与IP多播中的隧道技术
6.7 MPLS协议
6.7.1 资源预留协议RSVP与区分服务DiffServ
6.7.2 多协议标识交换MPLS
6.7.3 MPLS VPN的应用
6.8 地址解析协议ARP
6.8.1 IP地址与物理地址的映射
6.8.2 地址解析工作过程
6.9 移动IP协议
6.9.1 移动IP协议的基本概念
6.9.2 移动IP协议的设计目标与主要特征
6.9.3 移动IP协议的结构与基本术语
6.9.4 移动IPv4协议的基本工作原理
6.9.5 移动IPv4协议中移动节点和节点主机的基本操作
6.10 IPv6协议
6.10.1 IPv6协议的基本概念
6.10.2 IPv6协议的主要特征
6.10.3 IPv6地址
6.10.4 IPv6分组结构与基本报头
6.10.5 IPv4到IPv6过渡的基本方法
小结
习题
第7章 传输层
7.1 传输层与传输层协议
7.1.1 传输层的基本功能
7.1.2 传输协议数据单元的基本概念
7.1.3 应用进程、传输层接口与套接字
7.1.4 网络环境中分布式进程标识方法
7.1.5 传输层的多路复用与多路分解
7.1.6 TCP、UDP协议与应用层协议的关系
7.2 用户数据报协议UDP
7.2.1 UDP协议的主要特点
7.2.2 UDP协议报文格式
7.2.3 UDP校验和的基本概念与计算示例
7.2.4 UDP协议适用的范围
7.3 传输控制协议TCP
7.3.1 TCP协议的主要特点
7.3.2 TCP协议报文格式
7.3.3 TCP连接建立与释放
7.3.4 TCP协议滑动窗口与确认、重传机制
7.3.5 TCP协议滑动窗口与流量控制、拥塞控制
小结
习题
第8章 应用层
8.1 Internet应用与应用层协议的分类
8.1.1 Internet应用技术发展的三个阶段
8.1.2 C/S模式与P2P模式的比较
8.1.3 应用层协议的分类
8.2 域名系统DNS
8.2.1 DNS研究的背景
8.2.2 DNS域名空间
8.2.3 域名服务器
8.2.4 域名解析
8.2.5 域名系统性能优化
8.3 远程登录服务与TELNET协议
8.3.1 TELNET协议产生的背景
8.3.2 TELNET协议基本工作原理
8.4 电子邮件服务与SMTP协议
8.4.1 电子邮件服务的基本概念
8.4.2 电子邮件服务的工作过程
8.4.3 POP3、IMAP4协议与基于Web的电子邮件
8.5 Web与基于Web的网络应用
8.5.1 Web服务的基本概念
8.5.2 超文本传输协议HTTP
8.5.3 超文本标记语言HTML
8.5.4 Web浏览器
8.5.5 搜索引擎
8.6 即时通信与会话初始化协议SIP
8.6.1 即时通信工作模型
8.6.2 SIP协议的基本内容
8.7 主机配置与动态主机配置协议DHCP
8.7.1 动态主机配置的基本概念
8.7.2 DHCP的基本内容
8.8 网络管理与简单网管协议SNMP协议
8.8.1 网络管理的基本概念
8.8.2 SNMP协议的基本内容
8.9 典型应用层协议——FTP的分析
8.9.1 FTP模型与测试分析环境
8.9.2 FTP控制连接建立过程的分析
8.9.3 FTP用户登录与身份验证过程的分析
8.9.4 FTP数据连接建立过程的协议分析
8.9.5 FTP数据传输过程的分析
8.9.6 FTP用户退出登录过程的分析
8.9.7 FTP连接释放过程的分析
小结
习题
第9章 网络安全
9.1 网络安全的基本概念
9.1.1 网络安全的重要性
9.1.2 网络安全服务功能与法律法规
9.1.3 网络安全威胁的发展趋势
9.1.4 网络安全研究的主要问题
9.1.5 网络攻击的主要类型
9.2 加密与认证技术
9.2.1 密码算法与密码体制的基本概念
9.2.2 对称密码体系
9.2.3 非对称密码体系
9.2.4 公钥基础设施PKI
9.2.5 数字签名技术
9.2.6 身份认证技术的发展
9.3 网络安全协议
9.3.1 网络安全协议的基本概念
9.3.2 网络层安全与IPSec协议、IPSec VPN
9.3.3 传输层安全与SSL、TLP协议
9.3.4 应用层安全与PGP、SET协议
9.4 防火墙技术
9.4.1 防火墙的基本概念
9.4.2 包过滤路由器
9.4.3 应用级网关的概念
9.4.4 防火墙的系统结构
9.4.5 防火墙报文过滤规则制定方法
9.5 入侵检测技术
9.5.1 入侵检测的基本概念
9.5.2 入侵检测的基本方法
9.5.3 蜜罐技术的基本概念
9.6 网络业务持续性规划技术
9.6.1 网络文件备份与恢复的重要性
9.6.2 业务持续性规划技术研究
9.7 恶意代码与网络防病毒技术
9.7.1 恶意代码的定义与演变过程
9.7.2 病毒的基本概念
9.7.3 蠕虫的基本概念
9.7.4 特洛伊木马的基本概念
9.7.5 垃圾邮件的基本概念
9.7.6 流氓软件的基本概念
9.7.7 网络防病毒软件的应用
小结
习题
附录A 词汇索引
附录B 参考答案
附录C 参考文献