網絡技術基礎及應用

本書作為我們描述現代數字化技術三部曲“數字通信“，“網絡技術“，和“Web程序設計“的第一部，勾畫出了一個通過利用新的數字通信通道從根本上推進無紙化數字商品社會的簡潔的素描。

目錄

第 1章緒論 1 

11從歷史的角度看電腦網絡和互聯網 2 

111阿帕網 3 

112互聯網 4 

113萬維網 4 

114 Web 20和語義網 6 

12互聯網世界的路標 7 

121互聯網架構委員會 (IAB) 7 

122互聯網協會 (ISOC) 10 

123 IANA和 ICANN  11 

124萬維網聯盟  13 

125互聯網開放標準：沒有政府乾預  14 

126德國的參與者和供應商 17 

13術語表  19

第 2章互聯網基礎： TCP/IP參考模型 23 

21通信協議和層模型  23 

211協議族  24 

212層模型  24

補充材料 1：ISO/OSI參考模型 31 

22物理層：電腦通信的基礎 35 

221物理傳輸介質  35 

222物理傳輸介質的特徵結構 36 

23 TCP/IP參考模型  37 

231 TCP/IP參考模型產生的歷史及其局限性  38 

232網絡接入層  41 

233網絡互聯層  43 

234傳輸層  45 

235應用層  47 

24術語表  48

第 3章物理層  53 

31理論基礎  56 

311電磁頻譜和信號傳輸 57 

312有限帶寬信號  62 

32數字信號編碼  66 

321線路碼  66 

322模擬頻譜調制  72 

323數字調制方法  74 

324恆定帶寬的復用方法 80 

325擴展頻譜  85 

33有線傳輸介質  91 

331同軸電纜  92 

332雙絞線電纜  93 

333光纖電纜  96 

34無線傳輸介質  99 

341借助短波和超短波傳播的無線傳輸  100 

342通過微波傳播的無線傳輸  101 

343紅外線、毫米波和光波的傳輸  102 

344衛星通信  103 

35術語表  104

第 4章網絡接入層（ 1）：有線局域網技術  109 

41網絡接入層  109 

411基本任務和協議  110 

412介質訪問控制  116 

413邏輯鏈路控制  117 

42局域網  118 

421公共通信通道的使用  118 

422局域網的重要性  119 

423 IEEE 802局域網  120 

424本地地址管理  126 

425本地數據管理  130 

426特殊的網絡硬件  131 

43局域網技術的重要例證  133 

431局域網拓撲  133 

432以太網 ——IEEE 8023137

補充材料 2：以太網的定時和沖突處理  145

補充材料 3：以太網的效益分析  160 

433令牌環 ——IEEE 8025168 

434光纖分佈式數據接口 FDDI 178 

435異步傳輸模式 ATM  189

補充材料 4：ATM ——信元轉換  201 

目錄 vii 

44局域網擴展  203 

441局域網技術的局限性  203 

442中繼器  204 

443集線器  204 

444橋接器  206 

445交換機  212 

446虛擬局域網  213 

45術語表  216

第 5章網絡接入層（ 2）：無線移動局域網技術  220 

51無線和移動網絡技術的基礎知識  220 

52無線局域網 —— IEEE 80211  223 

521 IEEE 80211的物理層  224 

522 IEEE 80211的介質訪問控制子層  224 

523 IEEE 80211的數據格式  231 

524無線局域網安全  241

補充材料 5：對 WEP方法的批判  247 

53藍牙 ——IEEE 80215259 

531藍牙技術  261 

532藍牙協議棧  263 

533藍牙安全性  270 

534藍牙規範  271 

54 ZigBee —— IEEE 802154  271 

541 ZigBee技術  272 

542 ZigBee協議和尋址  275 

543 ZigBee安全性  278 

55基於無線網絡的其他技術  279 

56術語表  280

第 6章網絡接入層（ 3）：廣域網技術  283 

61簡介  283 

62廣域網中的分組交換  284 

621基本原則  284 

622廣域網的建立  285 

623存儲轉發交換  286 

624廣域網中的尋址  287 

63路由選擇  288 

631網絡圖  288 

632廣域網中路由表格的計算  289 

633孤立路由算法  293

補充材料 6：Dijkstra算法  295 

634距離矢量路由選擇  298 

635鏈路狀態路由選擇  303

補充材料 7：特殊的路由方法  308

補充材料 8：具有移動組件網絡的路由方法  317 

64廣域網技術的重要示例  325 

641阿帕網  325 

642 X25  328 

643 ISDN 332

補充材料 9：ISDN的數據格式  336 

644幀中繼  339 

645寬帶 ISDN和 ATM  345 

646分佈式隊列雙總線 (DQDB)  345 

647循環預約多址  350 

648準同步數字體系  353 

649同步數字體系和同步光纖網  356 

6410微波接入的世界範圍互操作 —— IEEE 80216標準  360 

65廣域網接口  365 

651電話網絡的接入 ——調制解調器  365 

652 ISDN接入  368 

653數字用戶線路 (DSL) 368 

654到廣域網的無線接入 GSM、UMTS和 LTE 371 

655替換接入方法  383 

66術語表  386

第 7章網絡互聯層  391 

71虛擬網絡  391 

72網絡互聯  394 

721面向連接的網絡互聯  396 

722無連接網絡互聯  397 

723隧道  397 

724碎片化  398 

725擁塞控制  401 

726服務質量  406 

727互聯網路由  410 

73互聯網協議 IP 411 

目錄 ix 

731 IP尋址  412 

732協議地址的綁定  420 

733 IP數據報  425

補充材料 10：IP封裝和 IP碎片  428 

74互聯網協議第 6版 (IPv6)  431 

741 IPv6的屬性和特性  432 

742 IPv6的數據報  434 

743 IPv6碎片化、巨型幀和 IPv6路由  438 

744 IPv6尋址  442 

745 IPv6自動配置  449 

746從 IPv4到 IPv6的共存和遷移  451 

75 IPSec網絡互聯層的安全通信  456 

751 IPSec安全架構  457 

752 IPSec鑒別頭  460 

753 IPSec封裝安全負載  462 

754 IPSec支持組件  465

補充材料 11：IPSec密鑰管理  468 

76互聯網控制消息協議 ICMP  476 

761 ICMP的任務  477 

762 ICMP消息格式  478 

763 ICMP錯誤消息  479 

764 ICMP詢問和非正式消息  480 

765 ICMPv6  484 

766鄰居發現協議  489 

77移動 IP  491 

771基本的問題和需求  491 

772操作的基本流程  492 

773移動 IP消息格式  494 

774移動 IP和路由效率  497 

775移動 IPv6 498 

78術語表  499

第 8章傳輸層  504 

81傳輸層的任務和協議  505 

811傳輸層服務概述  506 

812通信端點和尋址  508 

813 TCP和 UDP的埠和套接字  509 

814傳輸層上的服務原語  510 

82 用戶數據報協議 (UDP)  512 

821 UDP的任務和功能  512 

822 UDP的消息格式  513 

823 UDP應用  514 

83 傳輸控制協議 (TCP)  515 

831 TCP的功能和任務  517

補充材料 12：TCP的連接管理  525 

832 TCP的消息格式  528 

833 TCP ——可靠性、流量控制和擁塞控制  533 

84 網絡地址轉換 (NAT)  539 

841 NAT的功能和任務  539 

842 NAT的用途  542 

843 NAT的優缺點  547 

85 傳輸層上的安全性  549

傳輸層安全協議和安全套接字層 (TLS/SSL)  549

補充材料 13：TLS/SSL握手方法  552 

86 術語表  561

第 9章應用層和互聯網應用  567 

91 基本概念、功能和簡介  567 

911應用層的互聯網服務和協議  568 

912客戶端/服務器交互模式  569 

913套接字接口  571 

92 名稱及目錄服務  572 

921域名系統 (DNS)  572

補充材料 14：安全的 DNS ——域名系統的安全擴展  592 

922目錄服務  598 

93 電子郵件 (E-mail) 601 

931消息處理系統  602 

932 E-mail消息格式  606 

933 MIME標準  607 

934簡單郵件傳送協議 SMTP  610 

935 POP3和 IMAP  614 

936優良保密協議 PGP  621 

94 文件傳輸  625 

941文件傳輸協議 (FTP)和安全文件傳輸協議 (SFTP)  625 

942簡單文件傳輸協議 (TFTP) 631 

943網絡文件系統 NFS  634 

目錄 xi 

944遠程過程調用 (RPC)  636 

95遠程登錄  639 

951 Telnet 639 

952 rlogin  644 

953安全外殼 (SSH) 645 

96網絡管理  646 

961動態主機配置協議 (DHCP)  647 

962簡單網絡管理協議 (SNMP)  654 

97音頻和視頻通信  666 

971互聯網中的多媒體應用程序  666 

972實時傳輸協議 (RTP)  670 

973實時傳輸控制協議 (RTCP) 673 

974實時流協議 (RTSP) 674 

975資源預留和服務質量  677 

98互聯網中的其他服務和應用程序  684 

981萬維網  684 

982 P2P對等網絡應用  686 

983互聯網中繼交談 (IRC) 692 

984 Usenet 693 

985 TCP/IP的其他服務產品  695 

99應用層安全性：包過濾器和防火牆  698 

991包過濾器  699 

992網關  700 

993防火牆的拓撲結構  701

補充材料 15：Lock-Keeper技術  702 

910術語表  705

第 10章後記  711

附錄 A人物索引  717

附錄 B縮略語  726

表格索引  732

插圖索引  734

參考文獻  746