計算機網絡

李成友，男，工學碩士學位，副教授一級，碩士生導師，教學副院長。主要研究方向為網絡安全、網絡管理、計算生物學、智能優化、高等教育等，在相關學術期刊發表學術論文30余篇，其中獨立或第一作者近20篇、被SCI、EI收錄10余篇、中文核心期刊8篇。近年來，探索並實踐“計算機類專業11223人才培養模式改革”，並取得顯著成效。作為項目負責人，主持山東省教學研究重點項目1項，主持並完成教育部產學合作協同育人項目2項、校級重點教改項目2項；參與教育部新工科、新農科建設項目各1項，省部級教改項目1項，校級教改項目4項；獲山東省優秀教學成果二等獎1項，校級優秀教學成果特等獎1項、一等獎1項；獲評山東省在線教學優秀案例二等獎1項；參編教材1部。主講本科生專業主幹課程《計算機網絡》、《路由協議與交換技術》等。現任山東省機器人專委會副主任、CCF高級會員、山東省計算機學會理事、中軟國際新工科建設高校專家委員會專家，聊城市公共資源采購評審專家。主持獲批山東省首批數據開放與創新應用實驗室。參與省部級課題3項，校級科研項目5項。2020-2021學年、2021-2022學年和2022-2023學年連續3年獲評聊城大學教學工作業績考核A級榮譽稱號。

 

目錄

 

第1章計算機網絡概述

 

1.1互聯網概述

 

1.1.1網絡的網絡

 

1.1.2互聯網的發展歷程

 

1.1.3互聯網結構發展的三個階段

 

1.1.4互聯網在我國的發展

 

1.2互聯網的組成

 

1.2.1互聯網的邊緣部分

 

1.2.2互聯網的核心部分

 

1.3計算機網絡的概念與類別

 

1.3.1計算機網絡的概念

 

1.3.2計算機網絡的類別

 

1.4計算機網絡的拓撲結構

 

1.4.1計算機網絡拓撲的基本概念

 

1.4.2計算機網絡拓撲的類型

 

1.5計算機網絡的性能

 

1.5.1計算機網絡的性能指標

 

1.5.2計算機網絡的非性能指標

 

1.6計算機網絡的體系結構

 

1.6.1網絡協議

 

1.6.2計算機網絡的分層體系結構

 

1.6.3具有五層協議的原理體系結構

 

1.6.4實體、協議、服務和服務訪問點

 

1.6.5TCP/IP體系結構

 

1.7計算機網絡標準化組織與互聯網協議管理機構

 

1.7.1計算機網絡領域有影響的標準化組織

 

1.7.2RFC文檔、互聯網草案與互聯網協議標準

 

1.7.3互聯網管理機構

 

1.8本章重要概念

 

1.9本章知識圖譜

 

1.10習題

 

1.11考研真題

 

第2章物理層

 

2.1物理層的主要任務

 

2.2數據通信的基礎知識

 

2.2.1數據通信系統的模型

 

2.2.2信道

 

2.2.3編碼與調制

 

2.2.4信道的極限容量

 

2.3物理層下面的傳輸媒體

 

2.3.1導引型傳輸媒體

 

2.3.2非導引型傳輸媒體

 

2.4信道復用技術

 

2.4.1頻分復用

 

2.4.2時分復用和統計時分復用

 

2.4.3波分復用

 

2.4.4碼分復用

 

2.5數字傳輸系統

 

2.6寬帶接入技術

 

2.6.1ADSL技術

 

2.6.2光纖同軸混合網

 

2.6.3FTTx技術

 

2.7本章重要概念

 

2.8本章知識圖譜

 

2.9習題

 

2.10考研真題

 

 

 

 

 

第3章數據鏈路層

 

3.1數據鏈路層概述

 

3.1.1點對點信道與廣播信道

 

3.1.2數據鏈路和幀

 

3.1.3三個基本問題

 

3.2PPP

 

3.2.1PPP的特點

 

3.2.2PPP的組成

 

3.2.3PPP的幀格式

 

3.2.4PPP的字節填充與零比特填充

 

3.2.5PPP的工作狀態

 

3.3使用廣播信道的數據鏈路層

 

3.3.1局域網的數據鏈路層

 

3.3.2CSMA/CD協議

 

3.3.310BaseT雙絞線以太網

 

3.3.4以太網的信道利用率

 

3.3.5MAC地址

 

3.3.6以太網幀格式

 

3.4擴展的以太網

 

3.4.1在物理層擴展以太網

 

3.4.2在數據鏈路層擴展以太網

 

3.4.3虛擬局域網

 

3.5高速以太網

 

3.5.1100BaseT以太網

 

3.5.2吉比特以太網

 

3.5.310吉比特以太網和更快的以太網

 

3.5.4使用以太網進行寬帶接入

 

3.6無線局域網

 

3.6.1無線局域網的組成

 

3.6.2無線局域網的MAC層協議

 

3.6.3IEEE 802.11局域網的MAC幀

 

3.7本章重要概念

 

3.8本章知識圖譜

 

3.9習題

 

3.10考研真題

 

第4章網絡層

 

4.1網絡層概述

 

4.1.1異構網絡互聯

 

4.1.2路由選擇和分組轉發

 

4.1.3網絡服務模式

 

4.2IP

 

4.2.1IP編址

 

4.2.2IP數據報的格式

 

4.2.3IP分組的轉發

 

4.3ARP

 

4.3.1IP地址與物理地址

 

4.3.2ARP報文的格式

 

4.3.3ARP工作原理

 

4.4ICMP

 

4.4.1ICMP報文的格式和種類

 

4.4.2ICMP的應用

 

4.5IPv6

 

4.5.1IPv6引入的主要變化

 

4.5.2IPv6的基本首部

 

4.5.3IPv6的地址

 

4.5.4從IPv4向IPv6過渡的方法

 

4.6路由選擇協議

 

4.6.1路由選擇協議概述

 

4.6.2RIP

 

4.6.3OSPF協議

 

4.6.4外部網關協議

 

4.7IP多播

 

4.7.1IP多播的概念

 

4.7.2在局域網上進行硬件多播

 

4.7.3IP多播協議

 

4.8虛擬專用網與網絡地址轉換

 

4.8.1虛擬專用網

 

4.8.2網絡地址轉換

 

4.9MPLS

 

4.9.1MPLS概述

 

4.9.2MPLS的首部結構

 

4.9.3MPLS中的路由器

 

4.9.4MPLS中的表

 

4.9.5MPLS的體系結構

 

4.9.6MPLS的工作原理

 

4.10SDN

 

4.10.1SDN的產生和發展

 

4.10.2SDN的體系架構

 

4.10.3SDN的數據平面

 

4.10.4SDN的控制平面

 

4.11本章重要概念

 

4.12本章知識圖譜

 

4.13習題

 

4.14考研真題

 

第5章運輸層

 

5.1運輸層協議概述

 

5.1.1運輸層的基本功能

 

5.1.2運輸層的兩個主要協議

 

5.1.3運輸層端口與套接字網絡編程

 

5.2UDP

 

5.2.1UDP概述

 

5.2.2UDP的報文格式

 

5.3TCP報文段的首部格式

 

5.4可靠傳輸的工作原理

 

5.4.1停止等待協議

 

5.4.2連續ARQ協議

 

5.5TCP的可靠傳輸

 

5.5.1以字節為單位的滑動窗口

 

5.5.2超時重傳時間的選擇

 

5.5.3選擇確認

 

5.6TCP的流量控制

 

5.6.1利用窗口實現流量控制

 

5.6.2提高TCP傳輸效率的算法

 

5.7TCP的擁塞控制

 

5.7.1TCP擁塞控制概述

 

5.7.2TCP的4種擁塞控制算法

 

5.8TCP的運輸連接管理

 

5.8.1TCP的連接建立

 

5.8.2TCP的連接釋放

 

5.9本章重要概念

 

5.10本章知識圖譜

 

5.11習題

 

5.12考研真題

 

第6章應用層

 

6.1域名系統

 

6.1.1域名系統概述

 

6.1.2互聯網的域名結構

 

6.1.3域名服務器

 

6.2FTP

 

6.2.1FTP概述

 

6.2.2FTP的基本工作原理

 

6.2.3TFTP

 

6.3Telnet

 

6.4萬維網

 

6.4.1萬維網概述

 

6.4.2URL

 

6.4.3HTTP

 

6.4.4萬維網的文檔

 

6.4.5萬維網的信息檢索系統

 

6.5電子郵件

 

6.5.1電子郵件概述

 

6.5.2SMTP

 

6.5.3電子郵件的信息格式

 

6.5.4POP3和IMAP

 

6.5.5基於萬維網的電子郵件

 

6.5.6MIME

 

6.6DHCP

 

6.7P2P應用

 

6.8本章重要概念

 

6.9本章知識圖譜

 

6.10習題

 

6.11考研真題

 

第7章網絡安全

 

7.1網絡安全概述

 

7.1.1安全性威脅

 

7.1.2安全網絡

 

7.2密碼體制

 

7.2.1對稱密碼體制

 

7.2.2公鑰密碼體制

 

7.3鑒別

 

7.3.1報文鑒別

 

7.3.2實體鑒別

 

7.4密鑰分配

 

7.4.1對稱密鑰分配

 

7.4.2公鑰的簽發

 

7.5防火墻與入侵檢測

 

7.5.1防火墻

 

7.5.2入侵檢測系統

 

7.6本章重要概念

 

7.7本章知識圖譜

 

7.8習題