\"本書作者都是多年從事計算機網絡課程教學的一線教師。全書以漫畫的形式貫穿始終，將復雜的、抽像的計算機網絡領域的理論知識以形像化、口語化的方式進行講解。通過本課程的學習，能使讀者理解並掌握計算機網絡的基本理論與工作原理。為配合課程教學，使讀者盡快掌握所學知識，提高實用技能，作者還出版了與本書配套的《計算機網絡習題與實驗指導》。 \"

\"本教程突破傳統計算機網絡書籍（特別是教學用書）的陳套，大膽創新,把復雜、抽像的計算機網絡的主要理論進行了簡單化、形像化、口語化。全書以漫畫的形式展示內容，適合現代人的閱讀習慣，能使讀者快速理解和進入“網絡時代”。 本書深入淺出地介紹了計算機網絡的基本理論與工作原理、計算機數據通信的基礎知識、計算機網絡體繫結構、物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、應用層、計算機網絡安全和無線網絡技術等。本書配套了《計算機網絡技術習題與實驗指導》，通過加強實踐環節，能使讀者對計算機網絡技術的理解進一步深化。 本書既可作為高等學校計算機類和信息技術類專業的教材，也可作為相關技術人員的參考資料。\"

目錄第1章計算機網絡概述1
1.1計算機網絡的基本概念1
1.2因特網2
1.2.1互聯網與因特網2
1.2.2互聯網構成3
1.2.3因特網的發展5
1.2.4因特網的組成8
1.2.5按作用範圍劃分因特網12
1.3計算機網絡的性能指標13
1.3.1速率13
1.3.2帶寬14
1.3.3吞吐量14
1.3.4時延15
1.3.5時延帶寬積15
1.3.6往返時延16
1.3.7利用率16
1.4計算機網絡體繫結構16
1.4.1協議與層次16
1.4.2計算機網絡體繫結構的發展17
1.5小結22

第2章物理層23
2.1物理層概述23
2.1.1物理層功能23
2.1.2物理層功能詳解24
2.2數據通信基礎252.2.1基本概念25
2.2.2數據通信繫統的基本模型26
2.2.3數字信號與編碼技術27
2.2.4模擬信號與調制解調技術31
2.3第0層的傳輸介質33
2.3.1導引型傳輸媒體33
2.3.2非導引型傳輸媒體36
2.4信道的極限容量40
2.5信道多路復用技術42
2.5.1頻分多路復用43
2.5.2時分多路復用43
2.5.3波分多路復用45
2.5.4碼分多路復用45
2.6小結49

第3章數據鏈路層50
3.1基本概念51
3.1.1鏈路與數據鏈路51
3.1.2信道與鏈路的區別52
3.2數據鏈路層使用的信道分類52
3.3點對點信道的數據鏈路層三個基本問題52
3.3.1封裝成幀53
3.3.2透明傳輸54
3.3.3差錯檢測55
3.4點對點協議59
3.4.1點對點協議的介紹59
3.4.2點對點協議的三個組件及幀的格式60
3.4.3點對點協議在不同鏈路中對透明傳輸的不同處理61
3.4.4點對點協議的工作過程62
3.5使用廣播信道的局域網技術643.5.1局域網物理層拓撲結構65
3.5.2局域網標準——以太網實例65
3.5.3局域網的連接設備66
3.5.4廣播信道的共享技術67
3.5.5CSMA/CD協議67
3.5.6以太網的MAC層72
3.6擴展以太網74
3.6.1以太網的擴展歷史74
3.6.2網橋、透明網橋到交換機的存儲轉發技術75
3.6.3虛擬局域網78
3.7小結79

第4章網絡層80
4.1網絡層向上提供的虛電路服務和數據報服務80
4.2網際協議81
4.2.1虛擬互連網82
4.2.2IP地址與硬件地址83
4.2.3*基本的IP編址方法——分類的IP地址83
4.2.4地址解析協議85
4.2.5IP數據報的格式87
4.2.6網絡層轉發數據報流程90
4.3劃分子網和無類地址91
4.3.1劃分子網91
4.3.2無分類編址94
4.4IP版本6——IPv696
4.4.1IPv4逐漸過渡到IPv696
4.4.2IPv6地址96
4.5差錯報告——網際控制報文協議98
4.6虛擬專用網和隧道99
4.7Internet的路由選擇協議1014.7.1路由信息協議102
4.7.2開放*短路徑優先105
4.7.3邊界網關協議108
4.8IP多播111
4.8.1多播地址111
4.8.2網際組管理協議112
4.8.3多播路由112
4.9小結113

第5章傳輸層115
5.1傳輸層的功能115
5.2用戶數據報協議116
5.2.1簡單多路分解116
5.2.2端口與套接字116
5.2.3UDP的格式118
5.2.4UDP的差錯校驗118
5.3傳輸控制協議120
5.3.1報文段格式121
5.3.2TCP的連接建立與釋放122
5.3.3可靠字符流傳輸124
5.3.4滑動窗口協議127
5.3.5TCP超時重傳機制——Karn算法129
5.3.6TCP的流量控制130
5.3.7TCP的擁塞控制134
5.3.8擁塞避免機制——隨機早期檢測140
5.4小結141

第6章應用層143
6.1域名繫統144
6.1.1域名繫統概述1446.1.2域名的分層結構144
6.1.3域名服務器146
6.1.4域名解析 147
6.2文件傳輸協議148
6.3遠程終端協議149
6.4萬維網與超文本傳輸協議150
6.5電子郵件152
6.5.1電子郵件繫統的工作方式153
6.5.2簡單郵件傳輸協議153
6.5.3郵局協議版本3和郵件訪問協議155
6.5.4基於萬維網的電子郵件157
6.5.5多用途因特網郵件擴展157
6.6簡單網絡管理協議159
6.7動態主機配置協議160
6.8小結162

第7章計算機網絡安全164
7.1計算機網絡安全問題概述165
7.1.1計算機網絡安全的內容165
7.1.2計算機網絡面臨的安全問題165
7.2計算機網絡安全機制166
7.2.1密碼體制166
7.2.2對稱密鑰密碼167
7.2.3公鑰密碼167
7.2.4數字簽名168
7.2.5密鑰分配169
7.3因特網安全協議172
7.3.1網絡層安全協議172
7.3.2傳輸層安全協議172
7.3.3應用層安全協議1737.4繫統安全173
7.4.1防火牆174
7.4.2入侵檢測174
7.5小結175

第8章無線網絡176
8.1無線網絡基本概念176
8.2CSMA/CA協議179
8.3無線個人區域網180
8.3.1WPAN與PAN、WLAN的區別181
8.3.2藍牙181
8.4蜂窩移動通信網絡183
8.4.1蜂窩移動通信繫統的歷史184
8.4.2移動IP技術185
8.5小結188

參考文獻189

第5章傳輸層 溫馨提示: 本章重點  傳輸層功能  UDP  TCP 從物理層到網絡層，實現的是將多臺計算機連接在一起的各種技術，從簡單的以太網和無線網到覆蓋**的互聯網。網絡互聯後，傳輸層要考慮的是實現通信主機的應用程序產生的進程與進程的通信信道。學習網絡互連的時候，一直使用的語言都是“兩臺主機之間互相通信”，這其實是一種比較籠統的說法。實際上,相互通信的是主機裡的兩個應用程序，*確切地說，是兩個應用程序產生的進程在相互通信。從傳輸層的角度來看，通信的端點就是主機中的進程，傳輸層的通信也稱為端到端通信，同時傳輸層協議有時也稱為端到端協議。
5.1傳輸層的功能 通過前面章節的學習了解了下三層的互聯網絡提供的是一個不可靠、盡力而為的服務。所以IP層上交給傳輸層的報文可能會存在無序、缺失、重復等問題。因此，下層的互聯網絡希望傳輸層能夠實現可靠的傳輸服務。同時，上層的應用層希望傳輸層能向上層提供一些主要功能，比如: 支持每臺主機上的多個應用程序、流量控制、擁塞控制等。
傳輸層的主要功能如下。
(1) 實現簡單多路分解。
(2) 提供可靠的、有序的字節流傳輸。
(3) 允許接收方對發送方進行流量控制。
(4) 進行擁塞控制。
傳輸層的關鍵功能是設計出各種算法，不同的傳輸層協議應用這些算法的不同組合。
第5章傳輸層計算機網絡技術〖3〗5.2用戶數據報協議 根據應用程序的不同需求，傳輸層需要有兩種不同的傳輸協議，即面向連接的傳輸控制協議（Transmission Control Protocol, TCP）和無連接的用戶數據報協議（User Datagram Protocol, UDP）。它是**簡單的傳輸層協議。發送數據之前不需要建立連接，同時也不提供可靠傳輸，僅提供盡力而為的服務。UDP主要提供多路分解和差錯檢測兩個功能。
5.2.1簡單多路分解 比如在上網瀏覽網頁的同時掛著QQ，還發送電子郵件，這時就有三個網絡上的進程與發送方主機上的三個進程進行通信，那麼繫統是怎麼樣正確地把接收到的數據定位到指定的進程中呢？ 發送方傳輸層會把不同應用程序進程復用在一個傳輸層報文段或數據報中。數據報發送到接收方後，接收方的傳輸層再將傳輸層報文段或數據報分用給服務器的不同進程。
任何主機上都可能運行多個進程，所以每個傳輸層協議都需要多路分解功能，使每臺主機上的多個進程能夠共享網絡。
5.2.2端口與套接字 在傳輸層中，使用稱為端口（port）的抽像定位器使進程之間能夠間接相互識別。引入端口的主要原因是操作繫統給每個進程指派的進程標識符並非**統一，不同操作繫統的進程標識符的格式也各不相同。同時，一臺機器上運行的特定進程，如果把它指明為網上通信的*後終點是不可行的，因為進程的創建與撤銷都是動態的。通信一方幾乎無法識別對方機器上具體實現這個功能的是目的主機上的哪個進程。
因此，使用端口號的好處在於: 雖然網絡通信的終點是應用進程，但是隻要把要傳送的報文交給目的主機的某一合適的目的端口，*後交付目的進程的工作就可以交給傳輸層協議完成了。
兩臺計算機中的進程要互相通信，首先必須知道對方的IP地址，這是為了找到對方的計算機；其次，還要知道對方的端口號，這是為了找到對方計算機的應用程序。根據RFC的定義: 端口號拼接到IP地址即構成了套接字(socket)。RFC是一繫列以編號排定的文件，包括互聯網相關信息以及UNIX和互聯網社區的文件。套接字=(IP地址:端口號)比如: IP地址192.3.21.34，端口號是80，套接字是（192.3.21.34: 80）。換句話說，兩個進程要互相通信，必須知道對方的套接字。
傳輸層的端口號用16位二進制數標識。16位的端口號可以允許65535個不同的端口號。端口號在整個因特網都是統一的，所以這個數目足夠使用。
傳輸層的端口號分為以下兩大類。
(1) 服務器端的端口號。
服務器端的端口號又分為以下兩類。
① 繫統端口號（或稱為熟知端口號）為0～1023。這些端口號的數值可以通過網址www.iana.org查到。IANA把這些端口號指派給了TCP/IP*重要的一些應用程序，讓所有的用戶都知道。當一些新的應用程序出現後，IANA必須為它指派一個繫統端口，否則因特網上的其他應用進程無法和它進行通信。
下面是一些常用的繫統端口號。應用程序FTPTELNETSMTPDNSTFTPHTTPSNMPSNMP （trap）繫統 端口號212325536980161162② 登記端口號為1024～49151。這類端口號是供沒有繫統端口號的應用程序使用的。使用這類端口號必須在IANA按照規定的手續登記，以防止重復。
(2) 客戶端的端口號。
客戶端的端口號為49152～65535。由於這類端口號僅在客戶進程運行時纔動態選擇，因此又稱為短暫端口號。這類端口號供客戶進程選擇暫時使用。當服務器進程收到客戶進程的報文時，就知道客戶進程所使用的端口號，從而可以把數據發送給客戶進程。通信結束後，剛纔使用過的客戶端口號就不再存在了，從而可以供其他客戶進程使用。
5.2.3UDP的格式 UDP使用的傳輸單位是用戶數據報。UDP面向的是上層應用層傳送來的報文: 發送方的UDP把應用程序交下來的報文添加了首部後就向下交付給IP層。UDP對應用層交下來的報文加上一個UDP首部原樣發送，不合並也不拆分。這就要求上層的應用層對報文的長度有所限制。若報文太長，則UDP把報文交給IP層後，IP層在傳送時要進行分片；若報文太短，則UDP把它交給IP層後，IP層需要填充IP數據報首部，讓它達到符合要求的長度。無論哪種情況，都降低了IP層的效率。
用戶數據報UDP同樣由兩部分構成: 數據字段和首部字段。UDP首部格式如下。
（1） 源端口。 源端口號，2字節。接收方回信時可用，如果無須對方回信，則可設置為全0。
（2） 目的端口。目的端口號，2字節。目的端口號是報文發送的終點套接字中的一部分。
（3） 長度。UDP數據報的長度，2字節。當整個報文隻有首部時，長度達到*小值8字節。
（4） 檢驗和。2字節。檢測UDP用戶數據報在傳輸中是否有錯，若有錯則丟棄。
(5) 偽首部。12字節。偽首部用於首部的差錯檢驗。它並不是UDP用戶數據報真正的首部，隻是在計算檢驗和時臨時添加在UDP用戶數據報的前面。
當網絡層把UDP數據報傳送到傳輸層時，根據首部中的目的端口，在傳輸層把UDP數據報通過相應的端口上交給相應的應用程序。
若接收方UDP發現數據報中的端口號不存在對應的應用進程，則丟棄該數據報，並由ICMP發送“端口不可達”差錯報文給發送方。