1.1互聯網概述1

1.1.1計算機網絡定義1

1.1.2互聯網結構2

1.1.3互聯網知識體繫4

1.1.4基本術語6

1.2互聯網發展過程8

1.2.1從ARPA網絡到互聯網8

1.2.2從低速互聯網到高速互聯網10

1.2.3從數據網絡到統一網絡12

1.2.4從互聯網到移動互聯網15

1.2.5從互聯網到物聯網17

1.2.6從互聯網到安全互聯網20

1.3交換方式23

1.3.1交換的本質含義23

1.3.2電路交換23

1.3.3虛電路交換27

1.3.4數據報交換33

1.3.5三種交換方式綜述36

1.3.6網絡分類37

1.4計算機網絡體繫結構和協議40

1.4.1分層結構41

1.4.2網絡體繫結構的基本概念43

1.4.3OSI體繫結構46

1.4.4TCP/IP體繫結構50

1.5互聯網的啟示素55

本章小結57

習題58

第2章數據通信基礎60

2.1數據傳輸繫統60

2.1.1互連網與數據傳輸繫統60

2.1.2繫統組成61

2.1.3功能說明62

2.1.4信道連接方式62

2.1.5通信方式63

2.2信號63

2.2.1信號的基本概念64

2.2.2數字信號64

2.2.3模擬信號65

2.2.4信號失真和還原65

2.3編碼和調制68

2.3.1編碼68

2.3.2調制69

2.3.3奈奎斯特準則與香農定理73

2.3.4數字傳輸繫統與模擬傳輸繫統的比較74

2.4差錯控制75

2.4.1出錯的結果和原因75

2.4.2檢錯碼和糾錯碼76

2.4.3確認和重傳78

2.5傳輸媒體80

2.5.1同軸電纜80

2.5.2雙絞線81

2.5.3光纖82

2.6數據傳輸繫統的啟示素84

本章小結86

習題86

[1][3]網絡技術基礎與計算思維（第2版）目錄[3][3]第3章以太網88

3.1以太網的發展過程88

3.1.1以太網的誕生88

3.1.2從共享到交換88

3.1.3從同軸電纜到雙絞線纜和光纖89

3.1.4從低速到高速89

3.1.5VLAN和三層交換技術89

3.2總線型以太網89

3.2.1總線型以太網的結構與功能89

3.2.2總線型以太網的體繫結構91

3.2.3基帶傳輸與曼徹斯特編碼92

3.2.4MAC地址95

3.2.5MAC幀95

3.2.6CSMA/CD的工作原理97

3.2.7CSMA/CD的缺陷99

3.2.8集線器和星形以太網結構104

3.2.9例題解析105

3.3網橋與衝突域分割106

3.3.1網橋分割衝突域原理106

3.3.2轉發表和MAC幀轉發過程107

3.3.3網橋工作流程108

3.3.4端到端交換路徑109

3.3.5網橋無限擴展以太網110

3.3.6全雙工通信擴展無中繼傳輸距離111

3.3.7以太網拓撲結構與生成樹協議111

3.3.8中繼器與網橋112

3.3.9例題解析113

3.4交換式以太網與VLAN116

3.4.1廣播和廣播域116

3.4.2VLAN與廣播域分割118

3.4.3單交換機VLAN劃分過程119

3.4.4跨交換機VLAN劃分過程121

3.4.5802.1Q與VLAN內MAC幀傳輸過程122

3.4.6例題解析125

3.5以太網標準131

3.5.110Mbps以太網標準131

3.5.2100Mbps以太網標準132

3.5.31Gbps以太網標準132

3.5.410Gbps以太網標準133

3.5.540Gbps和100Gbps以太網標準133

3.6以太網的啟示素134

本章小結136

習題136

第4章無線局域網141

4.1無線局域網概述141

4.1.1無線通信基礎141

4.1.2無線局域網標準和信道145

4.1.3無線局域網體繫結構147

4.1.4無線局域網與以太網148

4.2無線局域網應用方式150

4.2.1IBSS150

4.2.2BSS151

4.2.3ESS152

4.2.4WDS153

4.2.5APrepeater模式156

4.2.6無線家庭網絡158

4.2.7無線局域網與移動互聯網159

4.3無線局域網MAC層159

4.3.1無線局域網MAC幀160

4.3.2DCF和CSMA/CA162

4.4終端接入無線局域網過程170

4.4.1BSS配置信息171

4.4.2同步過程171

4.4.3鋻別過程172

4.4.4建立關聯過程173

4.4.5MAC幀分類174

4.5無線局域網的設計和分析175

4.5.1網絡結構175

4.5.2終端與AP建立關聯過程176

4.5.3MAC幀傳輸過程176

4.5.4終端漫遊過程178

4.5.5AP AC無線局域網結構179

4.6無線局域網的啟示素181

本章小結183

習題183

第5章廣域網185

5.1PSTN185

5.1.1PSTN概述185

5.1.2語音通信過程187

5.2PPP196

5.2.1PPP幀結構196

5.2.2幀對界197

5.2.3點對點信道和PPP鏈路198

5.3SDH198

5.3.1SDH概述198

5.3.2SDH幀結構201

5.3.3SDH復用結構203

5.3.4SDH應用205

5.4廣域網的啟示素207

本章小結208

習題209

第6章IP和網絡互連210

6.1網絡互連210

6.1.1不同類型網絡互連需要解決的問題210

6.1.2信件投遞過程的啟示211

6.1.3端到端傳輸思路212

6.1.4IP實現網絡互連機制213

6.1.5路由器結構214

6.2IP215

6.2.1IP地址分類215

6.2.2IP地址分層分類的原因218

6.2.3IP地址分類的缺陷220

6.2.4無分類編址222

6.2.5IP分組格式232

6.3路由表和IP分組傳輸過程236

6.3.1互連網結構與路由表236

6.3.2IP分組傳輸過程238

6.3.3實現IP分組傳輸過程的思路239

6.4路由表的建立過程239

6.4.1人工配置靜態路由項239

6.4.2路由協議與動態路由項245

6.5IP over以太網249

6.5.1ARP和地址解析過程250

6.5.2逐跳封裝251

6.6三層交換機與VLAN間通信過程252

6.6.1實現VLAN間通信過程的思路252

6.6.2多端口路由器實現VLAN間通信的過程253

6.6.3單臂路由器實現VLAN間通信的過程255

6.6.4三層交換機實現VLAN間通信的過程257

6.6.5多個三層交換機互連261

6.6.6二層交換機、AP和三層交換機與路由器之間的區別264

6.7ICMP267

6.7.1ICMP報文267

6.7.2ICMP應用268

6.8IP和網絡互連的啟示素271

本章小結274

習題274

第7章Internet接入技術280

7.1Internet接入概述280

7.1.1終端接入Internet需要解決的問題280

7.1.2PPP與接入控制過程283

7.2以太網和ADSL接入技術288

7.2.1通過以太網接入Internet的過程288

7.2.2通過ADSL接入Internet的過程293

7.3家庭局域網接入方式與無線路由器296

7.3.1家庭局域網接入方式296

7.3.2無線路由器297

7.4VPN接入技術305

7.4.1引出VPN接入技術的原因305

7.4.2VPN實現思路307

7.4.3VPN接入網絡結構307

7.4.4實現機制308

7.4.5Windows啟動VPN連接的過程312

7.5Internet接入技術的啟示素313

本章小結315

習題316

第8章傳輸層317

8.1傳輸層的功能和協議317

8.1.1引入傳輸層的原因317

8.1.2傳輸層的功能318

8.1.3面向連接和無連接的區別319

8.1.4面向字節流和面向報文的區別320

8.1.5傳輸層協議320

8.2端口號321

8.2.1端口號的作用和分配過程321

8.2.2UDP和TCP著名端口號322

8.3UDP322

8.3.1UDP的主要特點323

8.3.2UDP報文格式323

8.3.3UDP用途323

8.4TCP325

8.4.1TCP的主要特點325

8.4.2TCP報文格式325

8.4.3TCP建立連接和釋放連接的過程327

8.4.4TCP差錯控制機制329

8.4.5TCP擁塞控制機制334

8.4.6TCP的幾點說明339

8.5傳輸層的啟示素342

本章小結344

習題344

第9章應用層347

9.1網絡應用基礎347

9.1.1網絡應用、應用層和應用層協議347

9.1.2應用結構349

9.2DNS351

9.2.1產生DNS的原因351

9.2.2DNS與其他網絡應用之間的關繫352

9.2.3域名結構353

9.2.4域名服務器結構與DNS資源記錄354

9.2.5域名解析過程358

9.3DHCP361

9.3.1DHCP的作用和結構361

9.3.2DHCP無中繼工作過程362

9.3.3DHCP中繼工作過程365

9.4WWW367

9.4.1統一資源定位器367

9.4.2HTTP368

9.4.3HTML369

9.5電子郵件371

9.5.1電子郵件傳輸過程371

9.5.2電子郵件信息格式374

9.6FTP377

9.6.1FTP工作原理377

9.6.2FTP工作過程378

9.7綜合應用分析380

9.7.1互連網絡的結構與配置380

9.7.2數據交換過程382

9.8應用層的啟示素387

本章小結389

習題389

第10章網絡安全390

10.1網絡安全概述390

10.1.1網絡安全問題390

10.1.2引發網絡安全問題的原因391

10.1.3網絡安全目標392

10.1.4網絡安全內涵392

10.1.5網絡攻擊舉例393

10.2網絡安全基礎402

本書編寫的目的一是為學生提供完整、繫統的計算機網絡知識；二是培養學生設計、使用和維護網絡的技能；三是培養學生的計算思維能力。
計算機網絡是一個復雜的繫統，網絡中端到端的數據傳輸過程是各種協議、各種網絡技術相互作用的結果，因此隻有在實際的網絡環境下討論各種協議的工作流程、各種網絡技術的工作機制及它們之間的相互作用過程，纔能提供完整、繫統的網絡知識，纔能講清楚網絡的工作原理，而這恰恰是目前大多數計算機網絡教材所缺乏的。本書的特點是在講述每一種網絡技術前，先構建一個讀者能夠理解的網絡環境，並在該網絡環境下詳細討論網絡技術的工作機制、相關協議的工作流程及相互作用過程。而且，所提供的網絡環境和人們實際應用中所遇到的實際網絡十分相似，較好地解決了課程內容和實際應用的銜接。當讀者踫到實際問題時，可以利用課程內容提供的思路和方法分析、解決問題。為了幫助讀者更好地理解教材內容，書中列舉了大量的例子和案例，這些例子和案例都選自實際應用中可能踫到的問題，因此除了幫助讀者加深對課程內容的理解，還能培養讀者設計網絡、應用網絡的能力。
在互聯網發展過程中，出現了很多關鍵技術和促進互聯網發展的關鍵因素，互聯網發展也引申出許多新的領域。本書通過闡述出現這些關鍵技術的必然性和實現過程、關鍵因素對互聯網發展過程的影響、互聯網對其他傳統行業的促進作用，及互聯網 引申出的新的應用領域，培養學生用解決互聯網發展過程中出現的問題的思路解決其他專業領域中的問題的能力；以及將互聯網與其他傳統行業結合，創造出新的互聯網應用領域的能力。
本書以“大學計算機基礎”課程的教學內容為基礎討論計算機網絡知識，考慮到許多次接觸網絡知識的學生可能一開始無法理解有關網絡的一些概念、技術及工作機制，因此引用了許多生活中的例子來幫助學生理解教材內容。
本書基於TCP/IP體繫結構，深入淺出地討論了以太網、無線局域網、廣域網等不同類型的傳輸網絡，IP實現不同類型傳輸網絡互連的機制，Internet接入技術，傳輸層協議實現進程間通信的過程，網絡應用和網絡安全等內容。著力培養學生以下5個方面的能力： 用無線局域網、交換式以太網技術設計類似校園網這樣的互連網絡的能力；將企業分布在各地的局域網互連成企業網的能力；用ADSL或以太網解決Internet接入的能力；構建網絡應用繫統的能力；用路由器的分組過濾功能或防火牆解決一般的網絡安全問題的能力。
[1][3]網絡技術基礎與計算思維（第2版）以本書為教材的MOOC《網絡技術與應用》已經在學堂在線和中國大學MOOC上線，該課程2017年被評為首批國家精品在線開放課程，2020年被評為一流本科課程。本次修訂對內容做了以下修改： 一是改正了第1版中一些不夠嚴謹的描述；二是增加了一些新的協議標準；三是在每一章的啟示中增加了該章蘊含素。
本書有配套的實驗教材《網絡技術基礎與計算思維實驗教程》（第2版）——基於Cisco Packet Tracer和《網絡技術基礎與計算思維實驗教程》——基於華為eNSP，實驗教材提供了在Cisco Packet Tracer和華為eNSP軟件實驗平臺上運用本書提供的理論和技術設計、配置和調試各種規模的網絡的步驟和方法，學生可以用本書提供的網絡設計原理和技術指導實驗，反過來又通過實驗加深理解本書內容，使課堂教學和實驗形成良性互動。
作為一本無論在內容組織、敘述方法還是在教學目標上都和傳統計算機網絡教材有一定區別的新教材，錯誤和不足之處在所難免，殷切希望使用本書的老師和學生批評指正。

作者
2022年4月