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1　计算机网络概论1

1.1　计算机网络发展历史回顾1

目录1

1.2　计算机网络系统的概念2

1.2.1　计算机网络的概念、建网目的与意义2

1.2.2　计算机网络与分布式系统4

1.3　计算机网络种类的划分4

1.3.1　按覆盖的地理范围划分5

1.3.4　按在大范围网络内的作用与地位划分6

1.3.5　其他分类法6

1.3.3 以Internet技术为基础的网络划分6

1.3.2　按公用与专用划分6

1.4　从网络通信实例看开放式系统互联参考模型7

1.4.1 实例一：两台相同计算机在理想环境下直接互联7

1.4.2 实例二：两台相同计算机在非理想环境下直接互联8

1.4.3 实例三：两台或两台以上相同计算机间接互联9

1.4.4　实例四：两台或两台以上相同计算机通过多个或多种网络互联10

1.4.5 实例五：半／全双工问题与计算机系统的不可靠性带来的新问题10

1.4.6　实例六：数据表示的差异、数据压缩与加密问题11

1.5.1 OSI/RM概述12

1.4.7 实例七：通用性应用问题12

1.5　开放式系统互联参考模型（OSI/RM）12

1.5.2 OSI/RM要点13

1.5.3 OSI/RM的成功与失败小议15

1.6 Internet16

1.6.1 Internet发展过程回顾16

1.6.2 Internet的体系结构17

1.6.3 Internet体系结构小议18

1.7 信息传输网向信息网的过渡19

1.7.1 网络的高速化19

1.7.2 网络的综合化21

1.7.3 网络的智能化22

1.7.4 网络的易用性24

1.8 小结24

2　典型的公用数据网26

2.1　前言26

2.2　以X.25为基础的公用数据网26

2.2.1 网络的体系结构26

2.2.2　提供的服务特点27

2.3.1 网络的体系结构28

2.2.3　小议28

2.3　以IP为基础的公用数据网28

2.3.2　提供的服务特点30

2.3.3　小议30

2.4　以ATM为基础的网络31

2.4.1 网络的体系结构31

2.4.2　提供的服务特点33

2.5 以帧中继（Frame Relay）为基础的公用数据网35

2.5.1 网络的体系结构35

2.4.3　小议35

2.5.2　提供的服务特点36

2.5.3　小议36

2.6　窄带综合业务数字网（N-ISDN）37

2.6.1 网络的体系结构37

2.6.2　网络与用户间的服务参考点39

2.6.3　提供的服务特点40

2.6.4　小议41

2.7　纯物理层的公用通信网络41

2.7.1 电话交换网PSTN42

2.7.2　数字数据网DDN43

2.7.3　卫星通信网45

2.7.4　光纤与同轴电缆混合网HFC48

2.7.5　小议49

2.8　纯物理层的公用通信网络（续）50

2.8.1　准同步数字体系结构PDH50

2.8.2　同步数字体系结构SDH52

2.9　无线通信网61

2.9.1　移动通信技术61

2.9.2　移动通信网的协议层次结构64

2.10　国家信息基础设施NII与信息港65

2.10.1 国家与地区信息基础设施的内涵与特点66

2.10.2　信息港基本构成66

2.10.3　信息港建设的基本技术68

2.11　未来公用数字网络平台和信息网络体系结构71

2.11.1　全球信息基础设施GII模型72

2.11.2　开放数据网络ODN模型74

2.11.3　未来信息网络体系结构的参考模型雏形75

2.12　小结76

3.1　前言78

3　通信介质网与数字通信技术78

3.2　物理通信介质网79

3.2.1　概述79

3.2.2 电话用户线（Subscriber Line）80

3.2.3 结构化布线系统的双绞线81

3.2.4　同轴电缆84

3.2.5　光纤85

3.3　数字通信技术基础95

3.3.1　概述95

3.3.2　信道96

3.3.3　噪声与干扰98

3.3.4　信道容量99

3.3.5　带宽、吞吐率与信道容量100

3.4　数字基带传输技术102

3.4.1　概述102

3.4.2　基带信号与基带传输102

3.4.3　数字基带信号的频谱特性103

3.5　调制传输技术105

3.5.1　概述105

3.5.2　数字调幅技术——振幅键控ASK（Amplitude Shift Keying）109

3.5.3　数字调频技术——频移键控FSK（Frequency Shift Keying）111

3.5.4　数字调相技术——相移键控PSK（Phase Shift Keying）113

3.5.5　典型数字调制技术主要性能参数比较115

3.6　数字基带传输信号的波形、编码与码型117

3.6.1　数字基带传输信号的波形典型特征117

3.6.2　编码119

3.6.3　码型124

3.7　信道复用技术126

3.7.1　频分复用技术（FDM）126

3.7.2　时分复用技术（TDM）127

3.7.3 波分复用技术（WDM）128

3.7.4　骨干通信网络传输能力升级方案134

3.8　小结134

4　广（城）域网物理层协议与接口137

4.1　前言137

4.2　中、低速物理层DTE/DCE接口138

4.2.1　CCITT的物理层连接模型139

4.2.2 常用的DTE/DCE接口信号电路的规定140

4.2.3 EIA RS-232-C与RS-449接口143

4.3.1　调制解调器技术的发展146

4.3 V系列调制解调器与相关通信技术146

4.3.2　低速V系列调制解调器150

4.3.3 V.34调制解调器155

4.3.4 V.90调制解调器156

4.3.5　利用调制解调器进行数据通信的过程157

4.4　数字用户线接入技术（XDSL）162

4.4.1　ADSL163

4.4.2　ADSL的变化形式174

4.4.3 高速DSL（HDSL，即High-speed DSL）176

4.4.4　甚高速DSL（VDSL，即Very-high speed DSL）180

4.4.5　其他DSL技术与各种DSL技术简单比较182

4.4.6　XDSL技术小议184

4.5　以同轴电缆为基础的高速接入技术184

4.5.1　HFC技术184

4.5.2　以电缆调制解调器（Cable Modem）为基础的网络标准187

4.5.3　三种主要标准简单比较192

4.5.4　Cable Modem技术小议192

4.6 　ATM物理层技术193

4.6.2 PMD子层194

4.6.1 ATM物理层内部结构194

4.6.3 TC子层196

4.7 小结196

5 广（城）域网数据链路层协议199

5.1　前言199

5.2　数据链路层基本技术200

5.2.1　数据链路层服务200

5.2.2　数据链路层协议分类202

5.2.4　成帧203

5.2.3　数据链路层的基本功能203

5.2.5　确认与流控206

5.2.6　检错与纠错208

5.2.7 多路复用／解复用与分流／合流211

5.2.8　链路控制管理211

5.3　高级数据链路控制（HDLC）协议及X.25数据链路协议212

5.3.1 高级数据链路协议（HDLC，即High-level Data Link Control）213

5.3.2 X.25数据链路层协议与HDLC的异同215

5.3.3 链路的建立与拆除216

5.3.4 信息的传送216

5.3.5 异常处理217

5.3.6 多链路协议218

5.4 帧中继技术的数据链路层协议219

5.4.1　背景与特点219

5.4.2　帧中继网的协议层次结构与水平方向的互联结构222

5.4.3　帧中继协议数据单元（PDU）格式223

5.4.4　帧中继SVC连接建立过程224

5.4.5　帧中继网拥塞控制和服务质量控制225

5.4.6　与帧中继相关的标准226

5.5.1　点到点协议PPP227

5.5　点对点协议（PPP）和串行线IP协议（SLIP）227

5.5.2 PPP的帧格式228

5.5.3 PPP链路层的运作过程229

5.5.4 PPP的链路控制协议LCP230

5.5.5 网络控制协议NCP232

5.5.6 串行线IP协议（SLIP）233

5.6 B-ISDN的数据链路层协议234

5.6.1 概述234

5.6.2 ATM信元格式235

5.6.3 VPC和VCC237

5.7 调制解调器之间的数据链路层协议238

5.7.1 既成事实的工业标准MNP238

5.6.4 ATM信元层服务238

5.7.2 ITU的调制解调器使用的链路访问协议（LAPM）239

5.8 小结241

6 局域网技术244

6.1 前言244

6.2　局域网的体系结构与标准概述245

6.2.1　局域网的体系结构245

6.3 IEEE 802.3协议集246

6.2.2　局域网标准概述246

6.4 IEEE 802.3中十兆局域网协议247

6.4.1 CSMA/CD的工作原理248

6.4.2 IEEE 802.3的10Mbps MAC子层249

6.4.3 LLC子层及与MAC子层间接口250

6.4.4 物理层信令子层PLS253

6.4.5 介质接入子层MAU254

6.5 100 Mbps的高速以太网258

6.5.1 100BASE-T与10BASE-T258

6.5.2　适配子层（RS）和介质无关接口（MII）260

6.5.3　简化型MII263

6.5.4　不同介质的百兆以太网264

6.6　Gbps的超高速以太网266

6.6.1 百兆和千兆以太网协议的主要区别267

6.6.2　半双工千兆以太网MAC运作268

6.6.3　千兆以太网介质无关接口GMII269

6.6.4　物理编码子层PCS（PhysicalCoding Sub-layer）271

6.6.5　物理接入子层PMA274

6.6.6　物理介质有关子层PMD275

6.7.1　概述281

6.7　全双工以太网技术281

6.7.2　MAC子层的修改282

6.7.3　流量控制问题282

6.8　以太网的自动协商功能284

6.8.1 10 BASE-T与100 BASE-TX的自动协商284

6.8.2　千兆以太网的自动协商287

6.9　中继、桥接与交换288

6.9.1　概述288

6.9.2 中继器（Repeater）290

6.9.3　桥接器（Bridge）293

6.9.4　二层交换机294

6.9.5　三层交换机300

6.9.6　交换机的交换结构301

6.10　十千兆以太网303

6.10.1 十千兆以太网进展概述303

6.10.2 以太网内部协议层次的变化305

6.10.3　十千兆以太网技术决策特点305

6.10.4　十千兆以太网内部协议层次结构307

6.10.5　物理层的上部部件309

6.10.6　10 GE物理层的下部部件311

6.11　类以太网技术——HomePNA318

6.11.1 HomePNA概述318

6.11.2 HomePNA物理层技术319

6.11.3 HomePNA的数据链路层技术321

6.11.4 展望322

6.12 其他局域网技术322

6.12.1 令牌总线局域网（IEEE 803.4）322

6.12.2 令牌环局域网（IEEE 802.5）326

6.12.3 以光纤数字接口FDDI为基础的局域网（ISO IS 931）331

6.13 小结337

7 网络层（一）343

7.1 概述343

7.2 网络层的基本功能344

7.2.1 网络地址345

7.2.2 网络中继与选径348

7.2.3 网络拥塞控制（Congestion Control）349

7.2.4　闭环拥塞控制技术352

7.3　OSI网络服务354

7.3.1　OSI服务原语354

7.3.2　时序图357

7.3.3 状态变迁图（State Transition Diagram）359

7.4　面向连接的网络层协议1——X.25分组级协议359

7.4.1 X.25分组级协议（PLP）提供的业务361

7.4.2 X.25分组级协议的分组种类与格式361

7.4.3 X.25分组级协议网络层功能（1）364

7.4.4 X.25分组级协议网络层功能（2）368

7.4.5　用X.25分组级协议实现OSI面向连接的网络服务369

7.4.6　与协议有关的非形式化和形式化技术375

7.5.1　B-ISDN体系结构回顾与细化376

7.5　面向连接的网络层协议2——B-ISDN信控平面的网络层376

7.5.2 用户平面（UserPlane）377

7.5.3　ATM信控平面的信令协议集386

7.5.4　信控平面UNI接口的网络层上部协议——Q.2931387

7.5.5 7号信令系统和NNI接口上的信令协议（MTP3）391

7.5.6 信控平面的信控适配层SAAL393

7.5.7 宽带ISDN的“用户部分”（B-ISUP）399

7.5.8 B-ISDN网络工作过程402

8.1 概述407

8 Internet的网络层协议集407

8.2 Internet网络层内部层次结构409

8.3 IPv4410

8.4 IPv6414

8.4.1 IPv6的特点与分组格式414

8.4.2 IPv4与IPv6分组头的简单比较415

8.4.3 IPv6的地址416

8.4.4 IPv6的单播地址（Unicast Address）419

8.4.5 IPv6的组代播地址（Anycast Address）420

8.5.1 定义ICMP的目的421

8.5 控制报文协议ICMP421

8.4.6 IPv6的组播地址（Multicast Address）421

8.5.2 ICMP报文格式与种类422

8.5.3 ICMP典型应用举例425

8.6　路径选择协议426

8.6.1　概述426

8.6.2　路径选择信息协议（RIP）427

8.6.3　开放式最短通路优先（OSPF）协议429

8.6.4　边界网关路径选择协议445

8.6.5　外部网关路径选择协议448

8.6.6　关于获取目的主机IP地址问题449

8.7　服务质量问题450

8.7.1　概述450

8.7.2　服务质量（QoS）指标体系框架的国际标准450

8.7.3　资源预留协议（RSVP）453

8.7.4　集成服务（Integrated Service）458

8.7.5　区别服务（Diffserv）461

8.7.6　Internet服务质量（QoS）小议465

8.8　安全问题466

8.8.1　不安全的IP网络467

8.8.2　IETF的安全协议集IPSec（IP Security）468

8.8.3　第二层隧道协议（L2TP）471

8.8.4　IETF的其他关于网络安全的工作477

8.9　网络地址与低层地址间的解析481

8.9.1　概述481

8.9.2　ARP的协议数据单元482

8.9.3 ARP的工作过程483

8.9.4 RARP、DRARP和IARP483

8.10 网络管理问题484

8.10.1 SNMP发展历史的简短回顾484

8.10.2　与SNMP有关的工作概述485

8.10.3 简单网络管理协议（SNMP）实体的组织结构490

8.10.4　简单网络管理协议492

8.11　网络互联问题（Internetworking）495

8.11.1　概述495

8.11.2 中继系统内部体系结构的模型和协议转换497

8.11.3　以IP为运送载体（Everything over IP）498

8.11.4　借用各种传输技术传送IP（IP over Everything）499

8.11.5 多协议标签交换（MPLS）与通用多协议标签交换（GMPLS）507

结束语519