本书介绍了现代计算机网络的基础理论和关键技术,主要内容涵盖互联网、无线网络和物联网三大技术模块。基本反映了近年来计算机网络领域的前沿技术和研究成果,并提供了详尽的参考文献。
夏锋、孔祥杰、姚琳编著的《高级计算机网络》系统地介绍了现代计算机网络的基础理论和关键技术,主要内容涵盖互联网、无线网络和物联网三大技术模块。基本反映了近年来计算机网络领域的前沿技术和研究成果,并尽可能地提供了详尽的参考文献。
本书内容新颖、图文并茂、结构合理,通俗易懂,既可作为计算机、软件工程、通信等专业的研究生教材,也可作为本科生提高型教材,同时还可供从事计算机网络相关领域的工程技术等人员使用。
计算机网络技术日新月异,已成为推动社会生产力发展和社会信息化的重要基础。我国“十二五”规划明确将信息技术确定为七大战略性新兴产业之一。《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》关于发展“新一代信息技术产业”的主要内容重点强调: “加快建设宽带、泛在、融合、安全的信息网络基础设施,推动新一代移动通信、下一代互联网核心设备和智能终端的研发及产业化,加快推进三网融合,促进物联网、云计算的研发和示范应用。”计算机网络技术的重要性不言而喻。
基于上述背景和发展需求,编者结合多年从事计算机网络、高级计算机网络教学和科研经验编写了本书,试图全面系统地介绍计算机网络的理论和技术,反映近几年计算机网络领域的最新技术和研究成果。本书可以作为计算机、软件工程以及相关专业的高年级本科生、硕士和博士研究生的教材和参考书,也可以为相关领域的从业者提供参考。
全书共分为11章,内容包括三大部分。
第一部分互联网技术,由第1~4章组成。第1章对计算机网络进行概述,使读者了解计算机网络的发展、定义、组成、分类、功能、应用等基本知识,并对计算机网络体系结构和常用的网络设备进行讲述。第2章对互联网MAC协议进行详细介绍,重点涉及以太网、令牌环网、令牌总线网、FDDI、100VGAnyLAN网等不同类型的网络。第3章讲述互联网路由技术,首先讲述路由等基本概念;然后介绍典型路由算法,并对IP单播网络路由协议、IP组播网络路由协议进行详细讲解;最后讲述路由可扩展性问题以及新一代路由技术。第4章讲述互联网拥塞控制,首先对拥塞控制的类型以及拥塞控制算法的评价方法进行介绍,然后分别介绍TCP拥塞控制和IP拥塞控制相关技术方法。
第二部分无线网络技术,由第5~8章组成。第5章介绍无线个域网,重点讲解ZigBee、蓝牙、IEEE 802.15.3协议这三种无线个域网技术。第6章讲述无线局域网,主要讲述无线局域网的相关技术标准,对IEEE 802.11标准的一些细节进行解析。第7章讲述无线城域网,首先介绍IEEE 802.16标准,然后详细介绍WiMax关键技术、特点、联盟与发展等。第8章讲述无线广域网,重点介绍GSM、GPRS、EDGE、CDMA、UMTS和4G等多种无线广域网技术。
第三部分物联网技术,由第9~11章组成。第9章介绍物联网,涉及物联网的相关概念、体系结构、关键技术、典型应用等。第10章讲述无线传感器网络,包括无线传感器网络的发展现状、通信体系结构、系统设计中的影响因素、典型应用等。第11章讲述车载自组织网络,首先介绍其特点及相关挑战等,然后详细介绍相关通信协议和关键技术,最后介绍如何对车载自组织网进行模拟。
本书的参考学时数为32学时。在课程学时较少的情况下,可针对具体情况选取部分知识进行学习。本书每章后均有小结和思考题,可使读者更好地回顾每章知识;并尽可能提供了较详尽的参考文献,作为进一步阅读学习的参考。
本书在编写过程中得到了许多专业教师和研究生的支持与帮助,在此表示感谢。特别需要说明的是,大连理工大学软件学院2010级的一些研究生完成了本书部分章节的初稿,移动与社会计算实验室的多位研究生参与了书稿的修改工作,没有他们的辛勤劳动,本书就无法成稿,但由于人数较多,无法一一列出。在此对这些学生所做的工作表示特别的感谢。
本书内容参考了很多现有论著材料和网络资源,再次对这些资料的原著者表示感谢。编者的工作得到了国家自然科学基金(60903153、61174174、61203165)、大连理工大学教育教学改革基金(JC201333)、大连理工大学研究生院教改基金(JP201006)、系统控制与信息处理教育部重点实验室开放基金(SCIP2012001)等项目资助,在此向相关部门表示感谢。
由于编写水平有限,书中难免存在错漏和不当之处,敬请读者批评指正。
编者
2014年6月于大连理工大学
第1章 计算机网络基础
1.1 计算机网络的产生和发展
1.1.1 计算机网络的产生
1.1.2 计算机网络的发展
1.2 计算机网络的定义
1.3 计算机网络的组成
1.3.1 物理组成
1.3.2 功能组成
1.3.3 现代网络结构的特点
1.4 计算机网络的分类
1.4.1 按网络规模分类
1.4.2 按网络拓扑结构分类
1.4.3 按传输介质分类
1.4.4 按数据传输方式分类
1.4.5 按数据交换方式分类
1.4.6 按网络组件的关系分类
1.4.7 按用途分类
1.4.8 其他分类
1.5 计算机网络的功能和应用
1.5.1 计算机网络的功能
1.5.2 计算机网络的应用
1.6 计算机网络体系结构
1.6.1 协议
1.6.2 计算机网络体系结构的形成
1.6.3 ISOOSI参考模型
1.6.4 TCPIP参考模型
1.6.5 ISOOSI与TCPIP参考模型的比较
1.7 常用的网络设备
1.7.1 物理层设备
1.7.2 数据链路层设备
1.7.3 网络层设备
1.7.4 高层设备
本章小结
思考题
参考文献
第2章 互联网MAC协议
2.1 概述
2.2 局域网体系结构
2.3 逻辑链路控制协议
2.4 介质访问控制协议
2.4.1 以太网MAC协议
2.4.2 令牌环网MAC协议
2.4.3 令牌总线网MAC协议
2.4.4 FDDI网MAC协议
2.4.5 100VG-AnyLAN网MAC协议
本章小结
思考题
参考文献
第3章 互联网路由技术
3.1 概述
3.1.1 路由相关概念
3.1.2 路由表
3.1.3 路由器
3.2 路由算法及协议
3.2.1 典型路由算法
3.2.2 路由协议
3.3 IP单播网络路由协议
3.3.1 内部网关路由协议
3.3.2 外部网关路由协议
3.4 IP组播路由协议
3.4.1 组播简介
……
第4章 互联网拥塞控制
第5章 无线个域网
第6章 无线局域网
第7章 无线城域网
第8章 无线广域网
第9章 物联网
第10章 无线传感器网络
第11章 车载网络