本书系统地介绍计算机网络理论及应用。全书共16章，主要介绍计算机网络的基本概念，讨论有线和无线局域网的理论知识和组网方法，讲述TCP/IP互联网的概念和主要的应用、服务类型，介绍网络安全和网络接入等主要技术。本书强调基础理论知识与实践实验内容的结合，因此在大部分章节设置实验和实践内容。相关的实验内容涵盖了组网方法、网络配置与管理、网络数据包捕获、路由器程序设计、网络接入等。通过学习本书内容，读者不但能够深入了解网络原理和网络协议的相关内容，而且能够增强处理和解决实际问题的能力。
计算机网络课程不但是一门理论性的课程，同时也是一门实践性很强的课程。只有理论联系实际，学生才能真正掌握和深入理解计算机网络的精髓。
本书是一本面向普通高等学校本科教育的计算机网络教材，具有很强的系统性和可操作性。在内容组织上将计算机网络基础理论知识与实际应用相结合，在讲解基础理论知识的同时，介绍相应理论知识在网络系统中的具体应用，使读者能够对网络的基本原理、网络协议有一个直观认识。与此同时，通过动手实践和对实践现象的解释，读者可以加深对理论知识的理解，掌握其背后的理论支撑，从而进一步将理论应用于解决实际问题之中。
在本书编写过程中，作者参考了许多文献资料并做了大量实验。对于每个实验，作者都在实验室中亲自动手完成，以保证实验内容的正确性。在写作中，作者力求做到层次清楚，语言简洁流畅、内容深入浅出。希望本书对计算机网络技术教学、对读者掌握网络基础知识有一定的帮助。
张建忠，毕业于南开大学计算机科学与技术系，获工学博士学位，现任南开大学信息技术科学学院教授、博士生导师。主要研究方向包括移动计算、对等计算、网络安全等。承担了“基于DHT信用机制的垃圾邮件过滤方法研究”、“网络入侵检测与攻击防护”、“无结构P2P文件共享系统中稀缺文件查询机制研究”、“云计算数据中心安全技术及应用”、“网络管理专用设备开发”等多项科研项目，发表论文40余篇。多年来一直承担计算机网络方面的本科生及研究生的教学工作，讲授了“计算机网络基础”、“网络技术与应用”、“网络安全技术”、“对等计算”、“软件定义网络”等课程，在计算机网络方面有着丰富的实践经验，对计算机网络理论和实验教学有着深入的研究。编写出版了《计算机网络》（普通高等教育“十五”国家级规划教材）、《计算机网络实验指导书》（“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材）等多部教材，并翻译出版了《网络处理器与网络系统设计》一书。
徐敬东，毕业于南开大学计算机科学与技术系，获工学博士学位，现任南开大学信息技术科学学院教授、博士生导师，计算机科学与信息安全系主任，中国计算机学会高级会员。主要研究方向包括无线网络与移动计算、网络安全、网络管理等。承担了“面向城市交通拥塞探测的车载自组织网络数据传输关键技术研究”、“分布式无线传感网络”、“移动无线自组网中认证机制及密钥管理研究”、“基于Web的智能网络管理系统研究”等多项科研项目，在INFOCOM、GLOBECOM、ICC等高水平国际会议上发表论文50余篇。多年来一直承担计算机网络方面的本科生及研究生教学工作，讲授了“计算机网络基础”、“网络管理”、“无线网络与移动计算”等课程。编写出版了《计算机网络》（普通高等教育“十五”国家级规划教材）、《计算机网络实验指导书》（“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材）、《因特网教程》等多部教材。
第1章计算机网络的基本概念/1
1.1计算机网络的概念/1
1.1.1计算机网络的组成部件/2
1.1.2物理网络与互联网络/2
1.2存储转发与包交换/3
1.3协议与分层/5
1.3.1协议的基本概念/5
1.3.2网络的层次结构/6
1.4ISO/OSI参考模型/6
1.4.1ISO/OSI参考模型的结构/7
1.4.2OSI参考模型各层的主要功能/8
1.4.3数据的封装与传递/9
1.5TCP/IP体系结构/11
1.5.1TCP/IP体系结构的层次划分/11
1.5.2TCP/IP体系结构中各层的功能/12
1.5.3TCP/IP中的协议栈/14
练习与思考/15第2章以太网原理与组网技术/16
2.1共享式以太网的原理/16
2.1.1以太网中的数据帧/17
2.1.2CSMA/CD介质访问控制方法/19
2.2以太网的传输介质/23
2.3以太网的相关标准/25
2.4组网所需的器件和设备/27
2.4.110/100Mbps以太网集线器/27
2.4.210/100Mbps网络接口卡/27
2.4.310/100Mbps以太网中的非屏蔽
双绞线/28
2.5双绞线以太网的组网/302.5.1单一集线器结构/31
2.5.2多集线器级联结构/31
2.6实验: 组建简单的以太网/33
2.6.1设备、器件及测量工具的准备和安装/33
2.6.2网络连通性测试/35
2.6.3集线器级联/37
练习与思考/38第3章交换与虚拟局域网/40
3.1交换式以太网的提出/40
3.1.1共享式以太网存在的问题/40
3.1.2交换的提出/41
3.2以太网交换机的工作原理/42
3.2.1以太网交换机的工作过程/42
3.2.2数据转发方式/43
3.2.3地址学习/44
3.2.4通信过滤/45
3.2.5生成树协议/46
3.3虚拟局域网VLAN/47
3.3.1共享式以太网与VLAN/47
3.3.2VLAN的划分方法/48
3.3.3IEEE 802.1Q协议与VLAN数据流
的处理过程/51
3.3.4VLAN的优点/55
3.4实验: 交换式以太网组网和VLAN配置/57
3.4.1交换式以太网的组网/57
3.4.2以太网交换机的配置/58
3.4.3配置VLAN/61
练习与思考/65第4章无线局域网组网技术/67
4.1无线局域网的传输介质/67
4.1.1无线传输与有线传输的区别/67
4.1.2无线传输技术/68
4.1.3无线局域网的信道/75
4.2IEEE 802.11体系结构/76
4.2.1基本服务集和扩展服务集/76
4.2.2关联与加入/78
4.3介质控制访问方法和帧结构/81
4.3.1CSMA/CA/81
4.3.2IEEE 802.11帧格式/83
4.4无线局域网的相关标准与设备/87
4.4.1技术标准/87
4.4.2组网所需的器件和设备/88
4.5实验: 动手组装简单的自组无线局域网/89
4.5.1设备、器件的准备和安装/89
4.5.2网络软件的安装和配置/90
4.5.3无线网络的连通性测试/93
练习与思考/95第5章互联网与IP协议/97
5.1互联网/97
5.2网络互联解决方案/98
5.2.1面向连接的解决方案/98
5.2.2面向非连接的解决方案/99
5.3IP协议与IP层服务/100
5.3.1IP互联网的工作机理/101
5.3.2IP层服务/102
5.3.3IP互联网的特点/102
练习与思考/103第6章IP数据报/104
6.1IP数据报的格式/104
6.2IP封装、分片与重组/105
6.2.1MTU与分片/106
6.2.2重组/107
6.2.3分片控制/108
6.3IP数据报选项/108
6.4差错与控制报文/109
6.4.1ICMP差错控制/109
6.4.2ICMP控制报文/111
6.4.3ICMP请求/应答报文对/112
6.5实验: IP数据报捕获与分析/113
6.5.1实验环境/113
6.5.2利用WinPcap捕获数据包/113
6.5.3IP数据报捕获与分析实验指导/117
练习与思考/125第7章IP地址与ARP协议/127
7.1IP地址的作用/127
7.2IP地址的组成/128
7.2.1IP地址的层次结构/128
7.2.2IP地址的分类/128
7.2.3IP地址的直观表示法/130
7.3特殊的IP地址形式/130
7.3.1网络地址/131
7.3.2广播地址/131
7.3.3回送地址/131
7.4编址实例/132
7.5子网编址/133
7.5.1子网编址方法/133
7.5.2子网地址和子网广播地址/134
7.5.3子网表示法/135
7.5.4无类别IP编址——子网编址的
延伸/136
7.6地址解析协议ARP/138
7.6.1ARP协议的基本思想/138
7.6.2ARP协议的改进/139
7.6.3完整的ARP工作过程/140
7.6.4ARP数据的封装和报文格式/141
7.7实验: 获取IP地址与MAC地址的映射
关系/142
7.7.1实验环境/142
7.7.2利用命令获取IP地址与MAC地址的
映射关系/142
7.7.3通过编程获取IP地址与MAC地址的
映射关系/144
练习与思考/148第8章路由器与路由选择/150
8.1路由选择/150
8.1.1表驱动IP选路/150
8.1.2标准路由选择算法/151
8.1.3无类别域间路由——标准路由选择算
法的扩充/151
8.1.4IP数据报传输与处理过程/158
8.2路由表的建立与刷新/160
8.2.1静态路由/160
8.2.2动态路由/161
8.3路由选择协议/163
8.3.1RIP协议与向量距离算法/163
8.3.2OSPF协议与链路状态算法/167
8.4部署和选择路由协议/168
8.5实验: 路由配置及简单路由程序的设计/169
8.5.1实验环境的选择/169
8.5.2路由配置/172
8.5.3简单的路由程序设计/176
练习与思考/178第9章IPv6/180
9.1IPv6的新特征/180
9.2IPv6地址/181
9.2.1IPv6地址表示法/181
9.2.2IPv6地址类型/183
9.3IPv6数据报/185
9.3.1IPv6的基本头/186
9.3.2IPv6扩展头/187
9.4IPv6差错与控制报文/188
9.4.1多播侦听者发现/188
9.4.2邻居发现/188
9.5地址自动配置与路由选择/191
9.5.1地址自动配置/191
9.5.2路由选择/192
9.6实验: 配置IPv6/194
9.6.1IPv6地址的配置命令/195
9.6.2显示IPv6地址/196
9.6.3链路本地地址/196
9.6.4配置IPv6/197
练习与思考/201第10章TCP与UDP/203
10.1端对端通信/203
10.2传输控制协议TCP/204
10.2.1TCP提供的服务/204
10.2.2TCP报文段格式/205
10.2.3TCP的可靠性实现/206
10.2.4TCP的缓冲、流控与窗口/208
10.2.5TCP连接与端口/209
10.3用户数据报协议UDP/210
10.4实验: 端口的应用——网络地址转换/212
10.4.1使用网络地址转换的目的/212
10.4.2NAT的主要技术类型/212
10.4.3配置网络地址转换服务器/215
练习与思考/220第11章应用程序交互模型/222
11.1客户/服务器模型/222
11.1.1客户/服务器的概念/222
11.1.2客户与服务器的特性/222
11.1.3标识一个特定的服务/224
11.1.4服务器对并发请求的响应/224
11.2对等计算模型/225
11.2.1对等计算的概念/225
11.2.2对等网络的分类/227
11.2.3对等计算模型的特点/232
11.2.4对等计算模型的主要应用/233
11.3实验: 编写简单的客户/服务器程序/235
11.3.1网络编程界面socket/236
11.3.2利用CAsyncSocket编制网络应用
程序/236
11.3.3简单的客户/服务器程序实验
指导/241
练习与思考/243第12章域名系统/245
12.1互联网的命名机制/245
12.1.1层次型命名机制/245
12.1.2TCP/IP互联网域名/247
12.1.3Internet域名/247
12.2域名解析/249
12.2.1TCP/IP域名服务器与解析算法/249
12.2.2提高域名解析的效率/252
12.2.3域名解析的完整过程/253
12.3资源记录和DNS报文/254
12.3.1资源记录/254
12.3.2DNS报文/255
12.4实验: 配置DNS服务器/257
12.4.1域名服务器管理的域名树/257
12.4.2配置Windows 2003 Server DNS服
务器/257
12.4.3测试配置的DNS服务器/259
练习与思考/261第13章Web服务/263
13.1Web服务基础/263
13.1.1Web服务系统/263
13.1.2Web服务器/264
13.1.3Web浏览器/265
13.1.4页面地址——URL/267
13.2Web系统的传输协议/268
13.2.1HTTP信息交互过程/268
13.2.2HTTP报文格式/269
13.3Web系统的页面表示方式/272
13.4实验: 配置和管理Web服务器/276
13.4.1IIS的基本配置方法/276
13.4.2IIS的安全性控制/279
练习与思考/284第14章电子邮件系统/286
14.1电子邮件系统基础/286
14.1.1电子邮件系统/286
14.1.2电子邮件的传输过程/286
14.1.3电子邮件地址/288
14.2电子邮件传递协议/288
14.2.1简单邮件传输协议SMTP/288
14.2.2第3代邮局协议POP3/290
14.3电子邮件的报文格式/292
14.3.1RFC822/292
14.3.2多用途Internet邮件扩展协议
MIME/292
14.4基于Web的电子邮件/296
14.5实验: 编写简化的SMTP服务器并观察
其通信过程/297
14.5.1编写简化的SMTP服务器指导/297
14.5.2观察SMTP客户与服务器的交互
过程/297
练习与思考/299第15章网络安全/301
15.1网络安全的基本概念/301
15.1.1网络提供的安全服务/301
15.1.2网络攻击/302
15.2数据加密和数字签名/303
15.2.1数据加密/303
15.2.2数字签名/307
15.2.3数据加密和数字签名的区别/309
15.2.4密钥的分发/309
15.3保证网络安全的几种具体措施/312
15.3.1防火墙/312
15.3.2SSL协议/316
15.4实验: 利用SSL实现安全数据传输/317
15.4.1安装证书管理软件和服务/317
15.4.2为Web服务器申请和安装证书/318
15.4.3验证并访问安全的Web站点/327
练习与思考/327第16章接入互联网/329
16.1常用的接入技术/329
16.1.1借助电话网接入/329
16.1.2利用ADSL接入/330
16.1.3使用HFC接入/332
16.1.4利用3G/4G网络接入/334
16.1.5通过数据通信线路接入/337
16.2接入控制与PPPoE/338
16.2.1PPP协议/338
16.2.2PPPoE协议/339
16.3实验: PPPoE服务器的配置和应用/342
16.3.1网络和接入服务器的配置/343
16.3.2接入Internet/347
练习与思考/347参考文献/349第1章计算机网络的基本概念/1
1.1计算机网络的概念/1
1.1.1计算机网络的组成部件/2
1.1.2物理网络与互联网络/2
1.2存储转发与包交换/3
1.3协议与分层/5
1.3.1协议的基本概念/5
1.3.2网络的层次结构/6
1.4ISO/OSI参考模型/6
1.4.1ISO/OSI参考模型的结构/7
1.4.2OSI参考模型各层的主要功能/8
1.4.3数据的封装与传递/9
1.5TCP/IP体系结构/11
1.5.1TCP/IP体系结构的层次划分/11
1.5.2TCP/IP体系结构中各层的功能/12
1.5.3TCP/IP中的协议栈/14
练习与思考/15第2章以太网原理与组网技术/16
2.1共享式以太网的原理/16
2.1.1以太网中的数据帧/17
2.1.2CSMA/CD介质访问控制方法/19
2.2以太网的传输介质/23
2.3以太网的相关标准/25
2.4组网所需的器件和设备/27
2.4.110/100Mbps以太网集线器/27
2.4.210/100Mbps网络接口卡/27
2.4.310/100Mbps以太网中的非屏蔽
双绞线/28
2.5双绞线以太网的组网/302.5.1单一集线器结构/31
2.5.2多集线器级联结构/31
2.6实验: 组建简单的以太网/33
2.6.1设备、器件及测量工具的准备和安装/33
2.6.2网络连通性测试/35
2.6.3集线器级联/37
练习与思考/38第3章交换与虚拟局域网/40
3.1交换式以太网的提出/40
3.1.1共享式以太网存在的问题/40
3.1.1交换的提出/41
3.2以太网交换机的工作原理/42
3.2.1以太网交换机的工作过程/42
3.2.2数据转发方式/43
3.2.3地址学习/44
3.2.4通信过滤/45
3.2.5生成树协议/46
3.3虚拟局域网VLAN/47
3.3.1共享式以太网与VLAN/47
3.3.2VLAN的划分方法/48
3.3.3IEEE 802.1Q协议与VLAN数据流
的处理过程/50
3.3.4VLAN的优点/56
3.4实验: 交换式以太网组网和VLAN配置/58
3.4.1交换式以太网的组网/58
3.4.2以太网交换机的配置/59
3.4.3配置VLAN/62
练习与思考/66第4章无线局域网组网技术/68
4.1无线局域网的传输介质/68
4.1.1无线传输与有线传输的区别/68
4.1.2无线传输技术/69
4.1.3无线局域网的信道/76
4.2IEEE 802.11体系结构/77
4.2.1基本服务集和扩展服务集/77
4.2.2关联与加入/79
4.3介质控制访问方法和帧结构/82
4.3.1CSMA/CA/82
4.3.2IEEE 802.11帧格式/84
4.4无线局域网的相关标准与设备/88
4.4.1技术标准/88
4.4.2组网所需的器件和设备/89
4.5实验: 动手组装简单的自组无线局域网/90
4.5.1设备、器件的准备和安装/90
4.5.2网络软件的安装和配置/91
4.5.3无线网络的连通性测试/94
练习与思考/96第5章互联网与IP协议/98
5.1互联网/98
5.2网络互联解决方案/99
5.2.1面向连接的解决方案/99
5.2.2面向非连接的解决方案/100
5.3IP协议与IP层服务/101
5.3.1IP互联网的工作机理/102
5.3.2IP层服务/103
5.3.3IP互联网的特点/103
练习与思考/104第6章IP数据报/105
6.1IP数据报的格式/105
6.1.1报头中各主要字段的功能/105
6.2IP封装、分片与重组/106
6.2.1MTU与分片/107
6.2.2重组/108
6.2.3分片控制/109
6.3IP数据报选项/109
6.4差错与控制报文/110
6.4.1ICMP差错控制/110
6.4.2ICMP控制报文/112
6.4.3ICMP请求/应答报文对/113
6.5实验: IP数据报捕获与分析/114
6.5.1实验环境/114
6.5.2利用WinPcap捕获数据包/114
6.5.3IP数据报捕获与分析实验指导/118
练习与思考/126第7章IP地址与ARP协议/128
7.1IP地址的作用/128
7.2IP地址的组成/129
7.2.1IP地址的层次结构/129
7.2.2IP地址的分类/129
7.2.3IP地址的直观表示法/131
7.3特殊的IP地址形式/131
7.3.1网络地址/132
7.3.2广播地址/132
7.3.3回送地址/132
7.4编址实例/133
7.5子网编址/134
7.5.1子网编址方法/134
7.5.2子网地址和子网广播地址/135
7.5.3子网表示法/136
7.5.4无类别IP编址——子网编址的
延伸/137
7.6地址解析协议ARP/139
7.6.1ARP协议的基本思想/139
7.6.2ARP协议的改进/140
7.6.3完整的ARP工作过程/141
7.6.4ARP数据的封装和报文格式/142
7.7实验: 获取IP地址与MAC地址的映射
关系/143
7.7.1实验环境/143
7.7.2利用命令获取IP地址与MAC地址的
映射关系/143
7.7.3通过编程获取IP地址与MAC地址的
映射关系/145
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