计算机通信网(第二版)

作者
毛玉明 (美)Nader F. Mir(纳德?F. 米尔)
丛书名
出版社
电子工业出版社
ISBN
9787121401671
简要
简介
内容简介 本书主要讲述现代网络与通信技术,全书分为基础知识和先进网络技术两个层次。基础知识部分包括:网络协议与设备、局域网/广域网、无线广域网络和LTE、网络应用与管理、网络安全等。先进网络技术部分对网络分析和先进的网络协议进行了深入探究:先进的路由器/交换机体系结构、云计算与网络虚拟化、软件定义网络(SDN)、基于分布式/云的多媒体网络、无线传感器网络等。本书旨在帮助读者分析和模拟复杂网络,设计满足需求的高***网络架构,平衡基础知识和先进技术,并包含丰富的案例研究、实例、习题和直观的插图。
目录

第 一 部 分

第1章 分组交换网络\t1
1.1 网络中的基本定义\t1
1.1.1 分组交换与电路交换的对比\t2
1.1.2 数据、分组和帧\t2
1.1.3 互联网和ISP\t3
1.1.4 ISP的分类\t5
1.2 分组交换网的类型\t6
1.2.1 无连接网络\t6
1.2.2 面向连接网络\t7
1.3 分组长度和优化\t8
1.4 网络协议基础\t9
1.4.1 五层TCP/IP协议模型\t10
1.4.2 七层OSI模型\t11
1.5 互联网中的编址方案\t11
1.5.1 IP编址方案\t12
1.5.2 子网编址和掩码\t14
1.5.3 无类别域间路由选择\t15
1.6 等长分组模型\t16
1.7 总结\t16
1.8 习题\t17
1.9 计算机仿真项目\t20
第2章 连网设备概述\t21
2.1 网络接口卡\t22
2.2 交换和路由设备\t23
2.2.1 一层设备\t23
2.2.2 二层设备\t24
2.2.3 三层设备\t25
2.3 无线交换和路由设备\t27
2.3.1 无线接入点和基站\t27
2.3.2 无线路由器和交换机\t28
2.3.3 无线设备的天线\t28
2.4 调制解调器\t29
2.4.1 基本调制技术:ASK、FSK和
PSK\t29
2.4.2 实用的调制技术:4-QAM和
QPSK\t31
2.4.3 DSL调制解调器\t32
2.4.4 电缆调制解调器\t32
2.5 复用器\t33
2.5.1 频分复用\t33
2.5.2 时分复用\t35
2.6 总结\t38
2.7 习题\t38
2.8 计算机仿真项目\t39
第3章 数据链路和链路接口\t40
3.1 数据链路\t40
3.1.1 数据链路类型\t41
3.2 链路编码器\t42
3.3 链路上的检错和纠错\t43
3.3.1 检错方法\t44
3.3.2 CRC算法\t44
3.4 链路上的流量控制\t48
3.4.1 停等流量控制\t48
3.4.2 滑动窗口流量控制协议\t50
3.5 多用户链路访问\t53
3.5.1 CSMA\t53
3.6 多用户无线信道访问\t56
3.6.1 FDMA\t56
3.6.2 TDMA\t56
3.6.3 OFDMA\t57
3.6.4 SC-FDMA\t57
3.6.5 CDMA\t57
3.6.6 其他多路访问技术\t60
3.7 链路聚合\t61
3.7.1 链路聚合的应用\t61
3.7.2 LACP\t62
3.8 总结\t62
3.9 习题\t63
3.10 计算机仿真项目\t65
第4章 局域网和LAN网络\t66
4.1 LAN和基本拓扑结构\t66
4.2 LAN协议\t67
4.2.1 逻辑链路控制\t67
4.2.2 介质访问控制\t68
4.3 LAN网络\t69
4.3.1 用第1层设备互连LAN\t70
4.3.2 用第2层设备互连LAN\t70
4.3.3 用第2层和第3层设备连网\t74
4.4 MAC/IP地址转换协议\t75
4.4.1 ARP\t75
4.4.2 RARP\t76
4.5 生成树协议\t77
4.6 虚拟局域网\t79
4.6.1 VLAN交换机\t80
4.6.2 VLAN中继协议和
IEEE 802.1Q\t80
4.7 无线局域网\t80
4.7.1 红外局域网\t81
4.7.2 扩频局域网\t82
4.7.3 窄带射频局域网\t82
4.7.4 家庭射频和蓝牙局域网\t82
4.8 IEEE 802.11无线局域网标准\t82
4.8.1 IEEE 802.11物理层\t83
4.8.2 802.11 MAC层\t84
4.8.3 WiFi网络\t86
4.9 案例研究:有线电视协议
DOCSIS\t88
4.10 总结\t88
4.11 习题\t89
4.12 计算机仿真项目\t91
第5章 广域路由选择和网络互联\t92
5.1 IP分组和基本路由选择策略\t92
5.1.1 分组的分片和重组\t94
5.1.2 ICMP\t95
5.1.3 获取和分配IP地址\t96
5.1.4 DHCP\t97
5.1.5 NAT\t98
5.1.6 UPnP\t100
5.2 路径选择算法\t100
5.2.1 Dijkstra算法\t101
5.2.2 Bellman-Ford算法\t102
5.2.3 分组洪泛算法\t103
5.2.4 偏转路由选择算法\t103
5.3 域内路由选择协议\t104
5.3.1 OSPF\t104
5.3.2 RIP\t107
5.4 域间路由选择协议\t109
5.4.1 AS\t110
5.4.2 BGP\t110
5.5 IPv6\t114
5.5.1 IPv6地址格式\t114
5.5.2 扩展首部\t115
5.5.3 分组分片\t115
5.5.4 IPv6的其他特性\t115
5.6 网络层拥塞控制\t115
5.6.1 单向拥塞控制\t117
5.6.2 双向拥塞控制\t118
5.6.3 随机早期检测\t118
5.6.4 链路阻塞的快速评估\t120
5.6.5 Lee’s串行和并行连接规则\t120
5.7 总结\t121
5.8 习题\t122
5.9 计算机仿真项目\t124
第6章 多播路由选择和协议\t126
6.1 基本定义和技术\t126
6.1.1 IP多播地址\t127
6.1.2 基本多播树算法\t128
6.1.3 多播协议分类\t129
6.2 本地和成员多播协议\t129
6.2.1 IGMP\t129
6.3 域内多播协议\t131
6.3.1 MBone\t131
6.3.2 DVMRP\t131
6.3.3 MOSPF协议\t132
6.3.4 PIM\t133
6.3.5 CBT协议\t134
6.4 域间多播协议\t134
6.4.1 MBGP\t134
6.4.2 MSDP\t135
6.4.3 BGMP\t136
6.5 总结\t137
6.6 习题\t137
6.7 计算机仿真项目\t139
第7章 无线广域网和LTE技术\t140
7.1 无线网络的基础设施\t140
7.2 蜂窝网络\t141
7.2.1 蜂窝网络设备和操作\t142
7.2.2 切换\t146
7.3 蜂窝网络中的移动IP管理\t149
7.3.1 家乡代理和外地代理\t149
7.3.2 代理发现阶段\t150
7.3.3 注册\t150
7.3.4 移动IP路由\t151
7.3.5 历代蜂窝网络\t153
7.4 LTE技术\t154
7.4.1 LTE组网设备\t154
7.4.2 LTE小区中的呼叫建立\t155
7.4.3 LTE中的切换\t156
7.4.4 LTE的上/下行链路方案\t157
7.4.5 频率复用\t157
7.5 与LTE结合的无线网状网\t160
7.5.1 网状网的应用\t160
7.5.2 WMN的物理层和MAC层\t161
7.6 无线信道特性\t161
7.6.1 无线信道的容量\t163
7.6.2 信道编码\t163
7.6.3 平坦衰落对策\t164
7.6.4 码间串扰对策\t164
7.7 总结\t164
7.8 习题\t165
7.9 计算机仿真项目\t166
第8章 传送和端到端协议\t167
8.1 传送层概况\t167
8.1.1 传送层与相邻层的相互
作用\t168
8.1.2 传送层协议\t170
8.2 用户数据报协议\t170
8.2.1 UDP数据段\t170
8.2.2 UDP的应用\t172
8.3 传输控制协议\t172
8.3.1 TCP数据段\t172
8.3.2 TCP连接\t174
8.3.3 TCP中基于窗口的传输和
滑动窗口\t176
8.3.4 TCP的应用\t177
8.4 移动传送协议\t177
8.4.1 用于移动的UDP\t177
8.4.2 用于移动的TCP\t177
8.5 TCP拥塞控制\t178
8.5.1 加法增大、乘法减小控制\t178
8.5.2 慢启动方法\t179
8.5.3 快速重传和快速恢复方法\t180
8.6 总结\t182
8.7 习题\t182
8.8 计算机仿真项目\t183
第9章 基本网络应用和管理\t184
9.1 应用层概述\t184
9.1.1 客户机/服务器模型\t185
9.1.2 图形用户界面\t185
9.2 DNS\t186
9.2.1 域名空间\t186
9.2.2 名字/地址映射\t187
9.2.3 DNS报文格式\t189
9.3 电子邮件(E-mail)\t189
9.3.1 基本的E-mail结构和定义\t190
9.3.2 简单邮件传输协议(SMTP)\t191
9.3.3 第3版邮局协议(POP3)\t192
9.3.4 互联网邮件访问协议
(IMAP)\t192
9.4 万维网(WWW)\t192
9.4.1 超文本传输协议(HTTP)\t193
9.4.2 Web缓存(代理服务器)\t196
9.4.3 Webmail\t196
9.5 远程登录协议\t197
9.5.1 TELNET协议\t197
9.5.2 安全外壳协议(SSH)\t198
9.6 文件传输和FTP\t199
9.6.1 文件传输协议(FTP)\t199
9.6.2 安全复制协议(SCP)\t199
9.7 对等网络\t199
9.7.1 P2P文件共享协议\t200
9.7.2 P2P数据库共享协议\t203
9.7.3 对等节点连接效率估计\t205
9.8 网络管理\t205
9.8.1 网络管理要素\t206
9.8.2 管理信息结构(SMI)\t206
9.8.3 管理信息库(MIB)\t207
9.8.4 简单网络管理协议(SNMP)\t207
9.9 总结\t209
9.10 习题\t209
9.11 计算机仿真项目\t211
第10章 网络安全\t212
10.1 网络安全概况\t212
10.1.1 网络安全要素\t212
10.1.2 网络攻击分类\t213
10.2 安全方法\t215
10.3 对称密钥密码\t216
10.3.1 数据加密标准(DES)\t217
10.3.2 高级加密标准(AES)\t218
10.4 公钥密码\t218
10.4.1 RSA算法\t219
10.4.2 Diffie-Hellman密钥交换
协议\t220
10.5 认证\t220
10.5.1 哈希函数\t220
10.5.2 安全哈希算法(SHA)\t221
10.6 数字签名\t222
10.7 IP和无线网络的安全\t223
10.7.1 IP安全和IPsec\t223
10.7.2 无线网络和IEEE 802.11的
安全\t224
10.8 防火墙和分组过滤\t225
10.8.1 分组过滤\t226
10.8.2 代理服务器\t227
10.9 总结\t227
10.10 习题\t228
10.11 计算机仿真项目\t229

第 二 部 分

第11章 网络队列和延迟分析\t230
11.1 Little定理\t230
11.2 生灭过程\t232
11.3 排队规则\t233
11.4 马尔可夫FIFO排队系统\t233
11.4.1 M/M/1排队系统\t233
11.4.2 有限排队空间系统:
M/M/1/b\t236
11.4.3 M/M/a排队系统\t237
11.4.4 延迟敏感流量模型:
M/M/a/a\t241
11.4.5 M/M/∞队系统\t242
11.5 非马尔可夫和自相似模型\t243
11.5.1 波拉切克-欣钦(Pollaczek-
Khinchine,P-K)公式和
M/G/1\t243
11.5.2 M/D/1模型\t245
11.5.3 自相似和批到达模型\t245
11.6 队列网络\t245
11.6.1 Burke定理\t245
11.6.2 Jackson定理\t248
11.7 总结\t251
11.8 习题\t252
11.9 计算机仿真项目\t255
第12章 高级路由器和交换机架构\t256
12.1 路由器结构\t256
12.2 输入端口处理器\t257
12.2.1 分组解析器\t258
12.2.2 分组分割器\t258
12.2.3 输入缓冲区\t259
12.2.4 路由表(IPv4和IPv6)\t259
12.2.5 多播调度器\t260
12.2.6 转发表和分组封装器\t260
12.3 输出端口处理器\t260
12.3.1 输出缓冲区\t261
12.3.2 重组器和重排序器\t261
12.3.3 差错控制\t261
12.4 中央控制器\t261
12.4.1 竞争消除单元\t262
12.4.2 拥塞控制器\t263
12.5 交换引擎\t263
12.5.1 交换引擎的复杂度\t264
12.5.2 交叉开关交换引擎\t264
12.5.3 Clos交换引擎\t265
12.5.4 集中型和扩展型交换
引擎\t267
12.5.5 共享内存交换引擎\t270
12.5.6 提升交换引擎的性能\t270
12.6 路由器中的多播分组\t274
12.6.1 基于树的多播算法\t275
12.6.2 分组再循环多播算法\t276
12.7 总结\t277
12.8 习题\t278
12.9 计算机仿真项目\t279
第13章 服务质量和路由器的调度\t280
13.1 服务质量概述\t280
13.2 综合服务QoS\t280
13.2.1 流量整形\t281
13.2.2 准入控制\t285
13.2.3 资源预留协议(RSVP)\t286
13.3 区分服务QoS\t286
13.3.1 逐跳行为(PHB)\t287
13.4 资源分配\t287
13.4.1 资源管理\t288
13.4.2 资源分配方案分类\t288
13.4.3 资源预留的公平性\t289
13.5 分组调度\t289
13.5.1 先进先出调度器\t290
13.5.2 优先级排队调度器\t290
13.5.3 公平排队调度器\t293
13.5.4 加权公平排队调度器\t293
13.5.5 差额循环调度器\t295
13.5.6 最早截止期优先调度器\t296
13.6 总结\t296
13.7 习题\t296
13.8 计算机仿真项目\t299
第14章 隧道技术、VPN和MPLS
网络\t300
14.1 隧道技术\t300
14.1.1 点到点协议(PPP)\t301
14.1.2 IPv6隧道技术和轻量级
双栈\t302
14.2 VPN\t302
14.2.1 远程接入VPN\t304
14.2.2 站点间VPN\t304
14.2.3 VPN的安全性\t305
14.3 MPLS\t305
14.3.1 标签和标签交换路由器\t306
14.3.2 标签绑定与交换\t307
14.3.3 MPLS域内路由选择\t309
14.3.4 MPLS分组格式\t310
14.3.5 多重隧道路由\t311
14.3.6 流量工程\t312
14.3.7 基于MPLS的VPN\t313
14.4 总结\t313
14.5 习题\t313
14.6 计算机仿真项目\t315
第15章 全光网络、WDM和
GMPLS\t316
15.1 光网络概述\t316
15.1.1 光纤链路\t317
15.1.2 SONET/SDH标准\t317
15.1.3 通用MPLS协议\t317
15.1.4 无源光网络\t319
15.2 基本的光网络设备\t320
15.2.1 可调谐激光器\t320
15.2.2 光缓存器或延迟元件\t320
15.2.3 光放大器\t320
15.2.4 光滤波器\t320
15.2.5 WDM\t321
15.2.6 光交换机\t322
15.3 大规模光交换机\t323
15.3.1 交叉开关光交换机\t323
15.3.2 Spanke-Bene光交换机\t324
15.4 OXC结构\t324
15.4.1 波长路由节点结构\t325
15.5 全光网络中的路由\t326
15.5.1 波长路由与广播\t326
15.5.2 光路阻塞估计\t327
15.6 网络中的波长分配\t328
15.6.1 无相关性的波长分配\t329
15.6.2 有相关性的波长分配\t329
15.7 案例研究:全光交换\t329
15.7.1 SSN中的自路由\t330
15.7.2 SSN中的波长分配\t331
15.8 总结\t331
15.9 习题\t331
15.10 计算机仿真项目\t333
第16章 云计算和网络虚拟化\t334
16.1 云计算和数据中心\t334
16.1.1 平台和API\t336
16.1.2 云计算服务模型\t336
16.1.3 数据中心\t337
16.1.4 数据中心虚拟化\t338
16.2 数据中心网络(DCN)\t340
16.2.1 负载均衡器\t341
16.2.2 流量工程\t341
16.2.3 DCN体系结构\t342
16.2.4 多播方式\t344
16.3 网络虚拟化\t344
16.3.1 网络虚拟化组件\t345
16.4 覆盖网络\t347
16.5 总结\t348
16.6 习题\t348
16.7 计算机仿真项目\t350
第17章 软件定义网络及其进展\t351
17.1 软件定义网络(SDN)\t351
17.1.1 控制和数据平面的分离\t352
17.1.2 控制平面的可编程性\t353
17.1.3 应用编程接口的标准化\t354
17.2 基于SDN的网络模型\t354
17.2.1 控制平面\t355
17.2.2 数据平面接口(OpenFlow
协议)\t355
17.3 小型SDN架构\t358
17.3.1 SDN的扩展性\t358
17.3.2 SDN网络的多播\t358
17.4 云的SDN架构\t358
17.4.1 软件定义的计算与存储\t359
17.4.2 SDN在数据中心提供的
应用程序\t359
17.5 网络功能虚拟化(NFV)\t360
17.5.1 NFV的抽象模型\t360
17.5.2 分布式NFV网络\t361
17.5.3 虚拟化服务\t362
17.6 信息中心网络(ICN)\t362
17.6.1 命名对象\t363
17.6.2 ICN路由选择和网络
管理\t363
17.6.3 ICN安全\t365
17.7 高级网络的网络模拟器\t365
17.7.1 Mininet\t365
17.8 总结\t367
17.9 习题\t368
17.10 计算机仿真项目\t369
第18章 IP语音信令\t370
18.1 公共交换电话网(PSTN)\t370
18.1.1 SS7网络\t371
18.1.2 电路交换网\t373
18.2 VoIP概述\t375
18.3 H.323协议\t376
18.3.1 H.323协议的主要组件\t376
18.3.2 H.323协议架构\t377
18.3.3 RAS信令\t378
18.3.4 呼叫信令\t380
18.3.5 控制信令\t382
18.3.6 使用H.323协议的电话
会议\t384
18.4 会话发起协议(SIP)\t384
18.4.1 SIP的主要组件\t385
18.4.2 SIP消息\t386
18.4.3 SIP协议架构\t387
18.4.4 注册过程\t388
18.4.5 呼叫建立\t389
18.4.6 功能和扩展\t389
18.5 软交换技术和MGCP\t392
18.6 VoIP和多媒体互联\t392
18.6.1 SIP和H.323的互联\t392
18.6.2 SIP和PSTN的互联\t394
18.6.3 无线蜂窝多媒体互联\t395
18.7 总结\t396
18.8 习题\t396
18.9 计算机仿真项目\t399
第19章 媒体交换和语音/视频压缩\t401
19.1 数据压缩概述\t401
19.2 数字语音压缩\t402
19.2.1 采样\t402
19.2.2 量化和编码\t403
19.3 静态图像和JPEG压缩\t406
19.3.1 原图采样和DCT\t406
19.3.2 量化\t408
19.3.3 编码\t409
19.4 运动图像和MPEG压缩\t409
19.4.1 MP3和音频流\t410
19.5 有损压缩方法\t410
19.5.1 信息论基础\t411
19.5.2 信息熵\t411
19.5.3 香农编码定理\t412
19.5.4 压缩率和编码效率\t412
19.6 无损压缩方法\t413
19.6.1 游程编码\t413
19.6.2 霍夫曼编码\t414
19.6.3 Lempel-Ziv编码\t414
19.7 扫描文档压缩\t415
19.8 总结\t416
19.9 习题\t416
19.10 计算机仿真项目\t419
第20章 分布式和基于云的多媒体
网络\t420
20.1 实时媒体交换协议\t420
20.1.1 实时传输协议(RTP)\t421
20.1.2 RTP流量中的抖动分析\t423
20.1.3 实时传输控制协议
(RTCP)\t424
20.1.4 实时流协议(RTSP)\t425
20.1.5 流控制传输协议(SCTP)\t425
20.1.6 基于HTTP的流传输\t428
20.2 分布式多媒体网络\t429
20.2.1 CDN\t429
20.2.2 IPTV和VoD\t432
20.2.3 在线游戏\t435
20.3 基于云的多媒体网络\t435
20.3.1 分布式媒体迷你云\t435
20.3.2 基于云的交互式语音
应答(IVR)\t436
20.4 自相似性和非马尔可夫流\t438
20.4.1 批量到达模型的
自相似性\t438
20.5 总结\t440
20.6 习题\t440
20.7 计算机仿真项目\t442
第21章 移动自组织网络\t443
21.1 无线自组织网络概述\t443
21.2 自组织网络中的路由选择\t444
21.2.1 路由选择协议的分类\t444
21.3 自组织路由选择协议\t445
21.3.1 目的序列距离向量(DSDV)
协议\t445
21.3.2 簇首网关交换路由选择
(CGSR)协议\t446
21.3.3 无线路由选择协议
(WRP)\t447
21.3.4 动态源路由选择协议
(DSR)\t448
21.3.5 临时按序路由选择算法
(TORA)\t448
21.3.6 基于关联性的路由选择
协议(ABR)\t449
21.3.7 自组织按需距离向量(AODV)
协议\t450
21.4 自组织网络安全\t453
21.4.1 攻击类型\t454
21.4.2 安全路由选择协议准则\t454
21.5 总结\t455
21.6 习题\t455
21.7 计算机仿真项目\t456
第22章 无线传感器网络\t457
22.1 传感器网络和协议结构\t457
22.1.1 传感器网络的聚类\t457
22.1.2 协议栈\t458
22.1.3 传感器节点结构\t459
22.2 通信能量模型\t460
22.3 聚类协议\t463
22.3.1 聚类协议的类型\t463
22.3.2 LEACH算法\t463
22.3.3 DEEP协议\t464
22.3.4 重新聚类\t465
22.4 路由选择协议\t466
22.4.1 簇内路由选择协议\t466
22.4.2 簇间路由选择协议\t467
22.5 其他相关技术\t469
22.5.1 ZigBee技术和IEEE
802.15.4\t469
22.6 案例研究:传感器网络仿真\t469
22.6.1 簇首节点星座和负载
分布\t469
22.6.2 簇首的最优百分比\t470
22.7 总结\t470
22.8 习题\t471
22.9 计算机仿真项目\t471
附录A 缩略语表\t472
附录B RFC\t477
附录C 概率和随机过程\t480
附录D 爱尔兰B阻塞概率表\t487

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