計算機網絡, 6/e Computer Networks, 6/e

目錄

第1章引言1

1.1使用電腦網絡1

1.1.1信息訪問2

1.1.2人人通信4

1.1.3電子商務4

1.1.4娛樂5

1.1.5物聯網5

1.2電腦網絡的類型6

1.2.1寬帶接入網絡6

1.2.2移動和無線接入網絡6

1.2.3數據中心網絡9

1.2.4傳輸網絡10

1.2.5企業網絡10

1.3網絡技術: 從局部到全球12

1.3.1個域網12

1.3.2局域網12

1.3.3家庭網絡14

1.3.4城域網16

1.3.5廣域網17

1.3.6互聯網絡20

1.4網絡實例20

1.4.1Internet21

1.4.2移動網絡30

1.4.3無線網絡（WiFi）34

1.5網絡協議37

1.5.1設計目標37

1.5.2協議層次結構39

1.5.3連接與可靠性42

1.5.4服務原語44

1.5.5服務和協議的關系46

1.6參考模型47

1.6.1OSI參考模型47

1.6.2TCP/IP參考模型48

1.6.3對OSI參考模型和協議的批評50

1.6.4對TCP/IP參考模型和協議的批評52

1.6.5本書使用的模型52

1.7標準化53

1.7.1標準化和開源53

1.7.2電信領域最有影響力的組織54

1.7.3國際標準領域最有影響力的組織56

1.7.4Internet標準領域最有影響力的組織57

1.8策略、法律和社會問題59

1.8.1在線言論59

1.8.2網絡中立性60

1.8.3安全61

1.8.4隱私62

1.8.5虛假信息63

1.9度量單位63

1.10本書其餘部分的概要64

1.11本章總結65

習題66

 

第2章物理層70

2.1導向的傳輸介質70

2.1.1永久存儲設備70

2.1.2雙絞線71

2.1.3同軸電纜72

2.1.4電力線73

2.1.5光纖74

2.2無線傳輸78

2.2.1電磁頻譜78

2.2.2跳頻擴頻80

2.2.3直接序列擴頻80

2.2.4超寬頻帶81

2.3頻譜用於傳輸81

2.3.1無線電傳輸81

2.3.2微波傳輸82

2.3.3紅外傳輸83

2.3.4光通信84

2.4從波形到比特85

2.4.1數據通信理論基礎85

2.4.2通道的最大數據速率88

2.4.3數字調制89

2.4.4多路復用95

2.5公共電話交換網絡101

2.5.1電話系統結構102

2.5.2本地迴路: 電話調制解調器、ADSL和光纖104

2.5.3中繼線和多路復用110

2.5.4交換115

2.6蜂窩網絡119

2.6.1公共的概念: 蜂窩、切換、尋呼119

2.6.2第一代（1G）技術: 模擬語音121

2.6.3第二代移動電話（2G）: 數字語音122

2.6.4GSM: 全球移動通信系統123

2.6.5第三代（3G）技術: 數字語音和數據126

2.6.6第四代（4G）技術: 數據包交換129

2.6.7第五代（5G）技術130

2.7有線電視131

2.7.1共享天線電視131

2.7.2線纜上的寬帶Internet接入: HFC網絡132

2.7.3DOCSIS134

2.7.4DOCSIS網絡中的資源共享: 節點和迷你槽134

2.8通信衛星136

2.8.1地球同步衛星137

2.8.2中地球軌道衛星140

2.8.3低地球軌道衛星140

2.9不同接入網絡的比較142

2.9.1地面接入網絡: 有線電視、光纖和ADSL142

2.9.2衛星與地面網絡144

2.10物理層上的政策145

2.10.1頻譜分配145

2.10.2蜂窩網絡147

2.10.3電話網絡148

2.11本章總結150

習題151

 

第3章數據鏈路層156

3.1數據鏈路層的設計問題156

3.1.1提供給網絡層的服務157

3.1.2成幀158

3.1.3錯誤控制161

3.1.4流量控制162

3.2錯誤檢測和糾正162

3.2.1糾錯碼164

3.2.2檢錯碼168

3.3基本數據鏈路層協議172

3.3.1初始的簡化假設172

3.3.2基本的傳輸和接收173

3.3.3簡單的數據鏈路層協議175

3.4提高效率181

3.4.1目標: 雙向傳輸，多幀在途181

3.4.2全雙工、滑動窗口協議示例183

3.5數據鏈路協議實例194

3.5.1SONET上的數據包194

3.5.2ADSL197

3.5.3DOCSIS199

3.6本章總結200

習題201

 

第4章介質訪問控制子層205

4.1通道分配問題205

4.1.1靜態通道分配206

4.1.2動態通道分配的假設207

4.2多路訪問協議208

4.2.1ALOHA208

4.2.2載波偵聽多路訪問協議212

4.2.3無沖突協議214

4.2.4有限競爭協議217

4.2.5無線LAN協議220

4.3以太網222

4.3.1經典以太網物理層222

4.3.2經典以太網MAC子層協議224

4.3.3以太網性能227

4.3.4交換式以太網228

4.3.5快速以太網230

4.3.6千兆以太網232

4.3.7萬兆以太網235

4.3.840Gb/s和100Gb/s以太網236

4.3.9以太網回顧236

4.4無線LAN237

4.4.1IEEE 802.11體系結構和協議棧238

4.4.2IEEE 802.11物理層239

4.4.3IEEE 802.11 MAC子層協議241

4.4.4IEEE 802.11幀結構246

4.4.5服務248

4.5藍牙249

4.5.1藍牙體系結構250

4.5.2藍牙應用251

4.5.3藍牙協議棧251

4.5.4藍牙無線電層252

4.5.5藍牙鏈路控制層253

4.5.6藍牙幀結構254

4.5.7藍牙5255

4.6DOCSIS255

4.6.1總體介紹255

4.6.2測距256

4.6.3通道帶寬分配256

4.7數據鏈路層交換257

4.7.1網橋的使用257

4.7.2學習網橋258

4.7.3生成樹網橋261

4.7.4中繼器、集線器、網橋、交換機、路由器和網關263

4.7.5虛擬LAN265

4.8本章總結270

習題271

 

第5章網絡層276

5.1網絡層的設計問題276

5.1.1存儲轉發數據包交換276

5.1.2提供給傳輸層的服務277

5.1.3無連接服務的實現278

5.1.4面向連接服務的實現279

5.1.5數據報網絡與虛電路網絡的比較280

5.2單個網絡中的路由算法281

5.2.1優化原則283

5.2.2最短路徑算法283

5.2.3泛洪算法285

5.2.4距離向量路由算法287

5.2.5鏈路狀態路由算法290

5.2.6網絡內部的層次路由算法294

5.2.7廣播路由算法295

5.2.8多播路由算法297

5.2.9任播路由算法299

5.3網絡層的流量管理300

5.3.1流量管理的必要性: 擁塞300

5.3.2流量管理的方法302

5.4服務質量和應用QoE312

5.4.1應用需求312

5.4.2過度配置314

5.4.3數據包調度314

5.4.4綜合服務320

5.4.5區分服務322

5.5網絡互聯324

5.5.1網絡互聯概述324

5.5.2網絡如何不同325

5.5.3異構網絡互聯326

5.5.4跨異構網絡連接端點328

5.5.5互聯網絡路由329

5.5.6支持不同的數據包長度: 數據包分段330

5.6軟件定義網絡333

5.6.1概述333

5.6.2SDN控制平面: 邏輯上中心化的軟件控制334

5.6.3SDN數據平面: 可編程硬件336

5.6.4可編程的網絡測量337

5.7Internet的網絡層338

5.7.1IPv4協議340

5.7.2IP地址343

5.7.3IPv6協議353

5.7.4Internet控制協議361

5.7.5標簽交換和MPLS365

5.7.6OSPF——域內路由協議368

5.7.7BGP——域間路由協議372

5.7.8Internet多播377

5.8網絡層上的政策378

5.8.1對等爭議378

5.8.2流量優先級379

5.9本章總結380

習題380

 

第6章傳輸層386

6.1傳輸服務386

6.1.1提供給上層的服務386

6.1.2傳輸服務原語387

6.1.3Berkeley套接字390

6.1.4套接字編程實例: Internet文件服務器392

6.2傳輸協議的要素396

6.2.1尋址397

6.2.2連接建立399

6.2.3連接釋放403

6.2.4錯誤控制和流量控制407

6.2.5多路復用411

6.2.6崩潰恢復411

6.3擁塞控制413

6.3.1理想的帶寬分配413

6.3.2調整發送速率417

6.3.3無線問題419

6.4Internet傳輸協議: UDP421

6.4.1UDP概述421

6.4.2遠程過程調用423

6.4.3實時傳輸協議425

6.5Internet傳輸協議: TCP429

6.5.1TCP概述429

6.5.2TCP服務模型430

6.5.3TCP協議432

6.5.4TCP段的頭433

6.5.5TCP連接建立436

6.5.6TCP連接釋放437

6.5.7TCP連接管理模型437

6.5.8TCP滑動窗口439

6.5.9TCP計時器管理442

6.5.10TCP擁塞控制444

6.5.11TCP CUBIC452

6.6傳輸協議與擁塞控制453

6.6.1QUIC: 快速UDP互聯網連接453

6.6.2BBR: 基於瓶頸帶寬的擁塞控制453

6.6.3TCP的未來455

6.7性能問題455

6.7.1電腦網絡中的性能問題456

6.7.2網絡性能測量457

6.7.3測量接入網絡吞吐量457

6.7.4測量體驗質量458

6.7.5針對快速網絡的主機設計458

6.7.6快速段處理461

6.7.7頭壓縮463

6.7.8長肥網絡的協議465

6.8本章總結468

習題469

 

第7章應用層473

7.1DNS——域名系統473

7.1.1歷史和概述473

7.1.2DNS查找過程474

7.1.3DNS名稱空間和層次結構475

7.1.4DNS查詢和應答478

7.1.5名稱解析484

7.1.6DNS動手實驗485

7.1.7DNS隱私486

7.1.8關於名稱的爭論487

7.2電子郵件488

7.2.1體系結構和服務489

7.2.2用戶代理490

7.2.3郵件格式492

7.2.4消息傳輸496

7.2.5最後投遞500

7.3萬維網502

7.3.1體系結構概述503

7.3.2靜態Web對象510

7.3.3動態Web頁面和Web應用511

7.3.4HTTP和HTTPS514

7.3.5Web隱私523

7.4流式音視頻527

7.4.1數字音頻528

7.4.2數字視頻530

7.4.3對存儲的媒體進行流式傳輸532

7.4.4實時流式傳輸538

7.5內容分發546

7.5.1內容和Internet流量547

7.5.2服務器場和Web代理548

7.5.3內容分發網絡551

7.5.4對等網絡554

7.5.5Internet的演進559

7.6本章總結562

習題563

 

第8章網絡安全567

8.1網絡安全的基礎568

8.1.1基本安全原則569

8.1.2基本攻擊原則571

8.1.3從威脅到解決方案572

8.2一個攻擊的核心要素573

8.2.1偵察573

8.2.2嗅探和窺探575

8.2.3欺騙576

8.2.4破壞586

8.3防火牆和入侵檢測系統588

8.3.1防火牆589

8.3.2入侵檢測與防護591

8.4密碼學594

8.4.1密碼學簡介594

8.4.2兩個基本的密碼學原則596

8.4.3置換密碼598

8.4.4轉置密碼599

8.4.5一次性密鑰600

8.5對稱密鑰算法604

8.5.1DES——數據加密標準605

8.5.2AES——高級加密標準606

8.5.3密碼模式607

8.6公鑰算法610

8.6.1RSA611

8.6.2其他公鑰算法612

8.7數字簽名613

8.7.1對稱密鑰簽名614

8.7.2公鑰簽名615

8.7.3消息摘要616

8.7.4生日攻擊618

8.8公鑰管理620

8.8.1證書621

8.8.2X.509622

8.8.3公鑰基礎設施623

8.9認證協議625

8.9.1基於共享的秘密密鑰的認證626

8.9.2建立共享密鑰： DiffieHellman密鑰交換630

8.9.3使用密鑰分發中心的認證632

8.9.4使用Kerberos的認證634

8.9.5使用公鑰密碼學的認證636

8.10通信安全637

8.10.1IPSec637

8.10.2虛擬專用網絡641

8.10.3無線安全642

8.11電子郵件安全645

8.11.1PGP645

8.11.2S/MIME648

8.12Web安全649

8.12.1威脅649

8.12.2安全命名和DNSSEC650

8.12.3傳輸層安全652

8.12.4運行不可信的代碼655

8.13社會問題657

8.13.1機密通信及匿名通信657

8.13.2言論自由660

8.13.3版權663

8.14本章總結665

習題666

 

第9章閱讀清單和參考文獻673

9.1進一步閱讀的建議673

9.1.1概論與綜合論著673

9.1.2物理層675

9.1.3數據鏈路層675

9.1.4介質訪問控制子層676

9.1.5網絡層676

9.1.6傳輸層677

9.1.7應用層678

9.1.8網絡安全679

9.2參考文獻680