数据通信与网络协议 高等学校计算机应用规划教材 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

　　本教程全面描述了数据通信与网络协议的体系结构、协议标准和实现技术。全书共分为11章，深入介绍了数据通信与网络协议的通信系统、通信模型、网络模型、网络协议体系结构、信号与编码、传输介质、接口标准、局域网技术、局域网互联技术、VLAN、通信子网交换技术、网络层协议、路由协议、IP计算、IP交换、IP安全、MPLS、传输层协议、SSL、RTP/RTCP、应用层功能协议、SIP、QoS等技术。本教程内容丰富、结构合理、思路清晰、语言简练流畅、协议格式翔实，主要面向数据通信与计算机网络的初学者，适合作为高等院校的数据通信与网络技术的授课教材，以及数据通信网络技术服务人员的参考书。

目    录

第1章  通信模型与OSI模型 1

1.1  通信系统 1

1.1.1  通信系统的结构 1

1.1.2  数字通信系统和数据

通信系统 2

1.2  通信模型 3

1.2.1  基本服务对象 4

1.2.2  连接类型 5

1.2.3  通信阶段 5

1.2.4  通信设施 7

1.2.5  寻址 7

1.3  通信服务质量 7

1.3.1  可靠性 7

1.3.2  安全性 8

1.3.3  性能 8

1.4  计算机网络的发展 11

1.4.1  发展标志性阶段 11

1.4.2  计算机网络定义 14

1.5  计算机网络基本概念 14

1.5.1  网络体系的基本组成 14

1.5.2  基本概念 15

1.6  OSI层次结构 16

1.6.1  OSI协议的概念 16

1.6.2  OSI分层结构 17

1.6.3  服务的分类 19

1.7  OSI模型 20

1.7.1  层次化结构体系 20

1.7.2  OSI系统组成 21

1.7.3  OSI通信模型 22

1.7.4  OSI参考模型各层功能和特性 23

1.8  本章小结 27

1.9  思考和练习 27

第2章  协议模型与网络协议 29

2.1  协议模型 29

2.1.1  协议行为 29

2.1.2  协议数据 30

2.1.3  协议功能 31

2.2  TCP/IP网络协议 31

2.2.1  因特网概述 31

2.2.2  TCP/IP协议体系 32

2.3  IP协议 34

2.3.1  IP版本4 34

2.3.2  IPv4地址基本格式 37

2.3.3  IP版本6 38

2.3.4  TCP/IP与OSI 40

2.4  其他网络协议 41

2.4.1  IPX/SPX协议体系 41

2.4.2  AppleTalk协议体系 42

2.5  本章小结 43

2.6  思考和练习 43

第3章  物理层功能与标准 44

3.1  物理层特性 44

3.2  传输介质 44

3.2.1  有线介质 45

3.2.2  无线介质 46

3.3  数字数据传输与接口 47

3.3.1  数字数据传输 47

3.3.2  数据终端设备和数据

电路终接设备接口 48

3.3.3  其他接口标准 51

3.3.4  以太网接口 51

3.3.5  FE自协商 53

3.4  信号 57

3.4.1  模拟和数字 57

3.4.2  周期性和非周期性信号 58

3.4.3  模拟信号 58

3.4.4  数字信号 61

3.5  数据调制与编码 64

3.5.1  调制与编码原理 64

3.5.2  数字-数字编码 65

3.5.3  模拟-数字编码 65

3.5.4  数字-模拟编码 65

3.5.5  模拟-模拟编码 66

3.6  本章小结 66

3.7  思考和练习 66

第4章  数据链路层功能与协议 67

4.1  数据链路层功能 67

4.1.1  数据链路层所提供的服务 68

4.1.2  传输的同步 68

4.1.3  数据链路层的其他

控制功能 69

4.1.4  线路规程 69

4.1.5  流量控制 71

4.1.6  错误控制 74

4.1.7  差错控制 77

4.2  数据链路层协议 83

4.3  面向字符的协议 84

4.3.1  二进制同步通信协议 84

4.3.2  BSC协议帧 85

4.4  面向比特的协议 86

4.4.1  高级数据链路控制协议 86

4.4.2  帧格式 88

4.4.3  关于帧的其他内容 91

4.4.4  HDLC的子集及相关协议 92

4.5  PPP协议 93

4.5.1  PPP协议的基本概念 93

4.5.2  PPP协议的三组件 93

4.5.3  PPP链路的建立 95

4.5.4  LCP的可选配置参数 98

4.5.5  PPP扩展协议 100

4.6  PPPOE协议 101

4.6.1  PPPOE协议的基本概念 101

4.6.2  PPPOE的发现阶段 102

4.6.3  PPPOE发现阶段的数据报文 103

4.6.4  PPPOE的会话阶段 104

4.7  本章小结 105

4.8  思考和练习 105

第5章  通信子网交换技术 106

5.1  复用技术 106

5.1.1  复用 108

5.1.2  复用类型 108

5.2  交换技术 112

5.2.1  电路交换 112

5.2.2  分组交换 112

5.2.3  消息交换 115

5.2.4  OSI模型网络层连接服务 115

5.3  通信网络技术 115

5.3.1  公用交换电话网 115

5.3.2  综合业务数字网 116

5.3.3  X.25 121

5.3.4  帧中继 124

5.3.5  ATM 126

5.3.6  ATM的局域网技术 135

5.3.7  其他通信网络技术 137

5.4  本章小结 141

5.5  思考和练习 141

第6章  局域网技术 143

6.1  局域网 143

6.1.1  局域网的特征 143

6.1.2  局域网的体系结构 143

6.2  有线局域网 144

6.2.1  802项目 144

6.2.2  IEEE 802标准系列 145

6.2.3  802.1 145

6.2.4  802.2 145

6.2.5  802.3以太网 145

6.2.6  802.4令牌总线 151

6.2.7  802.5令牌环网 152

6.2.8  FDDI 155

6.2.9  IEEE 802.6 157

6.3  无线局域网 161

6.3.1  无线局域网的协议体系 161

6.3.2  无线局域网的组成 162

6.3.3  802.11标准 165

6.3.4  802.11帧 165

6.3.5  无线局域网的访问控制 169

6.4  局域网互联技术 176

6.4.1  网络互联基本技术 177

6.4.2  局域网交换机 181

6.5  VLAN 182

6.5.1  VLAN的概念 182

6.5.2  VLAN的实现机制 183

6.5.3  VLAN的划分方法 184

6.5.4  VLAN帧结构 186

6.5.5  VLAN访问链接模式 188

6.5.6  VLAN的TRUNK协议(VTP) 192

6.6  本章小结 192

6.7  思考和练习 192

第7章  网络层功能协议与IP计算 194

7.1  网络层功能 194

7.1.1  互联网络的需求 194

7.1.2  通用协议格式 196

7.2  ARP地址映射 199

7.2.1  ARP原理 199

7.2.2  ARP格式 201

7.2.3  ATM的ARP 202

7.3  Internet控制报文协议 203

7.3.1  ICMP功能 203

7.3.2  ICMP报文的类型 203

7.3.3  ICMP地址掩码请求与应答 204

7.3.4  ICMP时间戳请求与应答 204

7.3.5  ICMP端口不可达差错 205

7.4  互联网组管理协议IGMP 205

7.4.1  IGMP功能 205

7.4.2  IGMPv2的改进 207

7.4.3  IGMPv3的改进 208

7.4.4  IGMP SSM Mapping 209

7.4.5  IGMP Proxying 210

7.5  IP地址计算 211

7.5.1  全局地址 211

7.5.2  IP地址子网掩码 212

7.5.3  IP地址计算公式 213

7.5.4  IP私有地址 213

7.5.5  子网划分 215

7.5.6  VLSM和CIDR 217

7.6  路由表 218

7.6.1  路由表基础 218

7.6.2  路由表生成 220

7.6.3  路由表 220

7.7  动态主机配置协议 221

7.8  本章小结 222

7.9  思考和练习 222

第8章  路由协议 224

8.1  核心路由器体系结构 224

8.1.1  自治系统 224

8.1.2  内部网关协议 225

8.1.3  外部网关协议 225

8.1.4  边界网关协议 225

8.1.5  域内路由算法 226

8.2  路由选择信息协议(RIP) 226

8.2.1  RIP 226

8.2.2  RIP解决的问题 227

8.2.3  RIP报文格式 228

8.3  EIGRP 230

8.3.1  EIGRP Metric 230

8.3.2  EIGRP邻居 231

8.3.3  EIGRP数据包和运行过程 231

8.3.4  EIGRP选路 232

8.3.5  EIGRP负载均衡 233

8.4  OSPF协议 234

8.4.1  OSPF术语 234

8.4.2  OSPF数据包交换过程 238

8.4.3  OSPF启动过程 239

8.4.4  OSPF网络类型(Network Type) 239

8.4.5  OSPF链路类型(Link Type) 240

8.4.6  OSPF外部路由 240

8.4.7  OSPF末节区域 242

8.4.8  OSPF LSA类型 245

8.4.9  OSPF虚链路(Virtual Link) 245

8.5  IS-IS动态路由协议 247

8.5.1  OSI与CLNS概述 247

8.5.2  IS-IS基本概念 248

8.5.3  IS-IS区域 250

8.5.4  IS-IS的网络类型 251

8.5.5  IS-IS的PDU格式 252

8.6  BGP 252

8.6.1  BGP概述 252

8.6.2  BGP的消息 253

8.6.3  BGP的路由属性 254

8.6.4  IBGP和IGP同步 256

8.7  本章小结 257

8.8  思考和练习 257

第9章  IP交换与IP安全 259

9.1  IP交换 259

9.1.1  第三层交换 260

9.1.2  支撑技术 260

9.2  MPLS 261

9.2.1  MPLS基本结构 262

9.2.2  标签(标记) 263

9.2.3  MPLS工作流程 264

9.2.4  LSP 265

9.2.5  LDP协议 266

9.3  IP安全 269

9.3.1  IPSec 269

9.3.2  IKE 272

9.3.3  GRE协议 274

9.4  VPN 275

9.4.1  VPN基础 275

9.4.2  VPN原理 276

9.5  本章小结 277

9.6  思考和练习 277

第10章  传输层功能与协议 278

10.1  传输层功能与协议 278

10.1.1  OSI传输服务 279

10.1.2  传输层 280

10.1.3  传输层的责任 284

10.1.4  连接 285

10.2  SSL协议 287

10.2.1  SSL基本概念 287

10.2.2  SSL协议过程 288

10.3  实时传输协议RTP 292

10.3.1  RTP术语 292

10.3.2  RTP使用场景(RTP Use Scenarios) 293

10.3.3  实时传输协议RTP 293

10.3.4  实时传输控制协议RTCP 294

10.3.5  轮廓文件和格式文件 295

10.4  本章小结 296

10.5  思考和练习 296

第11章  OSI高层服务与协议 297

11.1  会话层服务 297

11.1.1  会话层功能与服务 298

11.1.2  同步点 298

11.1.3  NETBIOS 299

11.2  表示层服务 301

11.2.1  翻译 301

11.2.2  加密/解密 301

11.2.3  认证 302

11.2.4  数据压缩 304

11.3  应用层服务 304

11.4  高层实现技术 306

11.4.1  域名系统 306

11.4.2  TELNET 307

11.4.3  文件传输协议 308

11.4.4  文件访问 309

11.4.5  电子邮件 309

11.4.6  SNMP网络管理模型 311

11.4.7  万维网 313

11.5  SIP协议 314

11.5.1  SIP基本概念 315

11.5.2  SIP概念 316

11.5.3  SIP协议栈结构 318

11.6  QoS简介 319

11.6.1  QoS基础 319

11.6.2  流量监管、流量整形和端口限速 320

11.6.3  拥塞管理配置 323

11.7  本章小结 327

11.8  思考和练习 327

参考文献 329

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前言

前 言

遵循摩尔定律的IT产业如期地飞速发展，我们身边的生活也在随之改变。中国互联网络信息中心发布的“第35次中国互联网络发展状况统计报告”，记录了互联网对中国人民生活的影响，也说明网络已经融入我们的生活。网络技术不仅提供了资源共享的平台，而且提供了信息传输、即时交流、信息存储、数据计算、数据分析、信息决策的平台。网络技术作为生活的必要工具已经很成功了，但是，不同的使用者会面临不同的问题，使用者希望能认知、熟悉这个工具，管理者希望可以深入学习、理解网络技术的结构原理，网络提供方希望熟练运用网络技术为用户服务，对于专业人员则希望能掌握上面所有的问题。

网络技术知识体系的学习存在不同层次，包括大众层面的网络应用、基本概念；学习层面的网络协议体系、结构组成；专业层面的通信模型、网络协议规程；研究层面的多媒体通信QoS、网络安全协议体系。由于网络技术涉及的概念繁多、关系复杂，面对一个网络问题，往往同时包含理论知识和实践应用，专业图书无法面面俱到讲述所有的知识问题，增加了网络知识学习的复杂度和难度。幸运的是网络应用已经遍布我们的生活，提供了大量的感知示例，OSI/RM网络层次体系结构和TCP/IP协议集提供了学习的理论基础。

本教程描述数据信息在网络系统中的通信过程，讲述网络系统的结构组成、工作原理，分析了网络通信的不同阶段，需要遵循的网络协议和通信流程，以及数据信息被网络协议封装后的存在形式。遵循OSI/RM层次模型，形成知识共识，期望在学习过程中求同存异；参照TCP/IP协议集合，作为协议蓝本，但求在研究领域殊途同归。归类网络通信知识点，希望协助专业人员建立一个完整的网络认知体系解决相关问题。教程遵照OSI/RM参考模型，从整体到分层、从低层到高层描述了通信系统、通信模型、网络模型、网络协议体系结构、信号与编码、传输介质、接口标准、局域网技术、局域网互联技术、VLAN、通信子网交换技术、网络层协议、路由协议、IP计算、IP交换、IP安全、MPLS、传输层协议、SSL、RTP/RTCP、应用层功能协议、SIP、QoS等技术。每个章节通过TCP/IP标准的协议格式对关键技术进行了详细的分析，针对不同层次的协议格式，说明网络通信过程中数据信息流水线式的封装、转发、拆装的操作过程，以及操作对象的层次型分工。借助通用的TCP/IP协议集，认识、了解、验证、掌握网络协议的格式和工作原理。

本教程内容丰富、结构合理、思路清晰、语言简练流畅、协议格式翔实。每一章的引言部分承前启后，概述了本章的作用，引述本章的意义。在每一章的正文中，结合所讲述的关键技术和难点，穿插了大量标准协议格式的示例。每一章末尾都安排了有针对性的思考和练习，思考题有助于读者巩固所学的基本概念，练习题有助于培养读者的实际动手能力。

本书主要面向高等院校电子信息类、计算机类及其相关专业，数据通信与网络协议和相关课程的初学者，可以根据课程情况调整授课内容和侧重点；本书同时适合作为数据通信网络技术服务人员的参考书。

除封面署名的作者外，参加本书编写的人员还有周巧姝、马楠、李晓、刘昱、王国成、孙男、李高岭、宁哲峰、马嘉斌、陶青山等人。由于作者水平有限，本书难免有不足之处，欢迎广大读者批评指正。

作 者

2015年3月