数据通信与计算机网络（第二版）

在第一版的基础上修订而成，力求更加适应培养应用型人才的需要，注重理论和实践的结合，增加了一些新技术、新标准和新应用的介绍，删减了一些过时的或不常用的内容

充分考虑培养生产、管理和维护的一线计算机应用技术人才的知识结构和能力结构，强化应用特色，同时兼顾理论的深度和广度，为读者进一步研究与深造打下基础

既注重基本原理和基本概念的阐述，又强调应用技术和实践，各章均配有习题，并在课外安排抓取网络数据包进行协议分析的作业，逐步引导读者将理论与网络实际数据流直接联系，使协议分析变得生动与实用

《数据通信与计算机网络》一书自2004年8月出版以来已发行了13000册，许多院校将此书作为教材。今天，计算机网络技术发生了很大的变化。一些原有的技术逐渐退出市场，新的技术不断涌现。另外，随着一批新建本科院校的出现，很多学校定位于以教学为主、培养应用型人才。为适应技术变化和新的需求，作者对本书进行了修订。

《数据通信与计算机网络》（第二版）在第一版的基础上力求更加适应培养应用型人才的需要，注重理论和实践的结合，在实践技能训练方面做了一些改进，希望增加学生在学习过程中的参与度；同时增加了一些新技术、新标准和新应用的介绍，删减了一些过时的或不常用的内容。

本书仍然以协议分析为主要内容，以TCP/IP体系结构作为协议分析的重点。但在讲解协议结构的同时，与实际网上传输的数据包加以对照，使学生感到所学内容看得见摸得着。书中增加了让学生课下利用工具软件抓取网络数据包予以分析的练习。在附录中学习网络协议分析软件的使用，且将这种做法贯穿于全书的始终。随着学习的深入，层层剥离网络协议。在掌握了一定的基础知识之后，介绍网络编程方法，使用协议实现数据传输，使所学的知识落到实处。

与第一版相比，本书主要变化如下：

第1章计算机网络概述，弱化了传统的网络基本概念，增加了网络全面融合的概念。以Internet为主线，描述了网络新元素，如物联网等，意图使读者体会到当今网络的无处不在。

第2章数据通信基础，虽变化不大，但调整了结构，使其更加系统化和易于理解。

第3章物理层，保留了原书的大部分内容，增加了无线网络的物理层介绍。

第4章数据链路层，在保留原书的主要内容的基础上，强化了对PPP的描述，增加了PPPoE的介绍。

将原书的第9章局域网体系结构调整成第5章，并增加了无线局域网的链路层协议分析和最新的协议标准，删除了令牌环和令牌总线标准等内容。

第6章网络层，路由选择算法更多地介绍了Internet常用的算法，简化了对一些传统算法的描述。

第7章Internet网际层，增加了IPv4地址的CIDR记法及可变子网掩码和超网等目前已经采用的标准介绍。在IP数据报的描述中增加了显式拥塞指示位的说明。

将原书中介绍IPv6的内容独立出来作为第8章，加强了对IPv6的描述。

第9章介绍TCP协议，在原有内容的基础上，增加了显式拥塞指示功能介绍，更加详细地讲解TCP的定时机制，增加了拥塞控制机制等内容。

第10章应用层协议，增加了对各类协议的详细分析部分。增补了一些新的知识，删除了一些陈旧的内容。

删除了原书的第10章异步传输模式ATM和第11章城域网技术。

第11章网络安全，增加了网络入侵技术及入侵检测等内容。

书中带“*”部分在教学中可作为选讲内容或作为学生课外阅读材料。

本书从内容的整体编排上充分考虑培养生产、管理和维护的一线计算机应用技术人才的知识结构和能力结构，强化应用特色，同时兼顾理论的深度和广度，为读者进一步研究与深造打下基础。

本书是集体智慧的结晶。作者均是使用过本书第一版为学生授课多次的教师，对书中内容有较深的体会，很多修改思想来自于教学实践。全书从第一版的12章变为11章。本书由季福坤任主编，张景峰、孙广路任副主编。第1章由季福坤、孙广路编写；第2章由张景峰、孙广路编写；第3章、第6章由魏艳娜编写；第4章和第5章由钱文光编写；第7章由邹澎涛、魏艳娜和钱文光编写；第8章由孙广路编写；第9章由邹澎涛编写；第10章由张云峰编写；第11章由刘洁编写；魏艳娜编写了附录部分并对全书的排版、文字整理等做了很多工作。本次改版由季福坤对内容选择、知识深度把握及描述方法等进行统一协调。书中相当一部分内容保留了第一版的精华。一部分原书作者没有参加此次改版工作，但他们在第一版中的贡献不会由于第二版的出现而被磨灭，这里对荆淑霞、汤霖、朱鹏华、苏英如等第一版作者表达深深的谢意。

在第二版的编写过程中，编者参考了很多相关书籍和大量的资料，吸取了同仁的宝贵经验，我们会在参考文献中列出所有参考资料，在此一并表示谢意。

由于作者水平所限，书中难免存在不当之处，恳请广大读者批评指正。

主编电子邮件：jifk@nciae.edu.cn。

第二版前言
第一版前言

第1章 计算机网络概论 1
1.1 计算机网络与Internet 1
1.1.1 计算机网络的产生与发展 1
1.1.2 Internet简介 2
1.1.3 计算机局域网 3
1.1.4 计算机网络的定义 4
1.2 计算机网络的组成 4
1.2.1 计算机网络的硬件组成 5
1.2.2 计算机网络软件 6
1.3 计算机网络的功能 7
1.4 计算机网络的分类 8
1.4.1 按覆盖范围分类 8
1.4.2 按照传输技术分类 10
1.5 计算机网络的拓扑结构 10
1.5.1 总线型拓扑 10
1.5.2 环型拓扑 11
1.5.3 星型拓扑 12
1.5.4 网状拓扑 13
1.5.5 混合拓扑 13
1.6 计算机网络体系结构简介 14
1.6.1 协议和体系结构的概念 14
1.6.2 ISO/OSI参考模型 16
1.6.3 TCP/IP参考模型 20
1.7 计算机网络协议相关的标准化组织 24
1.7.1 网络协议标准化组织 24
1.7.2 Internet管理机构 25
1.7.3 RFC文档、Internet草案与Internet
协议标准 27
习题1 28
第2章 数据通信基础 29
2.1 数据通信的基本概念 29
2.1.1 数据、信息与信号 29
2.1.2 数据通信系统 30
2.1.3 基本概念和术语 32
2.2 数据通信的基本方式 34
2.2.1 并行传输与串行传输 34
2.2.2 单工、半双工和全双工传输 35
2.2.3 同步传输和异步传输 36
2.2.4 基带传输与频带传输 37
2.3 数据编码技术 38
2.3.1 数字数据用数字信号表示 38
2.3.2 数字数据用模拟信号表示 40
2.3.3 模拟数据用数字信号表示 41
2.4 多路复用技术 43
2.4.1 频分多路复用技术 43
2.4.2 时分多路复用技术 44
2.4.3 波分多路复用技术 46
2.5 数据交换方式 46
2.5.1 电路交换 47
2.5.2 报文交换 47
2.5.3 分组交换 48
2.5.4 交换技术的比较 51
2.6 差错检验和控制 51
2.6.1 差错类型 51
2.6.2 差错控制的方式 52
2.6.3 常用的检错纠错码 53
习题2 57
第3章 物理层 59
3.1 物理层概述 59
3.2 传输介质 59
3.2.1 传输介质的特性 59
3.2.2 有线传输介质 60
3.2.3 无线传输介质 66
3.3 物理层协议举例 67
3.3.1 EIA RS-232C接口标准 67
3.3.2 无线局域网（WLAN）的物理层
标准 70
3.4 ADSL技术 71
3.4.1 ADSL概述 71
3.4.2 ADSL基本原理 71
3.4.3 下一代ADSL技术 72
习题3 72
第4章 数据链路层 73
4.1 数据链路层概述 73
4.1.1 基本概念 73
4.1.2 数据链路层的服务及功能 74
4.2 停止等待协议 76
4.3 连续ARQ协议 78
4.4 流量控制 79
4.4.1 XON/XOFF方案 80
4.4.2 窗口机制 80
4.5 面向比特的链路控制规程HDLC 81
4.5.1 HDLC概述 81
4.5.2 HDLC的帧结构 82
4.5.3 HDLC的通信过程 85
4.6 Internet的链路层协议 87
4.6.1 PPP层次结构 87
4.6.2 PPP帧格式 87
4.6.3 PPP工作过程 88
4.6.4 PPP身份认证 89
4.6.5 PPPoE 90
习题4 93
第5章 局域网体系结构 94
5.1 局域网概述 94
5.1.1 局域网的定义与发展过程 94
5.1.2 局域网的特点 95
5.2 局域网的组成 95
5.2.1 局域网硬件 95
5.2.2 局域网软件 97
5.3 传统以太网 97
5.3.1 以太网概述 97
5.3.2 MAC地址 100
5.3.3 帧结构 102
5.3.4 CSMA/CD介质访问控制协议 103
5.4 交换式局域网 104
5.4.1 交换式局域网概述 104
5.4.2 局域网交换机工作原理 105
5.4.3 局域网交换机的帧转发方式 106
5.5 快速以太网与千兆以太网技术 107
5.5.1 快速以太网 107
5.5.2 千兆位以太网 108
5.5.3 万兆以太网 110
5.6 无线局域网 111
5.6.1 无线局域网概述 111
5.6.2 无线局域网的工作原理 112
5.6.3 无线局域网的协议标准 115
习题5 117
第6章 网络层 118
6.1 网络层涉及的有关问题 118
6.1.1 广域网的概念 118
6.1.2 网络层提供的服务 119
6.2 路由选择机制 121
6.2.1 节点交换机中的路由表 121
6.2.2 路由选择的一般原理 123
6.2.3 静态路由 124
6.2.4 动态路由 125
6.2.5 距离矢量路由算法 125
6.2.6 链路状态路由算法 128
6.3 拥塞控制 130
6.3.1 拥塞控制的概念 130
6.3.2 拥塞控制的基本原理 132
6.3.3 拥塞预防策略 132
习题6 133
第7章 Internet网际层 135
7.1 概述 135
7.2 IP地址 137
7.2.1 分类IP地址 137
7.2.2 子网划分 139
7.2.3 CIDR 141
7.3 IP数据报 143
7.3.1 IP数据报的格式 143
7.3.2 IP数据报各字段的意义 144
7.3.3 IP数据包分析 146
7.4 地址解析协议 147
7.4.1 工作原理 147
7.4.2 ARP报文格式 148
7.4.3 ARP数据包分析 149
7.5 NAT 151
* 7.6 Internet控制报文协议 153
7.6.1 报文格式 153
7.6.2 常见应用 155
7.7 Internet路由选择协议 157
7.7.1 路由信息协议RIP 157
7.7.2 开放最短路径优先协议OSPF 162
7.7.3 边界网关协议 BGP 168
习题7 169
第8章 下一代网际协议IPv6 171
8.1 概述 171
8.2 IPv6地址 173
8.3 IPv6基本格式 178
8.4 IPv6扩展首部 181
习题8 183
第9章 传输层 184
9.1 传输层提供的服务 184
9.1.1 传输层概述 184
9.1.2 提供给高层的服务 185
9.1.3 传输层要素 186
9.1.4 TCP/IP协议中的传输层 188
9.1.5 端口 188
9.2 传输控制协议TCP 190
9.2.1 TCP的报文格式 191
9.2.2 TCP的编号与确认 198
9.2.3 TCP拥塞控制 198
9.2.4 显式拥塞指示 200
9.2.5 TCP的差错控制 202
9.2.6 TCP的定时机制 204
9.2.7 TCP的传输连接管理 206
*9.3 一个Socket程序实例 210
9.4 用户数据报协议UDP 213
9.4.1 UDP数据报的格式 213
9.4.2 UDP的工作原理 215
习题9 215
第10章 应用层协议 217
10.1 应用层协议概述 217
10.2 域名系统DNS 218
10.2.1 域名 218
10.2.2 域名系统DNS 220
10.2.3 DNS报文格式 222
10.3 文件传输协议FTP 225
10.3.1 概述 225
10.3.2 FTP工作原理 226
10.4 简单邮件传输协议SMTP 228
10.4.1 概述 228
10.4.2 电子邮件的工作原理 228
10.4.3 简单邮件传输协议SMTP 229
10.5 Telnet 230
10.5.1 概述 230
10.5.2 Telnet 命令 231
10.5.3 Telnet实用程序 232
10.6 万维网WWW 234
10.6.1 概述 234
10.6.2 超文本传输协议HTTP 235
10.6.3 请求报文响应报文实例 237
10.6.4 浏览器 237
10.6.5 超文本标记语言HTML 238
10.6.6 动态网页技术 239
10.7 动态主机配置协议DHCP 241
10.7.1 概述 241
10.7.2 工作原理 242
*10.8 网络管理与SNMP 243
10.8.1 概述 243
10.8.2 网络管理的功能 244
10.8.3 简单网络管理协议SNMP 245
10.8.4 SNMP报文 246
习题10 249
第11章 网络安全 250
本章学习目标 250
11.1 概述 250
11.1.1 Internet安全隐患的主要体现 250
11.1.2 网络攻击的一般步骤 251
11.2 常见的攻击技术 252
11.2.1 扫描技术 252
11.2.2 网络监听 255
11.2.3 拒绝服务攻击 256
11.3 数据加密 258
11.3.1 加密与解密 259
11.3.2 算法类型 259
11.3.3 Hash函数 260
11.3.4 数据完整性验证 261
11.3.5 数字签名 261
11.4 防火墙技术 262
11.4.1 防火墙技术概述 262
11.4.2 防火墙的类型 263
11.4.3 防火墙的结构 265
11.5 入侵检测系统 266
11.5.1 概述 266
11.5.2 入侵检测系统的类型 267
11.5.3 入侵检测系统的构成 268
习题11 269
附录 Ethereal的使用说明 270
参考文献 277

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2. 电子技术（第二版） [主编 覃爱娜 李飞]
3. 工程数学 [主编 郭立娟 王海]
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5. 武术基础教程 [主编 李代勇 谢志民]
6. 计算机网络实训教程 [主编 张浩军 赵玉娟]
7. HCIA-Datacom认证题库分类精讲 [主 编 韩立刚]
8. 网络规划设计师备考一本通 [夏杰 编著]
9. 电工电子技术基础 [主编 刘 军 杨国龙 刘天成]
10. MySQL数据库项目式教程 [陈亚峰]
11. 机械设计基础（第二版） [主编 田亚平 李爱姣]
12. 画法几何与机械制图 [主编 赵军]
13. C语言程序设计习题与实验指导（第二版） [主编 甄增荣 张宾]
14. C语言程序设计（第二版） [主编 甄增荣 田云霞]
15. Unity3D虚拟现实应用开发实践 [主 编 刘龙]
16. 智能化技术基础（第三版） [邓文达　李礼]
17. 面向对象程序设计 [主编 张勇 张平华 赵小龙]
18. 计算机网络基础 [主编 宋焱宏 李安邦]
19. 网络营销 [主编 夏薇薇 刘婷 尚洁]
20. 电视节目策划与制作（微课版） [主　编　黄滴滴]
21. 数据库技术与应用实践教程（SQL Server 2019） [主 编 严晖 周肆清]
22. 大学应用数学 [主编 郭立娟]
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24. 软件定义网络技术与实践 [主编　但唐仁]
25. 工业机器人拆装与调试 [主编 胡月霞 向艳芳 朱奇]
26. 信号与系统（第二版） [主编 张宇]
27. 信息技术基础 [主编 唐倩 邵锐]
28. Python 语言程序设计实践指导 [主编　张双狮]
29. Photoshop 图形图像项目化教程 [主编 胡斌斌 黎娅 苏大椿]
30. 体育舞蹈教程 [主编 刘伟 陈志明 曾明]