1、计算机科学丛书 计算机网络教程 自顶向下方法 Computer Networks: A Top-Down Approach Behrouz A. Forouzan Firouz Mosharraf 张建忠 靳 星 林安华 周立斌 译 著（美）本书作者 Forouzan 是计算机教育领域的知名专家，他在这本经典著作中，利用 Internet 协议分层和 TCP/IP协议簇，采用自顶向下的方法，首先说明应用层协议是怎样交换信息的，再解释消息是怎样分解成比特和信号并通过 Internet 传输的，以通俗易懂的方式阐述了计算机网络原理，帮助学生从总体上理解网络的基础知识，特别是 Internet 的协
2、议。 本书图文并茂，实例丰富，并配有大量的习题集（包括测试题、练习题、思考题）以及模拟实验和编程作业，适合作为本科生、研究生的计算机网络教材，同时也适合计算机网络研究和专业人员阅读。 Behrouz A. Forouzan, Firouz Mosharraf: Computer Networks: A Top-Down Approach (ISBN 978-0-07352326-2). Copyright 2011 by The McGraw-Hill Companies, Inc. All Rights reserved. No part of this publication may be
3、 reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including without limitation photocopying, recording, taping, or any database, information or retrieval system, without the prior written permission of the publisher. This authorized Chinese translation edition is join
4、tly published by McGraw-Hill Education (Asia) and China Machine Press. This edition is authorized for sale in the Peoples Republic of China only, excluding Hong Kong, Macao SAR and Taiwan. Copyright 2013 by McGraw-Hill Education (Asia), a division of McGraw-Hill Asian Holdings (Singapore) Pte.Ltd. A
5、nd China Machine Press. 版权所有。未经出版人事先书面许可，对本出版物的任何部分不得以任何方式或途径复制或传播，包括但不限于复印、录制、录音，或通过任何数据库、信息或可检索的系统。 本授权中文简体字翻译版由麦格劳-希尔（亚洲）教育出版公司和机械工业出版社合作出版。此版本经授权仅限在中华人民共和国境内（不包括香港特别行政区、澳门特别行政区和台湾）销售。 版权 2013 由麦格劳-希尔（亚洲）教育出版公司与机械工业出版社所有。 本书封面贴有 McGraw-Hill 公司防伪标签，无标签者不得销售。 封底无防伪标均为盗版 版权所有，侵权必究 本书法律顾问 北京市展达律师事务所
6、本书版权登记号：图字：01-2011-5060 图书在版编目（CIP ）数据 计算机网络教程：自顶向下方法（美）佛罗赞（Forouzan, B. A. ），（美）莫沙拉夫（Mosharraf, F. ）著；张建忠等译. 北京：机械工业出版社，2012.10 （计算机科学丛书） 书名原文：Computer Networks ：A Top-Down Approach ISBN 978-7-111-40088-2 计 佛 莫 张 计算机网络-教材 TP393 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2012）第 245205 号 机械工业出版社 （北京市西城区百万庄大街 22 号 邮政编码 100037）
7、 责任编辑：刘立卿 版式设计：刘永青 北京 印刷厂印刷新华书店北京发行所发行 2013 年 1 月第 1 版第 1 次印刷 185mm260mm39 印张 标准书号：ISBN 978-7-111-40088-2 定价：99.00 元 凡购本书，如有缺页、倒页、脱页，由本社发行部调换 客服热线：（ 010）88378991 ； 88361066 购书热线：（ 010）68326294 ； 88379649；68995259 投稿热线：（ 010）88379604 读者信箱： 出版者的话 Computer Networks: A Top-Down Approach 文艺复兴以降，源远流长的科学精神
8、和逐步形成的学术规范，使西方国家在自然科学的各个领域取得了垄断性的优势；也正是这样的传统，使美国在信息技术发展的六十多年间名家辈出、独领风骚。在商业化的进程中，美国的产业界与教育界越来越紧密地结合，计算机学科中的许多泰山北斗同时身处科研和教学的最前线，由此而产生的经典科学著作，不仅擘划了研究的范畴，还揭示了学术的源变，既遵循学术规范，又自有学者个性，其价值并不会因年月的流逝而减退。 近年，在全球信息化大潮的推动下，我国的计算机产业发展迅猛，对专业人才的需求日益迫切。这对计算机教育界和出版界都既是机遇，也是挑战；而专业教材的建设在教育战略上显得举足轻重。在我国信息技术发展时间较短的现状下，美国等
9、发达国家在其计算机科学发展的几十年间积淀和发展的经典教材仍有许多值得借鉴之处。因此，引进一批国外优秀计算机教材将对我国计算机教育事业的发展起到积极的推动作用，也是与世界接轨、建设真正的世界一流大学的必由之路。 机械工业出版社华章公司较早意识到“出版要为教育服务”。自 1998 年开始，我们就将工作重点放在了遴选、移译国外优秀教材上。经过多年的不懈努力，我们与 Pearson，McGraw-Hill， Elsevier， MIT， John Wiley & Sons， Cengage 等世界著名出版公司建立了良好的合作关系， 从他们现有的数百种教材中甄选出 Andrew S. Tanenbaum
10、， Bjarne Stroustrup，Brain W. Kernighan， Dennis Ritchie， Jim Gray， Afred V. Aho， John E. Hopcroft， Jeffrey D. Ullman， Abraham Silberschatz， William Stallings， Donald E. Knuth， John L. Hennessy， Larry L. Peterson 等大师名家的一批经典作品，以“计算机科学丛书”为总称出版，供读者学习、研究及珍藏。大理石纹理的封面，也正体现了这套丛书的品位和格调。 “计算机科学丛书”的出版工作得到了国内外学者
11、的鼎力襄助，国内的专家不仅提供了中肯的选题指导，还不辞劳苦地担任了翻译和审校的工作；而原书的作者也相当关注其作品在中国的传播，有的还专程为其书的中译本作序。迄今，“计算机科学丛书”已经出版了近两百个品种，这些书籍在读者中树立了良好的口碑，并被许多高校采用为正式教材和参考书籍。其影印版“经典原版书库”作为姊妹篇也被越来越多实施双语教学的学校所采用。 权威的作者、经典的教材、一流的译者、严格的审校、精细的编辑，这些因素使我们的图书有了质量的保证。随着计算机科学与技术专业学科建设的不断完善和教材改革的逐渐深化，教育界对国外计算机教材的需求和应用都将步入一个新的阶段，我们的目标是尽善尽美，而反馈的意见
12、正是我们达到这一终极目标的重要帮助。华章公司欢迎老师和读者对我们的工作提出建议或给予指正，我们的联系方法如下： 华章网站： 电子邮件： 联系电话：（ 010）88379604 联系地址：北京市西城区百万庄南街1号 邮政编码：100037 译 者 序 Computer Networks: A Top-Down Approach 近年来，计算机网络技术已经应用到各个领域。人们的学习、工作和生活已经渐渐离不开计算机网络，因此需要了解和掌握计算机网络技术的群体在不断扩大。不论是计算机及相关专业的学生，还是从事相关工作的工程技术人员，都需要较深入地了解计算机网络的基本原理和应用形式。本书作为一本深入浅出
13、且广泛适用的计算机网络教材，能够帮助读者理解和掌握复杂的网络知识。 Behrouz A. Forouzan 是计算机教育领域的知名作家，他出版了 Data Communications and Networking、 TCP/IP Protocol Suite、 Cryptography & Network Security、 Foundations of Computer Science等多部畅销教材，涉猎范围包括计算机科学领域的多个方面。他与时俱进，作品紧跟计算机技术和计算机教育的步伐。 Computer Network： A Top-Down Approach是Forouzan 按照目前
14、计算机网络教学比较流行的自顶向下方法编写的一部重要教材，与 Data Communications and Networking相比，本书在内容上增加了一些目前计算机网络发展的新技术，编排上采用自顶向下的结构，这样既适合学生学习，又适合教师教授。 暑假前夕，出版社的同志和我们联系，希望我们能够翻译这本书。由于要求的翻译周期很短，所以一开始我们非常犹豫。但是，作为教师，我们深知优秀教材在“教”与“学”中的作用。在经过认真思考之后，我们最终欣然接受了这项具有挑战性的任务。接下来的四个月，翻译工作花费了我们大量的时间和精力。 本书共分为 11 章，第 1 章和第 10 章由张建忠翻译，第 2 章、第
15、 3 章和第 4 章由靳星翻译，第 5 章、第 6 章和第 11 章由林安华翻译，第 7 章、第 8 章和第 9 章由周立斌翻译。张建忠负责最后统稿。受译者水平和翻译周期所限，译稿中可能存在不当或错误之处，敬请广大读者批评指正。 译者 2012年8月于南开园 前 言 Computer Networks: A Top-Down Approach 当今社会，网络与互联网技术迅猛发展，其佐证就是每年各种新型社交网络应用的不断涌现。人们每天使用 Internet 的频率越来越高，他们利用 Internet 进行科学研究、网络购物、机票预订、查看新闻与天气状况 在这个面向 Internet 的社会中，需
16、要培养和训练专业技术人员对 Internet、部分 Internet或者连接到 Internet 的内部网络进行运营和管理。本书的目标是帮助学生总体上理解网络的基本知识，特别是 Internet 使用的协议。 本书特色 本书的主要目标是讲授网络原理，为了讲授这些原理，本书采用了以下方法。 协议分层 本书利用 Internet 协议分层和 TCP/IP 协议簇讲授网络原理。虽然有些网络理论在某些层次上可能有些重复，但每层都会有其特别强调的方面。这些理论在不同层次重复出现，使我们能够更好地理解相互之间的关系，因此利用协议分层方法讲授网络理论是有益的。例如，虽然 寻址（ addressing）在 T
17、CP/IP 的 4 个层次中都会遇到，但是各层使用了不同的地址格式以实现各自不同的目标。另外，每层中的寻址范围也有不同。另一个例子是成帧与分组 （ framing and packetizing） ，这些内容在几层中也会重复出现，但是各层涉及的理论不同。 自顶向下方法 尽管本书的作者之一曾经编写过几本与网络和 Internet 相关的书籍（ Data Communication and Networking、 TCP/IP Protocol Suite、 Cryptography and Network Security、 Local Area Networks） ，但是本书讲授网络的方法不同
18、。它采用自顶向下的方法。 虽然 TCP/IP 协议每一层建立在它下层提供的服务之上，但是学习每一层的知识有两种方法 自底向上或自顶向下。自底向上方法中，我们在学习应用层怎样利用比特传送消息之前，学习比特和信号怎样在物理层移动。自顶向下方法中，我们在学习消息怎样被分解成比特和信号、怎样实际地通过 Internet 传送之前，学习应用层协议怎样交换信息。在本书中，我们采用了自顶向下方法。 面向的读者 本书面向的读者为学术和专业技术人员。感兴趣的专业技术人员也可用本书作为自学指导书。作为教材，它可以用于一个学期或半个学期的课程，适用于大学本科最后一学年或研究生第一年的学习。虽然章节末尾的思考题需要一
19、些概率知识，但是教材的学习只需要大学一年级讲授的基本数学知识。 VI 本书的组织 本书包括 11 章和 5 个附录。 y 第 1 章 概论 y 第 2 章 应用层 y 第 3 章 传输层 y 第 4 章 网络层 y 第 5 章 数据链路层：有线网络 y 第 6 章 无线网络和移动 IP y 第 7 章 物理层和传输介质 y 第 8 章 多媒体和服务质量 y 第 9 章 网络管理 y 第 10 章 网络安全 y 第 11 章 Java Socket 编程 y 附录 附录 A 到附录 E 写作方法 本书采用的几种写作方法使学生能够很容易地理解计算机网络的基础知识，特别是Internet 的相关知识
20、。 形象直观 本书采用图文并茂的方式描述技术性很强的问题，而没有采用复杂的数学公式。 670 多幅插图与文字讲解，使内容更加直观易懂。在解释网络概念时，插图的作用尤其重要。对于很多学生来说，通过插图理解这些概念比通过文字更容易。 举例和应用 在合适的位置我们加入了一些例子，用于说明书中介绍的相关概念。同时，我们也在每章中添加了一些现实中的应用，用于激励学生学习。 章末资料 每章后包含的相关资料如下： 小结 每章末尾都包含覆盖本章内容的小结。小结将本章的重点内容关联起来，一目了然。 推荐读物 这一部分列出了与本章内容相关的主要参考文献。利用这个参考文献列表，可以在书末尾的“参考文献”部分快速找到
21、相应文献。 习题集 每章都设计有习题集，用于巩固重要的概念，同时鼓励学生应用这些概念。习题集包括3 部分：测试题、练习题和思考题。 测试题 测试题放置在本书的网站中，用于快速检查概念的掌握情况。学生可以通过完成这些测试题查看自己对内容的理解程度，网站可立即给出测试结果。 练习题 这部分包含与本书讨论内容相关的一些简单问题。题号为奇数的练习题答案放VII置于本书的网站中，学生可以查阅。 思考题 这部分内容包括一些较难的问题，需要较为深入地理解本章的内容才能解答。我们强烈推荐学生尝试解决所有这些问题。题号为奇数的思考题答案也放置于本书的网站中，学生可以查阅。 模拟实验 如果能够动手对分组流和分组内
22、容进行分析，那么就能更好地理解这些网络概念。多数章节包含了一部分用于帮助学生进行实验的内容。这一部分内容分为两部分。 Applets Java 小程序（Applets ）放置在网站上，是由作者设计的交互式实验。这些小程序一部分用于更好地理解一些问题的解决方案，另一部分用于帮助读者在动手操作中更好地理解网络概念。 实验作业 一些章节包含了使用 Wireshark 模拟软件的实验作业。下载和使用 Wireshark软件的方法在第 1 章中给出。另外一些章节给出的实验作业用于练习发送和接收分组，同时分析这些分组的内容。 编程作业 一部分章节包含有编程作业。编写一个有关进程或过程的程序能够澄清很多细节
23、，并且能够帮助学生更好地理解隐藏在进程之后的概念。虽然学生可以使用自己熟悉的任意一种计算机语言编写和测试程序，但是本书网站中给出的答案是使用 Java 语言编写的，这些答案供教师使用。 附录 附录的目的是提供快速的资料参考和内容回顾，这些资料和内容可用于理解本书讨论的概念。 术语表和索引 为了更快地检索词汇和缩略语，本书给出了术语表和索引，但因篇幅所限，这些材料不包含在中文版书中，读者可到华章网站 http:/ 查阅。 教辅资源 本书包含的完整教辅资源可以从本书的网站 http:/ 中下载 1。这些资源包括以下内容。 幻灯片 网站给出了一组华美且栩栩如生的 PowerPoint 幻灯片，用于教
24、学使用。 习题集答案 本书网站提供所有练习题和思考题的答案，供教师教学使用。 编程作业答案 本书网站也提供编程作业答案。其中第 2 章的程序采用 C 语言编写，其他章节的程序采用 Java 语言编写。 采用该书作教材的教师可向 McGraw-Hill 公司北京代表处联系索取教学课件资料，传真： +8610-62790292；电子邮件：instructorChinamcgraw-。 VIII 如何使用本书 本书章节的组织提供了很大的灵活性，我们建议如下： y 第 1 章讨论的大部分内容是理解本书其他章节内容的基础。 1.1 节和 1.2 节内容对理解网络分层非常关键，而网络分层是本书内容组织的基
25、础。 1.3 节和 1.4 节可以跳过或者安排为自学内容。 y 第 2 章至第 6 章基于 TCP/IP 协议簇的顶部 4 层，我们建议按照次序讲授，以保持本书自顶向下的方法。可是，有些部分可以跳过而不会失去连续性，例如第 2 章的客户 -服务器 Socket 接口、第 4 章的下一代 IP、第 5 章的其他有线网络。 y 为了使 TCP/IP 协议的讨论更加完整，本书添加了第 7 章物理层。如果教师感觉学生已经熟悉或者已经在相关课程中学习过这些内容，那么这些内容可以跳过。 y 在前 6 章讨论完后，第 8 章 、第 9 章和第 10 章可以按任意次序讲授。教师可以全部或部分地讲授这些章节的内
26、容，甚至可以跳过这些内容。 y 第 11 章为 Java 网络编程。该章有两个目的：首先，它给出客户- 服务器编程思想，使学生更好地理解 Internet 的整体目标。其次，它可以为网络方面的高级课程做准备。第2 章中关于 C 语言的内容与本章有一小部分重复，教师既可以使用第 2 章 C 语言部分的内容讲授网络编程基础，也可以使用第 11 章 Java 语言的内容进行讲授。 本书网站 本书网站 http:/ 包含以下内容。 测试题 测试题放置于本书网站中，测试结果可以发送给讲授该课程的教师。 学生答案 奇数题号练习题和思考题的答案放置在本书网站中，用于帮助学生检查他们的学习状况。 Applet
27、s 学生可以使用为每章设计的小程序，观察实际的网络协议及其问题。 教师答案 所有练习题和思考题的答案放置在本书网站中，供讲授本课程的教师使用。 编程作业 编程作业的代码放置在本书网站中，供讲授本课程的教师使用。 PowerPoint 幻灯片 华美且栩栩如生的幻灯片放置在本书网站中，供讲授本课程的教师使用。教师可以修改这些幻灯片以适应课程的需要。 致谢 显然，编写如此篇幅的书籍需要很多人的帮助。我们非常感谢同行评审专家在本书编写过程中做出的贡献。这些评审专家为： IXZongming Fei 肯塔基大学（ University of Kentucky） Randy J. Fortier 温莎大学
28、（ University of Windsor） Seyed H. Hosseini 威斯康星大学米尔沃基分校（ University of Wisconsin,Milwaukee） George Kesidis 宾夕法尼亚州立大学（Pennsylvania State University ） Amin Vahdat 加利福尼亚大学圣地亚哥分校（University of California, San Deigo ） Yannis Viniotis 北卡罗来纳州立大学（North Carolina State University ） Bin Wang 莱特州立大学（Wright Stat
29、e University） Vincent Wong 英属哥伦比亚大学（University of British Columbia ） Zhi-Li Zhang 明尼苏达大学（University of Minnesota ） Wenbing Zhao 克利夫兰州立大学（Cleveland State University ） 特别感谢 McGraw-Hill 出版公司的人员。 出版人 Raghu Srinivasan 证明了出版专家可以将不可能的事情变成可能。无论何时，只要有需要，策划编辑 Melinda Bilecki 都会给予帮助。在整个出版过程中，项目经理 Jane Mohr 一直以
30、极大的热情指导我们。我们还要感谢项目经理 Dheeraj Chahal、封面设计人 Brenda A. Rolwes 和文字编辑 Kathryn DiBernardo。 Forouzan 和Mosharraf 加利福尼亚，洛杉矶 目 录 Computer Networks: A Top-Down Approach 出版者的话 译者序 前言 第 1 章 概论1 1.1 Internet 概览1 1.1.1 网络1 1.1.2 交换3 1.1.3 Internet5 1.1.4 访问 Internet. 6 1.1.5 硬件和软件6 1.2 协议分层. 6 1.2.1 场景7 1.2.2 TCP/
31、IP 协议簇. 8 1.2.3 OSI 模型. 15 1.3 Internet 发展史16 1.3.1 早期历史16 1.3.2 Internet 的诞生. 16 1.3.3 今天的 Internet. 17 1.4 标准和管理. 18 1.4.1 Internet 标准. 18 1.4.2 Internet 管理. 19 1.5 章末资料. 20 推荐读物20 小结20 1.6 习题集. 21 测试题21 练习题21 思考题22 1.7 模拟实验. 23 Applets23 实验作业23 第 2 章 应用层. 24 2.1 介绍. 24 2.1.1 提供服务24 2.1.2 应用层模式26
32、2.2 客户-服务器模式. 28 2.2.1 应用程序接口28 2.2.2 使用传输层的服务. 30 2.3 标准客户- 服务器应用31 2.3.1 万维网和 HTTP32 2.3.2 FTP. 42 2.3.3 电子邮件45 2.3.4 TELNET. 55 2.3.5 安全 Shell. 57 2.3.6 域名系统58 2.4 对等模式. 66 2.4.1 P2P 网络. 66 2.4.2 分布式散列表68 2.4.3 Chord70 2.4.4 Pastry75 2.4.5 Kademlia. 79 2.4.6 一种流行的 P2P 网络：BitTorrent81 2.5 套接字接口编程.
33、 83 C 的套接字接口. 83 2.6 章末资料. 94 推荐读物94 小结95 2.7 习题集. 95 测试题95 练习题95 思考题97 2.8 模拟实验. 99 Applets99 实验作业99 2.9 编程作业. 99 第 3 章 传输层. 100 3.1 介绍. 100 传输层服务100 3.2 传输层协议. 110 XI3.2.1 简单协议111 3.2.2 停止-等待协议111 3.2.3 回退 N 帧协议115 3.2.4 选择性重复协议120 3.2.5 双向协议：捎带123 3.2.6 因特网传输层协议. 124 3.3 用户数据报协议. 125 3.3.1 用户数据报1
34、26 3.3.2 UDP 服务. 126 3.3.3 UDP 应用. 128 3.4 传输控制协议. 129 3.4.1 TCP 服务130 3.4.2 TCP 的特点131 3.4.3 段133 3.4.4 TCP 连接134 3.4.5 状态转换图139 3.4.6 TCP 中的窗口141 3.4.7 流量控制143 3.4.8 差错控制147 3.4.9 TCP 拥塞控制152 3.4.10 TCP 计时器159 3.4.11 选项162 3.5 章末资料. 162 推荐读物162 小结162 3.6 习题集. 163 测试题163 练习题163 思考题165 3.7 模拟实验. 169
35、 Applets169 实验作业169 3.8 编程作业. 169 第 4 章 网络层. 170 4.1 介绍. 170 4.1.1 网络层服务170 4.1.2 分组交换173 4.1.3 网络层性能177 4.1.4 网络层拥塞179 4.1.5 路由器的结构182 4.2 网络层协议. 183 4.2.1 IPv4 数据报格式184 4.2.2 IPv4 地址189 4.2.3 IP 分组的转发202 4.2.4 ICMPv4. 208 4.3 单播路由选择. 211 4.3.1 一般思想212 4.3.2 路由选择算法213 4.3.3 单播路由选择协议. 222 4.4 多播路由选择
36、. 237 4.4.1 介绍237 4.4.2 多播基础239 4.4.3 域内路由选择协议. 243 4.4.4 域间路由选择协议. 248 4.5 下一代 IP. 248 4.5.1 分组格式249 4.5.2 IPv6 寻址251 4.5.3 从 IPv4 到 IPv6 的过渡254 4.5.4 ICMPv6. 255 4.6 章末资料. 257 推荐读物257 小结257 4.7 习题集. 258 测试题258 练习题258 思考题260 4.8 模拟实验. 264 Applets264 实验作业264 4.9 编程作业. 264 第 5 章 数据链路层：有线网络. 265 5.1 介
37、绍. 265 5.1.1 结点和链路265 5.1.2 两类链路267 5.1.3 两个子层267 5.2 数据链路控制. 267 5.2.1 成帧267 5.2.2 流量控制和差错控制. 269 5.2.3 差错检测和纠错. 270 5.2.4 两种 DLC 协议. 280 5.3 多路访问协议. 285 5.3.1 随机访问285 XII 5.3.2 受控访问294 5.3.3 通道化296 5.4 链路层寻址. 296 5.5 有线局域网：以太网协议303 5.5.1 IEEE 项目 802304 5.5.2 标准以太网304 5.5.3 快速以太网（100 Mbps ）. 309 5.
38、5.4 千兆以太网310 5.5.5 10 千兆以太网. 310 5.5.6 虚拟局域网310 5.6 其他有线网络. 313 5.6.1 点对点网络313 5.6.2 SONET. 317 5.6.3 交换网络：ATM322 5.7 连接设备. 325 5.7.1 中继器或集线器325 5.7.2 链路层交换机326 5.7.3 路由器327 5.8 章末资料. 328 推荐读物328 小结328 5.9 习题集. 329 测试题329 练习题329 思考题331 5.10 模拟实验. 335 Applets335 实验作业335 5.11 编程作业. 335 第 6 章 无线网络和移动 I
39、P. 336 6.1 无线局域网. 336 6.1.1 介绍336 6.1.2 IEEE 802.11 项目. 339 6.1.3 蓝牙347 6.1.4 WiMAX352 6.2 其他无线网络. 353 6.2.1 通道化353 6.2.2 蜂窝电话358 6.2.3 卫星网络366 6.3 移动 IP. 369 6.3.1 寻址369 6.3.2 代理370 6.3.3 三个阶段371 6.3.4 移动 IP 的低效. 374 6.4 章末资料. 375 推荐读物375 小结376 6.5 习题集. 376 测试题376 练习题376 思考题377 6.6 模拟实验. 380 Applet
40、s380 实验作业380 6.7 编程作业. 380 第 7 章 物理层与传输介质381 7.1 数据和信号. 381 7.1.1 模拟数据与数字数据. 381 7.1.2 传输减损387 7.1.3 数据速率限制389 7.1.4 性能390 7.2 数字传输. 392 7.2.1 数字到数字转换. 392 7.2.2 模拟到数字转换. 397 7.3 模拟传输. 400 7.3.1 数字到模拟转换. 400 7.3.2 模拟到模拟转换. 404 7.4 带宽利用. 405 7.4.1 多路复用405 7.4.2 扩频410 7.5 传输介质. 412 7.5.1 有向介质412 7.5.2
41、 无向介质：无线. 416 7.6 章末资料. 417 推荐读物417 小结417 7.7 习题集. 418 测试题418 练习题418 思考题419 第 8 章 多媒体和服务质量423 8.1 压缩. 423 XIII8.1.1 无损压缩423 8.1.2 有损压缩431 8.2 多媒体数据. 435 8.2.1 文本435 8.2.2 图像435 8.2.3 视频438 8.2.4 音频439 8.3 因特网中的多媒体. 440 8.3.1 流式存储音频/ 视频. 440 8.3.2 流式实况音频/ 视频. 442 8.3.3 实时交互式音频/ 视频. 443 8.4 实时交互式协议. 4
42、47 8.4.1 新协议的基本原理. 448 8.4.2 RTP. 450 8.4.3 RTCP452 8.4.4 会话初始化协议454 8.4.5 H.323459 8.4.6 SCTP. 460 8.5 服务质量. 470 8.5.1 数据流量特征470 8.5.2 流量分类471 8.5.3 通过流量控制提高 QoS. 471 8.5.4 综合服务（IntServ ）. 475 8.5.5 区分服务（DiffServ）. 478 8.6 章末资料. 479 推荐读物479 小结480 8.7 习题集. 480 测试题480 练习题480 思考题482 8.8 模拟实验. 487 Appl
43、ets487 实验作业487 8.9 编程作业. 487 第 9 章 网络管理. 488 9.1 介绍. 488 9.1.1 配置管理489 9.1.2 故障管理490 9.1.3 性能管理490 9.1.4 安全管理491 9.1.5 计费管理491 9.2 SNMP491 9.2.1 管理器和代理491 9.2.2 管理组件492 9.2.3 概要493 9.2.4 SMI. 493 9.2.5 MIB. 497 9.2.6 SNMP. 499 9.3 ASN.1502 9.3.1 语言的基本要素. 503 9.3.2 数据类型503 9.3.3 编码505 9.4 章末资料. 505 推
44、荐读物505 小结506 9.5 习题集. 506 测试题506 练习题506 思考题507 第 10 章 网络安全508 10.1 介绍. 508 10.1.1 安全目标508 10.1.2 攻击509 10.1.3 服务和技术510 10.2 机密性. 511 10.2.1 对称密钥密码. 511 10.2.2 非对称密钥密码. 518 10.3 安全的其他方面. 522 10.3.1 消息完整性522 10.3.2 消息认证523 10.3.3 数字签名523 10.3.4 实体认证527 10.3.5 密钥管理529 10.4 Internet 安全533 10.4.1 应用层安全53
45、3 10.4.2 传输层安全540 10.4.3 网络层安全544 10.5 防火墙. 551 10.5.1 分组过滤防火墙. 552 10.5.2 代理防火墙552 10.6 章末资料. 553 XIV 推荐读物553 小结553 10.7 习题集. 554 测试题554 练习题554 思考题555 10.8 模拟实验. 558 Applets558 实验作业558 10.9 编程作业. 558 第 11 章 Java Socket 编程. 559 11.1 介绍. 559 11.1.1 地址和端口559 11.1.2 客户- 服务器模式. 562 11.2 UDP 编程563 11.2.1
46、 迭代方法563 11.2.2 并发方法571 11.3 TCP 编程. 573 11.3.1 迭代方法573 11.3.2 并发方法581 11.4 章末资料. 583 推荐读物583 小结583 11.5 习题集. 583 测试题583 练习题583 思考题584 11.6 编程作业. 585 附录 A Unicode. 586 附录 B 按位计数系统590 附录 C HTML、CSS 、XML 和 XSL. 595 附录 D 其他信息. 601 附录 E 8B/6T 编码. 603 参考文献. 605 第 1 章 Computer Networks: A Top-Down Approac
47、h 概 论 最大的计算机网络因特网（Internet ），拥有超过 10 亿的用户。利用有线和无线传输介质，Internet 连接了大大小小的计算机系统。它允许用户共享包括文本、图像、音频和视频在内的大量信息，允许用户之间相互发送消息。本书的主要目标就是探索这个庞大的系统。在本章，我们有两个目标。第一个目标是对作为一个互联网（网中网）的 Internet 进行概述，讨论 Internet 的组成部分。这个目标的部分内容为介绍协议分层和 TCP/IP 协议簇。换句话说，第一个目标是为本书的其他章节做准备。第二个目标是提供相关的信息，但是这些信息在学习其他章节时不是必需的。 y 1.1 节介绍局域
48、网（local area network ，LAN ）和广域网（wide area network ， WAN） ，给出这两种类型网络的主要定义。我们定义一个局域网和广域网相结合的互联网络互联网。我们将展示一个组织怎样利用广域网将它的局域网连接起来，从而创建一个私有的互联网。最后，我们介绍由主干、网络提供商和用户网络组成的 Internet，它是一个全球性的互联网络。 y 1.2 节我们利用协议分层（ protocol layering）的概念展示 Internet 怎样将任务分解成多个小任务。我们将讨论 5 层协议簇（ TCP/IP），介绍每层的任务和每层拥有的协议。我们还将讨论在这种模式下
49、的两个概念：封装/ 解封装（encapsulation/decapsulation ）和多路复用 /多路分解（ multiplexing/demultiplexing）。 y 1.3 节我们为感兴趣的读者介绍 Internet 的主要发展史。跳过这部分内容不会丧失本书的连续性。 y 1.4 节介绍 Internet 的管理、标准的制定和生命周期。这部分内容仅仅提供相关的信息，对理解本书其他章节内容不是必需的。 1.1 Internet 概览 尽管本书的目标是讨论 Internet，一个连接世界上数十亿计算机终端的系统，但是我们认为Internet 不是一个单一的网络，而是一个互联网络（internetwork ），多个网络的组合。所以，我们首先对网络进行定义，然后展示怎样连接多个网络来创建小型的互联网络。最后，我们介绍 Inte
