本書(shū)是解放軍陸軍工程大學(xué)(原解放軍理工大學(xué))優(yōu)秀教學(xué)成果,自1997年首次出版以來(lái),曾于2002、2007和2012年分別出版了修訂版。本次改版是在原有教材的基礎上,根據教學(xué)大綱的要求以及數據通信和計算機網(wǎng)絡(luò )的*新進(jìn)展,進(jìn)行了必要的調整、增補和修改,以適應當前教學(xué)的需要。 全書(shū)共12章。第1章是全書(shū)的概述。第2~4章較全面介紹數據通信基本知識、數據傳輸信道和數據傳輸技術(shù)。第5~9章重點(diǎn)介紹計算機網(wǎng)絡(luò )的物理層、數據鏈路層(含局域網(wǎng))、網(wǎng)絡(luò )層、傳輸層和應用層。第10章介紹因特網(wǎng)的多媒體應用服務(wù)。第11章介紹無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。第12章介紹網(wǎng)絡(luò )安全。各章均附有豐富的習題。附錄A是部分習題參考答案,附錄B是英文縮寫(xiě)詞。為了便于教學(xué)、本書(shū)還提供可修改的電子課件。 本書(shū)的特點(diǎn)是概念清楚,論述嚴謹,內容充實(shí),圖文并茂。全書(shū)將數據通信和計算機網(wǎng)絡(luò )兩門(mén)課程融為一體,用通俗的語(yǔ)言闡述數據通信與計算機網(wǎng)絡(luò )的基本概念和基本原理,同時(shí)也力求反映一些*新進(jìn)展。 本書(shū)可作為高等學(xué)校(含軍事院校)計算機、通信、自動(dòng)化、機電等工科專(zhuān)業(yè)教材,對工程技術(shù)人員也有參考價(jià)值。
楊心強,男,原解放軍理工大學(xué)(現陸軍工程大學(xué))指揮自動(dòng)化學(xué)院副教授,擔任《計算機導論》、《計算機組成原理》、《計算機體系結構》、《計算機組成與匯編語(yǔ)言》、《分布式系統》、《指揮自動(dòng)化系統》、《指揮所系統與設備》等課程的主講教師。
第1章 概述 1
1.1 數據通信概述 1
1.2 數據通信系統 2
1.2.1 數據通信系統的模型 2
1.2.2 數據通信系統的組成 3
1.2.3 數據通信系統的分類(lèi) 4
1.2.4 數據通信系統的主要性能指標 4
1.3 數據通信網(wǎng)絡(luò ) 6
1.4 計算機網(wǎng)絡(luò )概述 7
1.4.1 計算機網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展過(guò)程 7
1.4.2 因特網(wǎng)的組成 10
1.4.3 計算機網(wǎng)絡(luò )的定義及類(lèi)別 12
1.4.4 計算機網(wǎng)絡(luò )的功能及應用 13
1.4.5 計算機網(wǎng)絡(luò )的性能指標 14
1.5 計算機網(wǎng)絡(luò )的體系結構和模型 17
1.5.1 層次型的體系結構 17
1.5.2 計算機網(wǎng)絡(luò )的模型 19
1.5.3 若干重要概念 22
1.6 標準及其制定機構 26
1.6.1 標準 26
1.6.2 標準制定機構 26
1.7 發(fā)展趨勢 28
1.7.1 泛在網(wǎng)絡(luò )和泛在計算 28
1.7.2 新信息服務(wù)和信息工具 30
1.7.3 云計算和大數據 31
1.7.4 下一代網(wǎng)絡(luò ) 32
1.7.5 網(wǎng)絡(luò )融合 33
習題1 33
第2章 數據通信基礎知識 36
2.1 消息和信息、數據和信號 36
2.1.1 消息和信息 36
2.1.2 信號 37
2.1.3 數據 39
2.2 傳輸方式和傳輸速率 40
2.2.1 傳輸方式 40
2.2.2 傳輸速率 42
2.2.3 頻帶利用率 43
2.3 傳輸損傷和傳輸質(zhì)量 44
2.3.1 傳輸損傷 44
2.3.2 傳輸質(zhì)量 44
2.4 通信編碼 48
習題2 50
第3章 數據傳輸信道 51
3.1 信道概述 51
3.1.1 信道概述 51
3.1.2 信道容量的計算 52
3.2 傳輸介質(zhì) 54
3.2.1 導引型傳輸介質(zhì) 54
3.2.2 非導引型傳輸介質(zhì) 59
習題3 66
第4章 數據傳輸技術(shù) 68
4.1 模擬信號數字化傳輸技術(shù) 68
4.1.1 模擬信號的抽樣 68
4.1.2 抽樣模擬信號的量化 70
4.1.3 脈沖編碼調制(PCM) 71
4.1.4 差分脈沖編碼調制(DPCM) 73
4.1.5 自適應差分脈沖編碼調制
(ADPCM) 73
4.2 數字基帶傳輸技術(shù) 73
4.2.1 基帶傳輸對信號的要求 74
4.2.2 基帶信號的波形及其傳輸碼型 74
4.3 數字頻帶傳輸技術(shù) 78
4.3.1 基本數字調制技術(shù) 79
4.3.2 正交幅度調制 87
4.3.3 幅相混合調制 87
4.3.4 正交頻分復用調制 89
4.4 信道訪(fǎng)問(wèn)技術(shù) 89
4.4.1 輪詢(xún)訪(fǎng)問(wèn)技術(shù) 90
4.4.2 爭用訪(fǎng)問(wèn)技術(shù) 91
4.5 信道復用技術(shù) 94
4.5.1 頻分復用 94
4.5.2 波分復用 95
4.5.3 時(shí)分復用 97
4.5.4 碼分復用 99
4.6 同步控制技術(shù) 101
4.6.1 載波同步 101
4.6.2 位同步 102
4.6.3 群同步 103
4.6.4 網(wǎng)同步 104
4.7 數據交換技術(shù) 107
4.7.1 電路交換 107
4.7.2 報文交換 108
4.7.3 分組交換 108
4.8 差錯控制技術(shù) 110
4.8.1 差錯控制概述 110
4.8.2 差錯檢測 112
4.8.3 差錯糾正 116
習題4 117
第5章 物理層 120
5.1 物理層概述 120
5.2 物理層接口特性 120
5.2.1 機械特性 121
5.2.2 電氣特性 121
5.2.3 功能特性 122
5.2.4 規程特性 123
5.3 物理層的常用標準 124
5.3.1 EIA RS-232 124
5.3.2 EIA RS-449 127
5.3.3 RJ-45 128
5.4 數字傳輸系統 129
5.5 寬帶接入技術(shù) 132
5.5.1 基于五/六類(lèi)線(xiàn)的以太網(wǎng)接入技術(shù) 132
5.5.2 基于銅線(xiàn)的 xDSL技術(shù) 132
5.5.3 基于混合光纖/同軸電纜的
接入技術(shù) 134
5.5.4 光纖接入技術(shù) 136
習題5 137
第6章 數據鏈路層 138
6.1 數據鏈路層概述 138
6.2 點(diǎn)對點(diǎn)信道的3個(gè)基本問(wèn)題 139
6.2.1 幀定界 139
6.2.2 透明傳輸 141
6.2.3 差錯檢測 142
6.3 點(diǎn)對點(diǎn)信道的數據鏈路層協(xié)議 142
6.3.1 PPP 和 PPPoE協(xié)議 142
6.3.2 PPP和PPPoE協(xié)議的幀格式 143
6.3.3 PPP 協(xié)議的狀態(tài)圖 144
6.4 廣播信道的數據鏈路層 145
6.4.1 局域網(wǎng)概述 145
6.4.2 局域網(wǎng)的體系結構 147
6.4.3 IEEE 802 標準 148
6.5 使用廣播信道的以太網(wǎng) 148
6.5.1 以太網(wǎng)概述 148
6.5.2 以太網(wǎng)的MAC子層 150
6.5.3 CSMA/CD協(xié)議 151
6.5.4 以太網(wǎng)的信道利用率 153
6.6 擴展的以太網(wǎng) 154
6.6.1 在物理層擴展以太網(wǎng) 155
6.6.2 在數據鏈路層擴展以太網(wǎng) 156
6.7 高速以太網(wǎng) 160
6.7.1 100Base-T以太網(wǎng) 160
6.7.2 吉比特以太網(wǎng) 160
6.7.3 10吉比特以太網(wǎng) 161
6.7.4 40/100吉比特以太網(wǎng) 162
習題6 162
第7章 網(wǎng)絡(luò )層 165
7.1 網(wǎng)絡(luò )層概述 165
7.1.1 虛擬互連網(wǎng)絡(luò ) 165
7.1.2 網(wǎng)絡(luò )層提供的服務(wù) 166
7.2 網(wǎng)際協(xié)議IPV4 168
7.2.1 分類(lèi)的IP地址 168
7.2.2 劃分子網(wǎng) 171
7.2.3 無(wú)分類(lèi)編址 174
7.2.4 地址解釋和地址轉換 176
7.2.5 IP數據報的格式 181
7.2.6 IP層的分組轉發(fā)機制 185
7.3 因特網(wǎng)的路由選擇協(xié)議 189
7.3.1 路由選擇協(xié)議概述 189
7.3.2 內部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 191
7.3.3 外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 197
7.3.4 路由選擇的關(guān)鍵部件――路由器 198
7.4 網(wǎng)際控制報文協(xié)議ICMPV4 199
7.5 多協(xié)議標記交換MPLS 202
7.5.1 MPLS概述 202
7.5.2 MPLS的基本原理 203
7.5.3 MPLS的首部和格式 206
7.6 IP多播及其協(xié)議 207
7.6.1 IP多播概述 207
7.6.2 局域網(wǎng)IP多播 208
7.6.3 因特網(wǎng)IP多播協(xié)議 209
7.7 移動(dòng)IP及其協(xié)議 211
7.7.1 移動(dòng)IP概述 211
7.7.2 移動(dòng)IP的基本原理 212
7.7.3 移動(dòng)IP的幾個(gè)問(wèn)題 214
7.8 下一代因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )層協(xié)議 215
7.8.1 網(wǎng)際協(xié)議IPv6 215
7.8.2 網(wǎng)際控制報文協(xié)議 ICMPv6 223
7.8.3 移動(dòng)IPv6 224
習題7 225
第8章 傳輸層 230
8.1 傳輸層概述 230
8.1.1 傳輸層的基本功能 230
8.1.2 傳輸層的協(xié)議 231
8.1.3 傳輸層的服務(wù) 232
8.1.4 傳輸層的端口 232
8.2 用戶(hù)數據報協(xié)議UDP 234
8.2.1 UDP概述 234
8.2.2 UDP報文的格式 234
8.3 傳輸控制協(xié)議TCP 236
8.3.1 TCP概述 236
8.3.2 TCP報文段的格式 237
8.3.3 TCP傳輸控制 239
8.3.4 TCP擁塞控制 249
8.3.5 TCP連接管理 255
習題8 260
第9章 應用層 264
9.1 應用層概述 264
9.2 域名系統 265
9.2.1 概述 265
9.2.2 因特網(wǎng)的域名結構 266
9.2.3 域名服務(wù)器 268
9.2.4 域名解析 269
9.3 萬(wàn)維網(wǎng) 271
9.3.1 概述 271
9.3.2 統一資源定位符 URL 272
9.3.3 超文本傳送協(xié)議HTTP 273
9.3.4 超文本標記語(yǔ)言HTML 277
9.3.5 萬(wàn)維網(wǎng)的文檔 279
9.3.6 萬(wàn)維網(wǎng)的信息檢索 281
9.3.7 博客、微博和輕博 282
9.3.8 社交網(wǎng)站 283
9.4 電子郵件 285
9.4.1 概述 285
9.4.2 電子郵件的格式 286
9.4.3 簡(jiǎn)單郵件傳送協(xié)議SMTP 287
9.4.4 郵件讀取協(xié)議POP3和IMAP4 289
9.4.5 通用因特網(wǎng)郵件擴充協(xié)議MIME 289
9.4.6 基于萬(wàn)維網(wǎng)的電子郵件 292
9.5 動(dòng)態(tài)主機配置協(xié)議DHCP 292
9.6 應用進(jìn)程間的通信 294
9.6.1 系統調用 294
9.6.2 應用編程接口 295
習題9 296
第10章 因特網(wǎng)的多媒體應用服務(wù) 298
10.1 多媒體應用服務(wù)概述 298
10.1.1 多媒體信息的傳輸特性 298
10.1.2 音頻/視頻服務(wù)的分類(lèi) 300
10.1.3 音頻/視頻信號的數字化和壓縮 300
10.2 流式存儲音頻/視頻 302
10.2.1 具有元文件的萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器 302
10.2.2 媒體服務(wù)器 303
10.2.3 實(shí)時(shí)流式協(xié)議RTSP 304
10.3 實(shí)時(shí)交互音頻/視頻 305
10.3.1 IP電話(huà)的基本原理 305
10.3.2 IP電話(huà)的關(guān)鍵技術(shù) 306
10.3.3 IP 電話(huà)的信令標準 307
10.3.4 實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP 310
10.3.5 實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議RTCP 312
10.4 服務(wù)質(zhì)量的改進(jìn) 314
10.4.1 服務(wù)質(zhì)量概述 314
10.4.2 改進(jìn)服務(wù)質(zhì)量的幾種機制 314
10.4.3 綜合服務(wù) 317
10.4.4 區分服務(wù) 319
10.5 P2P的流媒體應用服務(wù) 321
10.5.1 P2P流媒體應用服務(wù)概述 321
10.5.2 使用P2P的幾種應用軟件 322
10.5.3 P2P分發(fā)文件的分析 324
習題10 325
第11章 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ) 327
11.1 無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng) 327
11.1.1 無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)概述 327
11.1.2 802.11 局域網(wǎng)物理層 330
11.1.3 802.11局域網(wǎng)的MAC層協(xié)議 331
11.1.4 802.11局域網(wǎng)的MAC幀 336
11.1.5 802.11 提供的服務(wù) 337
11.2 無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng) 338
11.2.1 藍牙技術(shù) 338
11.2.2 低速無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng) 339
11.2.3 高速無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng) 342
11.3 無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng) 343
11.3.1 無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)概述 343
11.3.2 IEEE 802.16標準 344
11.4 其他無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ) 346
11.4.1 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng) 346
11.4.2 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng) 347
11.5 蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng) 349
11.5.1 蜂窩移動(dòng)通信概述 349
11.5.2 蜂窩移動(dòng)通信系統 350
11.5.3 移動(dòng)用戶(hù)在蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)中的
漫游通信 353
11.5.4 無(wú)線(xiàn)應用協(xié)議WAP 355
習題11 357
第12章 計算機網(wǎng)絡(luò )的管理和安全 359
12.1 計算機網(wǎng)絡(luò )的管理 359
12.1.1 網(wǎng)絡(luò )管理概述 359
12.1.2 網(wǎng)絡(luò )管理的一般模型 359
12.1.3 網(wǎng)絡(luò )管理的體系結構 360
12.1.4 ISO的網(wǎng)絡(luò )管理功能 361
12.2 簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò )管理協(xié)議SNMP 362
12.2.1 管理信息結構 363
12.2.2 管理信息庫 365
12.2.3 SNMP報文和協(xié)議數據單元 366
12.3 計算機網(wǎng)絡(luò )的安全 368
12.3.1 計算機網(wǎng)絡(luò )面臨的安全威脅 368
12.3.2 計算機網(wǎng)絡(luò )的安全性需求 369
12.4 加密模型和密碼體制 370
12.4.1 數據加密通信的模型 370
12.4.2 對稱(chēng)密鑰密碼體制 371
12.4.3 公開(kāi)密鑰密碼體制 373
12.5 網(wǎng)絡(luò )安全策略 374
12.5.1 密鑰分配 374
12.5.2 鑒別 376
12.5.3 數字簽名 378
12.5.4 防火墻與入侵檢測 379
12.6 因特網(wǎng)的安全協(xié)議 382
12.6.1 網(wǎng)絡(luò )層安全協(xié)議 382
12.6.2 傳輸層安全協(xié)議 385
12.6.3 應用層安全協(xié)議 387
習題12 389
附錄A 部分習題參考答案 391
附錄B 英文縮寫(xiě)詞 407
參考文獻 417