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计算机网络(第7版):完整内容与章节目录

计算机网络(第7版):完整内容与章节目录

Computer Network 7th Edition: Complete Guide and Table of Contents

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《计算机网络(第7版)》系统介绍计算机网络的发展历程、基本原理、体系结构以及互联网中的核心协议和技术,内容涵盖物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层、网络安全、互联网音视频服务以及无线与移动网络。

本书自1989年首次出版以来,分别于1994年、1999年、2003年、2008年和2013年进行修订。各版本在保留计算机网络基本理论和核心概念的基础上,不断吸收网络技术的发展成果。

2008年出版的第5版获得教育部2009年普通高等教育精品教材称号;2013年出版的第6版入选“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。当前第7版在第6版基础上进行了进一步修订和完善。

全书共9章,从计算机网络和互联网的基本概念开始,逐步介绍物理层的数据通信、数据链路层与以太网、网络层的IP与路由、传输层的UDP和TCP、应用层协议、网络安全、互联网多媒体服务,以及无线和移动网络。

本书主要面向电气信息类、计算机科学与技术等相关专业的本科生和研究生,也可作为从事计算机网络相关工作的工程技术人员的技术参考资料。

📘 图书概览
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第7版围绕计算机网络的核心概念和主要技术展开,覆盖以下内容:

  • 计算机网络在信息时代中的作用与发展
  • 互联网体系结构与标准化
  • 物理层、数据通信和传输介质
  • 数据链路协议与以太网
  • IP地址、子网划分、CIDR、IPv6、VPN、NAT和MPLS
  • UDP与TCP等传输层协议
  • DNS、HTTP、FTP、电子邮件、DHCP、SNMP和P2P等应用层技术
  • 密码系统、数字签名、身份认证和网络安全协议
  • 防火墙与入侵检测系统
  • 互联网音视频服务和实时通信
  • QoS、IntServ、RSVP和DiffServ
  • WLAN、WPAN、WMAN以及蜂窝移动通信网络

每章均配有“本章重要概念”和练习题。附录A提供部分习题的答案和提示,附录B整理英文缩略语,附录C提供参考文献和相关网站。

核心技术体系
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本书在强调网络基础原理的同时,也介绍对互联网发展具有重要影响的网络技术。

全书的重要主线之一,是理解协议、分层、服务和网络体系结构之间的关系。内容从底层的数据传输机制逐步延伸到高层应用,使读者能够从整体上理解数据如何在互联网络中传输。

TCP/IP体系结构也是全书的重要基础。通过对网络分层和协议协作机制的学习,可以进一步理解实际网络系统的组成方式以及端到端通信过程。

👨‍🏫 作者简介
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谢希仁教授是中国人民解放军理工大学指挥自动化学院教授、博士生导师。

他的主要研究和工程实践长期集中于计算机网络与通信领域。

1986年,他完成总参谋部通信部局域网办公系统项目;1987年在《电子学报》发表《分组语音通信的新进展》,介绍分组数据通信技术。1991年完成国家自然科学基金项目“分组交换语音与数据通信系统”。

1999年,他完成我国第一个军用卫星通信系统网络管理中心以及“金桥网络管理技术”项目。

上述研究项目曾获得国家级、军队级和部级奖励。

谢希仁教授长期负责《计算机网络》系列教材的编写,目前已出版第1版至第7版,总印数超过400万册。此外,他还翻译了2部网络相关著作,并主持翻译了14部其他著作。

🧭 目录结构
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第7版共分9章,按照从网络基础、物理传输到协议、应用、安全、多媒体和无线网络的顺序展开。

第1章 概述
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1.1 计算机网络在信息时代中的作用

1.2 互联网概述

  • 1.2.1 网络的网络
  • 1.2.2 互联网基础设施发展的三个阶段
  • 1.2.3 互联网的标准化

1.3 互联网的组成

  • 1.3.1 互联网的边缘部分
  • 1.3.2 互联网的核心部分

1.4 我国计算机网络的发展

1.5 计算机网络的类别

  • 1.5.1 计算机网络的定义
  • 1.5.2 计算机网络的类别

1.6 计算机网络的性能

  • 1.6.1 计算机网络的性能指标
  • 1.6.2 计算机网络的非性能特征

1.7 计算机网络的体系结构

  • 1.7.1 计算机网络体系结构的形成
  • 1.7.2 协议与分层
  • 1.7.3 五层协议的体系结构
  • 1.7.4 实体、协议、服务和服务访问点
  • 1.7.5 TCP/IP体系结构

本章重要概念

练习

第2章 物理层
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2.1 物理层的基本概念

2.2 数据通信的基础知识

  • 2.2.1 数据通信系统的模型
  • 2.2.2 有关信道的基本概念
  • 2.2.3 信道的极限容量

2.3 物理层下面的传输媒体

  • 2.3.1 导引型传输媒体
  • 2.3.2 非导引型传输媒体

2.4 信道复用技术

  • 2.4.1 频分复用、时分复用和统计时分复用
  • 2.4.2 波分复用
  • 2.4.3 码分复用

2.5 数字传输系统

2.6 宽带接入技术

  • 2.6.1 ADSL技术
  • 2.6.2 混合光纤同轴网(HFC网)
  • 2.6.3 FTTx技术

本章重要概念

练习

第3章 数据链路层
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3.1 使用点对点信道的数据链路层

  • 3.1.1 数据链路和帧
  • 3.1.2 三个基本问题

3.2 点对点协议PPP

  • 3.2.1 PPP协议的特点
  • 3.2.2 PPP协议的帧格式
  • 3.2.3 PPP协议的工作状态

3.3 使用广播信道的数据链路层

  • 3.3.1 局域网的数据链路层
  • 3.3.2 CSMA/CD协议
  • 3.3.3 使用集线器的星形拓扑
  • 3.3.4 以太网的信道利用率
  • 3.3.5 以太网的MAC层

3.4 扩展的以太网

  • 3.4.1 在物理层扩展以太网
  • 3.4.2 在数据链路层扩展以太网
  • 3.4.3 虚拟局域网VLAN

3.5 高速以太网

  • 3.5.1 100BASE-T以太网
  • 3.5.2 吉比特以太网
  • 3.5.3 10吉比特以太网(10GE)及更高速以太网
  • 3.5.4 使用以太网进行宽带接入

本章重要概念

练习

第4章 网络层
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4.1 网络层提供的两种服务

4.2 网际协议IP

  • 4.2.1 虚拟互联网络
  • 4.2.2 分类的IP地址
  • 4.2.3 IP地址与硬件地址
  • 4.2.4 地址解析协议ARP
  • 4.2.5 IP数据报的格式
  • 4.2.6 IP数据报的转发过程

4.3 划分子网和构造超网

  • 4.3.1 划分子网
  • 4.3.2 使用子网时的分组转发
  • 4.3.3 无分类编址CIDR

4.4 网际控制报文协议ICMP

  • 4.4.1 ICMP报文的种类
  • 4.4.2 ICMP的应用举例

4.5 互联网的路由选择协议

  • 4.5.1 有关路由选择协议的基本概念
  • 4.5.2 内部网关协议RIP
  • 4.5.3 内部网关协议OSPF
  • 4.5.4 外部网关协议BGP
  • 4.5.5 路由器的构成

4.6 IPv6

  • 4.6.1 IPv6的基本首部
  • 4.6.2 IPv6的地址
  • 4.6.3 从IPv4向IPv6过渡
  • 4.6.4 ICMPv6

4.7 IP多播

  • 4.7.1 IP多播的基本概念
  • 4.7.2 局域网上的硬件多播
  • 4.7.3 网际组管理协议IGMP和多播路由选择协议

4.8 虚拟专用网VPN和网络地址转换NAT

  • 4.8.1 虚拟专用网VPN
  • 4.8.2 网络地址转换NAT

4.9 多协议标记交换MPLS

  • 4.9.1 MPLS的工作原理
  • 4.9.2 MPLS首部的位置和格式

本章重要概念

练习

第5章 传输层
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5.1 传输层协议概述

  • 5.1.1 进程之间的通信
  • 5.1.2 传输层的两个主要协议
  • 5.1.3 传输层的端口

5.2 用户数据报协议UDP

  • 5.2.1 UDP概述
  • 5.2.2 UDP的首部格式

5.3 传输控制协议TCP概述

  • 5.3.1 TCP的主要特点
  • 5.3.2 TCP的连接

5.4 可靠传输的原理

  • 5.4.1 停止等待协议
  • 5.4.2 连续ARQ协议

5.5 TCP报文段的首部格式

5.6 TCP可靠传输的实现

  • 5.6.1 以字节为单位的滑动窗口
  • 5.6.2 超时重传时间的选择
  • 5.6.3 选择确认SACK

5.7 TCP的流量控制

  • 5.7.1 利用滑动窗口实现流量控制
  • 5.7.2 TCP的传输效率

5.8 TCP的拥塞控制

  • 5.8.1 拥塞控制的一般原理
  • 5.8.2 TCP的拥塞控制方法
  • 5.8.3 主动队列管理AQM

5.9 TCP的运输连接管理

  • 5.9.1 TCP连接的建立
  • 5.9.2 TCP连接的释放
  • 5.9.3 TCP的有限状态机

本章重要概念

练习

第6章 应用层
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6.1 域名系统DNS

  • 6.1.1 域名系统概述
  • 6.1.2 互联网的域名结构
  • 6.1.3 域名服务器

6.2 文件传送协议

  • 6.2.1 FTP概述
  • 6.2.2 FTP的基本工作原理
  • 6.2.3 简单文件传送协议TFTP

6.3 远程终端协议TELNET

6.4 万维网WWW

  • 6.4.1 万维网概述
  • 6.4.2 统一资源定位符URL
  • 6.4.3 超文本传送协议HTTP
  • 6.4.4 万维网文档
  • 6.4.5 万维网的信息检索系统
  • 6.4.6 博客和微博
  • 6.4.7 社交网络

6.5 电子邮件

  • 6.5.1 电子邮件概述
  • 6.5.2 简单邮件传送协议SMTP
  • 6.5.3 电子邮件的信息格式
  • 6.5.4 邮件读取协议POP3和IMAP
  • 6.5.5 基于万维网的电子邮件
  • 6.5.6 多用途互联网邮件扩充MIME

6.6 动态主机配置协议DHCP

6.7 简单网络管理协议SNMP

  • 6.7.1 网络管理的基本概念
  • 6.7.2 管理信息结构SMI
  • 6.7.3 管理信息库MIB
  • 6.7.4 SNMP的协议数据单元和报文

6.8 网络应用进程之间的通信

  • 6.8.1 系统调用和应用编程接口API
  • 6.8.2 几种常用的系统调用

6.9 对等连接P2P应用

  • 6.9.1 具有集中目录服务器的P2P工作方式
  • 6.9.2 完全分布式的P2P文件共享程序
  • 6.9.3 P2P文件分发的分析
  • 6.9.4 在P2P对等方中搜索对象

本章重要概念

练习

第7章 网络安全
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7.1 网络安全问题概述

  • 7.1.1 计算机网络面临的安全威胁
  • 7.1.2 安全的计算机网络
  • 7.1.3 数据加密模型

7.2 两类密码体制

  • 7.2.1 对称密钥密码体制
  • 7.2.2 公钥密码体制

7.3 数字签名

7.4 鉴别

  • 7.4.1 报文鉴别
  • 7.4.2 实体鉴别

7.5 密钥分配

  • 7.5.1 对称密钥的分配
  • 7.5.2 公钥的分配

7.6 互联网使用的安全协议

  • 7.6.1 网络层安全协议
  • 7.6.2 运输层安全协议
  • 7.6.3 应用层安全协议

7.7 系统安全:防火墙与入侵检测

  • 7.7.1 防火墙
  • 7.7.2 入侵检测系统IDS

7.8 未来的发展方向

本章重要概念

练习

第8章 互联网的音频/视频服务
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8.1 概述

8.2 流式存储音频/视频

  • 8.2.1 带元文件的Web服务器
  • 8.2.2 媒体服务器
  • 8.2.3 实时流式协议RTSP

8.3 交互式音频/视频

  • 8.3.1 IP电话概述
  • 8.3.2 IP电话所需要的应用层协议
  • 8.3.3 实时传送协议RTP
  • 8.3.4 实时传送控制协议RTCP
  • 8.3.5 H.323
  • 8.3.6 会话发起协议SIP

8.4 改进“尽最大努力交付”服务

  • 8.4.1 让互联网提供服务质量QoS
  • 8.4.2 调度和管制机制
  • 8.4.3 综合服务IntServ和资源预留协议RSVP
  • 8.4.4 区分服务DiffServ

本章重要概念

练习

第9章 无线网络和移动网络
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9.1 无线局域网WLAN

  • 9.1.1 无线局域网的组成
  • 9.1.2 802.11局域网的物理层
  • 9.1.3 802.11局域网的MAC层协议
  • 9.1.4 802.11局域网的MAC帧

9.2 无线个人区域网WPAN

9.3 无线城域网WMAN

9.4 蜂窝移动通信网络

  • 9.4.1 蜂窝无线通信技术简介
  • 9.4.2 移动IP
  • 9.4.3 蜂窝移动网络中对移动用户的路由
  • 9.4.4 GSM中的切换
  • 9.4.5 无线网络对高层协议的影响

9.5 两种不同的无线互联网接入方式

本章重要概念

练习

📚 附录
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附录A — 部分习题的答案和提示
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附录A提供全书部分习题的答案与解题提示,可用于复习和验证对网络基础概念、协议机制以及相关计算问题的理解。

附录B — 英文缩略语
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附录B整理全书使用的主要英文网络技术缩略语,便于快速查阅协议、技术和网络术语。

附录C — 参考文献和网站
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附录C提供与计算机网络相关的参考文献和网站资源,为进一步学习和研究提供资料。

🔍 第7版的核心知识体系
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从整体结构来看,《计算机网络(第7版)》按照从底层通信到高层应用的方式构建完整的网络知识体系。

核心知识链条可以概括为:

物理层
   ↓
数据链路层
   ↓
网络层
   ↓
传输层
   ↓
应用层
   ↓
网络安全
   ↓
互联网多媒体通信
   ↓
无线与移动网络

这种组织方式既体现了计算机网络的分层思想,也将不同协议和技术之间的关系串联起来。

前几个章节主要建立网络基础,包括数据通信、帧、以太网、IP地址、路由、IP转发以及可靠传输。后续章节则进一步介绍应用层协议、网络安全、实时媒体传输、服务质量、无线局域网和移动通信。

对于开发人员和网络工程师而言,TCP/IP体系结构、以太网、IP转发、CIDR、路由协议、IPv6、TCP可靠传输、TCP拥塞控制、DNS、HTTP、API、网络安全和无线网络等内容具有较高的实践价值。

对于计算机网络学习者而言,分层结构则提供了一种清晰的学习框架,使不同协议能够被放在统一的体系结构中理解。

🧩 现代网络技术的基础
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尽管网络技术持续演进,但本书所涉及的基础抽象对于理解现代分布式系统仍然具有重要价值。

应用程序仍然依赖传输层提供的通信语义;传输协议仍然运行在网络层提供的分组转发能力之上;网络层通信仍然依赖数据链路层和物理层提供的连接与传输能力;安全机制则需要跨越不同网络层次,实现身份认证、机密性、完整性和可用性。

因此,理解这些层次之间的关系,比单纯记忆某个协议的字段格式更重要。

《计算机网络(第7版)》不仅可以作为传统计算机网络课程的教材,也能够帮助读者建立理解现代互联网和分布式系统所需的基础知识体系。

对于从事分布式系统、云基础设施、后端服务、网络编程、网络安全或无线系统开发的工程师而言,这些网络基础知识仍然直接对应大量真实世界的工程问题。

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