计算机网络创新教程

前言
 
第1章  计算机网络和协议  1
   1.1  计算机网络在当今社会的作用  1
   1.2  认识网络  2
1.2.1  网络和互联网  2
1.2.2  的互联网—因特网  3
1.2.3  企业组建的互联网  4
1.2.4  家庭组建的互联网  5
   1.3  理解TCP/IP协议  7
1.3.1  理解协议  7
1.3.2  计算机通信协议  9
1.3.3  TCP/IP协议各层的功能  11
1.3.4  封装和解封  12
   1.4  理解OSI参考模型  13
1.4.1  OSI参考模型和TCP/IP协议的关系  13
1.4.2  计算机通信分层的优点  15
   1.5  OSI参考模型学以致用  17
1.5.1  学以致用—表示层  17
1.5.2  学以致用—安装抓包工具并查看数据包内容  19
1.5.3  学以致用—传输层连接  21
1.5.4  学以致用—用分层的思想考虑问题  23
1.5.5  学以致用—OSI参考模型与排错  23
   1.6  计算机网络的性能指标  25
1.6.1  速率  25
1.6.2  带宽  27
1.6.3  吞吐量  28
1.6.4  时延  29
1.6.5  时延带宽积  31
1.6.6  往返时间  32
1.6.7  利用率  32
   1.7  网络分类  33
1.7.1  按网络的范围进行分类  33
1.7.2  按网络的使用者进行分类  33
   1.8  企业局域网设计  34
1.8.1  二层结构的局域网  34
1.8.2  三层结构的局域网  35
   习题1  35
第2章  物理层  37
   2.1  物理层的基本概念  38
   2.2  数据通信基础  38
2.2.1  数据通信模型  38
2.2.2  数据通信中的常用术语  39
2.2.3  模拟信号和数字信号  40
2.2.4  模数转换  42
   2.3  信道和调制  43
2.3.1  信道  43
2.3.2  单工、半双工及全双工通信  44
2.3.3  调制  44
2.3.4  信道极限容量  45
   2.4  传输媒体  48
2.4.1  导向传输媒体  48
2.4.2  非导向传输媒体  52
   2.5  信道复用技术  55
2.5.1  频分复用  56
2.5.2  时分复用  57
2.5.3  波分复用  58
2.5.4  码分复用  59
   2.6  宽带接入技术  61
2.6.1  铜线接入技术  61
2.6.2  HFC技术  64
2.6.3  光纤接入技术  65
2.6.4  移动互联网接入技术  65
   习题2  67
第3章  管理华为设备  69
   3.1  VRP简介  69
   3.2  介绍eNSP  70
3.2.1  安装eNSP  71
3.2.2  华为设备型号  71
   3.3  VRP命令行  73
3.3.1  命令行的基本概念  73
3.3.2  命令行的使用方法  76
   3.4  登录设备  78
3.4.1  用户界面配置  79
3.4.2  通过Console口登录设备  81
3.4.3  通过Telnet登录设备  83
   3.5  基本配置  84
3.5.1  配置设备名称  85
3.5.2  配置设备IP地址  85
   3.6  配置文件的管理  86
3.6.1  华为设备配置文件  86
3.6.2  保存当前配置  86
3.6.3  设置下一次启动加载的配置文件  88
3.6.4  文件管理  89
   习题3  91
第4章  数据链路层  94
   4.1  数据链路层的概念和三个基本问题  95
4.1.1  数据链路和帧  95
4.1.2  数据链路层的三个基本问题  96
   4.2  点到点信道的数据链路  100
4.2.1  PPP原理  101
4.2.2  PPP基本工作流程  103
4.2.3  配置PPP协议：PAP身份验证模式  106
4.2.4  配置PPP协议：CHAP身份验证模式  107
4.2.5  通过抓包观察PPP的工作过程  108
4.2.6  PPP帧填充方式  111
   4.3  广播信道的数据链路  112
4.3.1  广播信道的局域网  112
4.3.2  以太网标准  113
4.3.3  CSMA/CD协议  114
4.3.4  以太网短帧  115
4.3.5  冲突解决方法—退避算法  116
4.3.6  以太网帧格式  117
4.3.7  以太网信道利用率  121
4.3.8  网卡的作用  122
4.3.9  MAC地址  123
4.3.10  实战：查看和更改MAC地址  125
   4.4  扩展以太网  126
4.4.1  集线器  127
4.4.2  计算机数量和距离上的扩展  127
4.4.3  使用网桥优化以太网  129
4.4.4  网桥自动构建MAC地址表  130
4.4.5  多接口网桥—交换机  132
4.4.6  查看交换机MAC地址表  134
4.4.7  生成树协议  135
   4.5  高速以太网  138
4.5.1  100M以太网  138
4.5.2  吉比特以太网  139
4.5.3  10吉比特以太网  141
   习题4  142
第5章  IP地址和子网划分  144
   5.1  学习IP地址预备知识  144
5.1.1  二进制和十进制  145
5.1.2  二进制数的规律  146
   5.2  理解IP地址  146
5.2.1  MAC地址和IP地址  147
5.2.2  IP地址的组成  147
5.2.3  IP地址格式  148
5.2.4  子网掩码的作用  149
5.2.5  子网掩码另一种表示方法  152
   5.3  IP地址详解  152
5.3.1  IP地址分类  152
5.3.2  特殊的IP地址  154
   5.4  公网地址和私网地址  156
5.4.1  公网地址  156
5.4.2  私网地址  157
   5.5  子网划分  157
5.5.1  子网划分的目的  157
5.5.2  等长子网划分  158
5.5.3  等长子网划分示例  161
   5.6  变长子网划分  162
5.6.1  变长子网划分示例  162
5.6.2  点到点网络的网络掩码  163
5.6.3  判断IP地址所属的网段  164
5.6.4  子网划分需要注意的几个问题  165
   5.7  使用超网合并网段  165
5.7.1  合并网段  166
5.7.2  合并网段的规律  167
5.7.3  判断一个网段是超网还是子网  169
   习题5  169
第6章  静态路由和动态路由  174
   6.1  路由的基本概念  174
6.1.1  什么是路由  174
6.1.2  路由信息的来源  176
6.1.3  路由优先级  178
6.1.4  网络畅通的条件  179
6.1.5  配置静态路由示例  179
   6.2  路由汇总  181
6.2.1  通过路由汇总简化路由表  181
6.2.2  路由汇总例外  183
6.2.3  无类域间路由（CIDR）  183
   6.3  默认路由  184
6.3.1  全球的网段  184
6.3.2  使用默认路由作为指向Internet的路由  185
6.3.3  使用默认路由和路由汇总简化
路由表  186
6.3.4  默认路由造成的路由环路  188
6.3.5  让默认路由代替大多数网段的路由  189
6.3.6  Windows上的默认路由和网关  190
   6.4  网络排错案例  193
6.4.1  站在全局的高度排除网络故障  193
6.4.2  计算机网关也很重要  194
   6.5  动态路由—RIP协议  195
6.5.1  RIP协议特点  195
6.5.2  RIP协议工作原理  196
6.5.3  在路由器上配置RIP协议  197
6.5.4  查看路由表  199
6.5.5  观察RIP协议路由更新活动  200
6.5.6  RIP协议数据包报文格式  201
   6.6  动态路由—OSPF协议  202
6.6.1  什么是短路径优先算法  203
6.6.2  OSPF协议概述  204
6.6.3  OSPF区域  205
6.6.4  OSPF协议相关术语  206
6.6.5  OSPF协议的工作过程  207
   6.7  配置OSPF协议  208
6.7.1  OSPF多区域配置  208
6.7.2  查看OSPF协议的三张表  211
6.7.3  在区域边界路由器上进行路由汇总  212
   习题6  214
第7章  网络层协议  222
   7.1  IP协议  223
7.1.1  抓包查看网络层  223
7.1.2  网络层格式  224
7.1.3  实战：查看协议版本和长度  227
7.1.4  数据分片详解  230
7.1.5  实战：捕获并观察数据包分片  231
7.1.6  数据包生存时间（TTL）详解  236
   7.2  ICMP协议  237
7.2.1  抓包分析ICMP报文  237
7.2.2  ICMP报文格式  239
7.2.3  ICMP差错报告报文—TTL过期  240
7.2.4  ICMP差错报告报文—目标主机不可到达  241
7.2.5  ICMP差错报告报文—路由
重定向  242
7.2.6  ICMP差错报告报文—给程序返回错误消息  244
   7.3  使用ICMP排除网络故障案例  245
7.3.1  使用ping诊断网络故障  245
7.3.2  使用ping断定哪一段链路出现故障  246
7.3.3  使用tracert跟踪数据包路径  248
7.3.4  使用pathping跟踪数据包路径  250
   7.4  ARP协议  251
7.4.1  ARP协议的作用  251
7.4.2  ARP协议的工作过程和安全隐患  253
7.4.3  ARP欺骗之“网络执法官”与“P2P终结者”  254
7.4.4  判断和防止ARP欺骗的方法  254
   7.5  IGMP协议  255
7.5.1  什么是组播  255
7.5.2  组播IP地址  256
7.5.3  组播MAC地址  257
7.5.4  组播管理协议（IGMP）  258
   7.6  实战：跨网段观看组播视频  259
   习题7  259
第8章  传输层  262
   8.1  传输层的两个协议  263
8.1.1  TCP和UDP协议的应用场景  263
8.1.2  传输层协议和应用层协议之间
的关系  264
8.1.3  服务和端口之间的关系  266
8.1.4  实战：服务器端口冲突造成服务启动失败  267
8.1.5  实战：更改服务使用的默认端口  268
8.1.6  端口和网络安全的关系  269
8.1.7  实战：Windows防火墙和TCP/IP筛选实现网络安全  270
   8.2  用户数据报协议（UDP）  271
8.2.1  UDP协议的特点  271
8.2.2  UDP的格式  272
   8.3  传输控制协议（TCP）  274
8.3.1  TCP协议的主要特点  274
8.3.2  TCP报文的格式  275
   8.4  可靠传输  280
8.4.1  TCP可靠传输的实现—停止等待协议  280
8.4.2  连续ARQ协议和滑动窗口协议—改进的停止等待协议  282
8.4.3  以字节为单位的滑动窗口技术详解  283
8.4.4  改进的确认—选择确认（SACK）  285
8.4.5  超时重传的时间调整  287
   8.5  流量控制  289
   8.6  拥塞控制  290
8.6.1  拥塞控制的原理  290
8.6.2  拥塞控制方法—慢开始和拥塞避免  291
8.6.3  拥塞控制方法—快重传和快恢复  294
8.6.4  发送窗口的上限  295
   8.7  TCP连接管理  296
8.7.1  TCP的连接建立  296
8.7.2  TCP的连接释放  299
8.7.3  实战：查看TCP释放连接的数据包  301
8.7.4  实战：SYN攻击  302
   习题8  303
第9章  应用层  308
   9.1  域名系统DNS  309
9.1.1  什么是域名  309
9.1.2  域名的结构  310
9.1.3  Internet中的域名服务器  312
9.1.4  域名解析过程  314
9.1.5  实战1：搭建企业内网的DNS服务  316
9.1.6  实战2：测试域名解析  318
9.1.7  实战3：抓包分析域名解析
的过程  322
   9.2  动态主机配置协议DHCP  323
9.2.1  静态地址和动态地址应用场景  324
9.2.2  DHCP地址租约  325
9.2.3  DHCP租约生成过程  325
9.2.4  DHCP地址租约更新  326
9.2.5  实战1：安装和配置DHCP服务  327
9.2.6  实战2：查看、刷新、释放租约  329
9.2.7  实战3：跨网段分配IP地址  331
   9.3  Telnet协议  332
9.3.1  Telnet协议工作方式  332
9.3.2  实战：Telnet管理网络设备和Windows系统  333
   9.4  超文本传输协议HTTP  334
9.4.1  网页  334
9.4.2  统一资源定位符URL  335
9.4.3  路径和相对路径  336
9.4.4  HTTP的主要内容  337
9.4.5  抓包分析HTTP  340
9.4.6  实战：使用Windows 2016创建Web站点  342
9.4.7  通过代理服务器访问网站  342
   9.5  文件传输协议FTP  343
9.5.1  FTP主动模式和被动模式  344
9.5.2  实战：安装FTP服务和创建FTP站点  346
   9.6  电子邮件  348
9.6.1  电子邮件发送和接收过程  348
9.6.2  电子邮件信息格式  351
9.6.3  SMTP协议  352
9.6.4  POP3协议和IMAP协议  355
9.6.5  部署企业内部邮件服务器  355
9.7  实战：在内网部署邮件服务器向Internet发送邮件  356
9.7.1  安装邮件服务器向Internet发送电子邮件  357
9.7.2  抓包分析SMTP和POP3协议的工作过程  358
   9.8  总结  359
   习题9  360
部分习题答案  364
参考文献  372