本书的核心就是计算机通信使用的协议，这和高校当前计算机网络主流教程的内容是一致的。不同的是本书站在零基础的学生的视角展开理论讲解和章节安排，抽象的理论配以案例，让学生在学习过程中能够学以致用。本书打破传统的计算机网络教程，先从应用层协议开始讲起，再讲解传输层协议、网络层协议、数据链路层协议、物理层规范，最后讲解TCP/IP协议和OSI参考模型的关系。 本书的目标是让学生掌握计算机通信协议包含的要素，设计了大量实验来观察应用层协议的报文结构，传输层协议的首部，网络层协议的首部，数据链路层首部。对网络层协议这
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●现任河北师范大学软件学院网络教室主任兼一线授课讲师
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第1章 认识计算机网络 1
1.1 Internet的产生和中国的互联网服务提供商 2
1.1.1 Internet的产生和发展 2
1.1.2 中国的互联网服务提供商 2
1.1.3 跨ISP访问网络带来的问题 3
1.1.4 多层级的ISP结构 4
1.2 企业局域网的规划和设计 5
1.2.1 二层结构的局域网 5
1.2.2 三层结构的局域网 6
习题 7
第2章 应用层协议 8
2.1 理解应用程序通信使用的协议 9
2.1.1 理解协议 9
2.1.2 互联网中常见的应用协议 10
2.2 HTTP 12
2.2.1 HTTP的主要内容 12
2.2.2 抓包分析HTTP 15
2.2.3 高级防火墙和应用层协议方法 18
2.3 Wireshark抓包工具筛选数据包 20
2.3.1 显示过滤器 20
2.3.2 协议筛选和表达式筛选 21
2.3.3 复合过滤表达式 22
2.3.4 常见显示过滤需求及其对应表达式 22
2.4 FTP 23
2.4.1 FTP的工作细节 23
2.4.2 抓包分析FTP的工作过程 26
2.5 DNS协议 33
2.5.1 域名的概念 33
2.5.2 域名的结构 34
2.5.3 Internet中的域名服务器 37
2.5.4 域名解析过程 39
2.5.5 抓包分析DNS协议 41
2.6 DHCP 42
2.6.1 静态地址和动态地址应用场景 42
2.6.2 DHCP地址租约 43
2.6.3 DHCP分配地址的过程 44
2.6.4 DHCP地址租约更新 45
2.6.5 抓包分析DHCP 46
2.7 SMTP和POP3协议 47
2.7.1 SMTP和POP3的功能 47
2.7.2 电子邮件发送和接收过程 48
2.7.3 抓包分析SMTP和POP3 50
习题 56
第3章 传输层协议 59
3.1 TCP和UDP的应用场景 60
3.2 TCP的功能和TCP的首部 62
3.2.1 TCP功能 62
3.2.2 TCP的首部 62
3.3 TCP的主要内容 63
3.3.1 通过TCP流观察TCP的工作过程 63
3.3.2 建立TCP连接的过程 63
3.3.3 可靠传输的实现 67
3.3.4 以字节为单位的滑动窗口技术详解 70
3.3.5 TCP连接的释放过程 72
3.4 TCP的工作过程 75
3.4.1 查看计算机建立的TCP连接 75
3.4.2 抓包分析TCP可靠传输的实现 75
3.5 UDP 78
3.5.1 UDP的特点 78
3.5.2 UDP的首部 79
3.6 端口和网络安全 81
3.6.1 传输层协议和应用层协议之间的关系 81
3.6.2 实战：服务器端口冲突造成服务启动失败 86
3.6.3 实战：更改服务使用的默认端口 87
3.6.4 端口和网络安全的关系 90
3.6.5 实战：Windows防火墙和TCP/IP筛选实现网络安全 92
习题 97
第4章 IP地址和子网划分 99
4.1 学习IP地址预备知识 100
4.1.1 二进制和十进制 100
4.1.2 二进制数的规律 101
4.2 理解IP地址 102
4.2.1 MAC地址和IP地址 102
4.2.2 IP地址的组成 103
4.2.3 IP地址的格式 104
4.2.4 子网掩码的作用 104
4.3 IP地址分类 107
4.3.1 A类地址 108
4.3.2 B类地址 108
4.3.3 C类地址 108
4.3.4 D类和E类地址 109
4.3.5 保留的IP地址 109
4.3.6 实战：本地环回地址 111
4.3.7 实战：给本网段发送广播 112
4.4 私网地址和公网地址 113
4.4.1 公网地址 113
4.4.2 私网地址 114
4.5 子网划分 116
4.5.1 地址浪费的情况 116
4.5.2 等长子网划分 116
4.5.3 等长子网划分示例 120
4.5.4 变长子网划分 122
4.5.5 点到点链路的子网掩码 123
4.5.6 判断IP地址所属的网段 125
4.5.7 子网划分需要注意的几个问题 126
4.6 超网 127
4.6.1 合并网段 127
4.6.2 并非连续的网段都能合并 128
4.6.3 合并网段的规律 129
4.6.4 左移位数与合并网段的关系 131
4.6.5 超网和子网的区分 131
习题 132
第5章 静态路由和动态路由 134
5.1 IP路由——网络层的功能 135
5.1.1 网络畅通的条件 135
5.1.2 静态路由 136
5.2 实战：配置静态路由 138
5.2.1 配置静态路由 138
5.2.2 删除静态路由 141
5.3 路由汇总 142
5.3.1 通过路由汇总简化路由表 142
5.3.2 路由汇总例外 144
5.3.3 无类别域间路由 145
5.4 默认路由 145
5.4.1 全球最大的网段 145
5.4.2 使用默认路由作为指向Internet的路由 146
5.4.3 使用默认路由代替大多数网段的路由 147
5.4.4 默认路由和环状网络 148
5.4.5 默认路由造成往复转发 149
5.4.6 使用默认路由和路由汇总简化路由表 149
5.4.7 Windows操作系统的默认路由和网关 151
5.5 动态路由和RIP 155
5.5.1 动态路由 155
5.5.2 RIP 155
5.5.3 RIP的工作原理 156
5.6 实战：在路由器上配置RIP 157
5.6.1 在路由器上配置RIP 157
5.6.2 查看路由表 159
5.6.3 观察RIP路由更新活动 160
5.6.4 RIP排错 161
习题 162
第6章 网络层协议 166
6.1 IP 167
6.1.1 抓包查看IP首部 167
6.1.2 IP数据包首部的格式 168
6.1.3 实战：查看协议版本和首部长度 171
6.1.4 数据分片详解 173
6.1.5 实战：捕获并观察数据包分片 174
6.1.6 数据包生存时间详解 179
6.1.7 实战：指定ping命令发送数据包的TTL值 180
6.2 ICMP 181
6.2.1 抓包查看ICMP报文格式 182
6.2.2 ICMP报文格式 184
6.2.3 实战：捕获ICMP差错报告报文——TTL过期 185
6.3 ARP 185
6.3.1 ARP的作用 185
6.3.2 ARP的工作过程和安全隐患 186
6.3.3 ARP欺骗 187
6.3.4 判断和防止ARP欺骗的方法 192
6.4 IGMP 192
6.4.1 什么是多播 192
6.4.2 多播的IP地址 193
6.4.3 多播的MAC地址 194
6.4.4 IGMP的应用 195
习题 196
第7章 数据链路层协议 198
7.1 链路和数据链路 199
7.1.1 数据链路和帧 199
7.1.2 数据链路层三个基本问题 200
7.2 广播信道的数据链路 204
7.2.1 广播信道的局域网 204
7.2.2 以太网帧格式 205
7.2.3 网卡的作用 207
7.2.4 MAC地址 208
7.2.5 实战：查看和更改MAC地址 208
7.3 点到点信道的数据链路层 210
7.3.1 PPP的特点 211
7.3.2 抓包查看PPP的帧首部 212
7.3.3 PPP的帧格式 213
7.4 扩展以太网 214
7.4.1 集线器 214
7.4.2 使用网桥优化以太网 214
7.4.3 网桥自动构建MAC地址表 216
7.4.4 多接口网桥——交换机 217
7.4.5 实战：查看交换机MAC地址表 219
习题 220
第8章 物理层 222
8.1 物理层的基本概念 223
8.2 数据通信基础 223
8.2.1 数据通信模型 223
8.2.2 数据通信的一些常用术语 224
8.3 信道和调制 225
8.3.1 信道 225
8.3.2 单工、半双工、全双工通信 225
8.3.3 调制 226
8.4 传输介质 227
8.4.1 导向传输介质 227
8.4.2 非导向传输介质 231
8.5 信道复用技术 235
8.5.1 频分复用 235
8.5.2 时分复用 236
8.5.3 波分复用 238
8.5.4 码分复用 238
习题 239
第9章 OSI参考模型和TCP/IP 240
9.1 TCP/IP的分层 241
9.2 OSI参考模型 243
9.2.1 OSI参考模型与TCP/IP簇的关系 243
9.2.2 OSI参考模型每层功能 244
9.3 网络排错 245
9.3.1 网络排错的过程 245
9.3.2 网络排错案例 245
9.3.3 抓包分析网络故障 251
习题 251
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