标题：计算机网络高级教程
内容提要
本书按照计算机网络技术发展的三条主线：Internet、无线网络与网络安全，系统地讨论了计算机网络技术的研究与发展，内容主要包括：网络技术发展的过程与不同阶段的标志性技术，广域网与局域网技术的发展，城域网概念的演变、宽带城域网组建与接入网技术，IPv4、IPv6与移动IP技术，Internet应用技术，无线自组网络（Adhoc）与无线传感器网络（WSN）、无线网格网（WMN）关键技术的研究，网络安全与网络管理技术，以及主要的网络性能分析、网络模拟开源工具及其应用。
编辑推荐
本书执照计算机网络技术发展的三条主线：Internet、无线网络与网络安全，系统地讲座了计算机网络技术的研究与发展，主要内容包括：网络技术发展过程中不同时代的标志性技术，广域网与局域网技术、网络的基本概念、组建网络的软件和硬件设备、对等网的组建与管理、服务器/客户机网络的组建与管理等内容。本书内容翔实，覆盖广泛的学科领域，其中所有知识点的讲解都有一定深度。书中大量运用实例和图表辅助理解基本概念，并在章后给出适量习题便于教学。本书不仅可作为计算机、通信、电子工程等专业的本科生、研究生教材，也适合网络技术人员参考。
作者简介
吴功宜，南开大学信息技术科学学院教授、博士生导师。毕业于南开大学物理系物理学专业，留校任教至今；曾任南开大学计算机系主任、研究生院常务副院长、信息技术科学学院院长。
研究方向：计算机网络与信息系统，网络与信息安全。从1984年开始为本科生和研究生讲授“计算机网络”等课程；在计算机网络与信息安全方向招收和指导硕士、博士研究生；主持和参加完成计算机网络、数据通信与信息安全方向的科研项目20多项，获部委与省市科技进步奖6项，发表学术论文50余篇；承担普通高等教育“十一五”国家级规划教材“计算机网络（第2版）》的编写任务，主持教育部考试中心《全国计算机等级考试（四级）网络工程师》大纲制定与教材编写任务，参加编著和出版的教材、专著共25部。作为天津市政府信息化工作专家委
员会专家和主要研究人员，参与起草“天津信息港工程规划纲要”、“天津信息产业发展策略研究”、“天津市软件产业发展规划”；主持“天津市信息化建设十一五发展规划（总体）研究”工作；参与“天津市科技发展十一五规划纲要”（基础研究、高新技术研究——的研究与起草工作。2000年获南开大学特等奖教金，2003年获天津市十五立功奖章；享受国务院政府特殊津贴。
目前担任的主要学术兼职有：教育部考试中心全国计算机等级考试委员会委员、中国软件行业协会理事、全国高等院校计算机基础教育研究会副会长、天津市计算机学会副理事长。
目录
第1章计算机网络技术的研究与发展
1.1ARPANET与分组交换技术
1.1.1ARPANET的研究背景
1.1.2ARPANET的基本设计思想
1.1.3ARPANET的发展过程
1.1.4ARPANET对推动网络技术发展的贡献
1.2TCP/IP协议与网络体系结构研究
1.2.1TCP/IP协议产生的背景
在阿帕网（ARPA）产生运作之初，通过接口信号处理机实现互联的电脑并不多，大部分电脑相互之间不兼容。在一台电脑上完成的工作，很难拿到另一台电脑上去用，想让硬件和软件都不一样的电脑联网，也有很多困难。当时美国的状况是，陆军用的电脑是DEC系列产品，海军用的电脑是Honeywell中标机器，空军用的是IBM公司中标的电脑，每一个军种的电脑在各自的系里都运行良好，但却有一个大弊病：不能共享资源。
当时科学家们提出这样一个理念：“所有电脑生来都是平等的。”为了让这些“生来平等”的电脑能够实现“资源共享”就得在这些系统的标准之上，建立一种大家共同都必须遵守的标准，这样才能让不同的电脑按照一定的规则进行“谈判”，并且在谈判之后能“握手”。
在确定今天因特网各个电脑之间“谈判规则”过程中，最重要的人物当数瑟夫（Vinton G.Cerf）。正是他的努力，才使今天各种不同的电脑能按照协议上网互联。瑟夫也因此获得了与克莱因罗克（“因特网之父”）一样的美称“互联网之父”。
瑟夫从小喜欢标新立异，坚强而又热情。中学读书时，就被允许使用加州大学洛杉矶分校的电脑，他认为“为电脑编程序是个非常激动人心的事，…只要把程序编好，就可以让电脑做任何事情。”1965年，瑟夫从斯坦福大学毕业到IBM的一家公司当系统工程师，工作没多久，瑟夫就觉得知识不够用，于是到加州大学洛杉矶分校攻读博士，那时，正逢阿帕网的建立，“接口信号处理机”（IMP）的研试及网络测评中心的建立，瑟夫也成了著名科学家克莱因罗克手下的一位学生。瑟夫与另外三位年轻人（温菲尔德、克罗克、布雷登）参与了阿帕网的第一个节点的联接。此后不久，BBN公司对工作中各种情况发展有很强判断能力、被公认阿帕网建成作出巨大贡献的鲍伯·卡恩（Bob Kahn）也来到了加州大学洛杉矶分校。在那段日子里，往往是卡恩提出需要什么软件，而瑟夫则通宵达旦地把符合要求的软件给编出来，然后他们一起测试这些软件，直至能正常运行。
当时的主要格局是这样的，罗伯茨提出网络思想设计网络布局，卡恩设计阿帕网总体结构，克莱因罗克负责网络测评系统，还有众多的科学家、研究生参与研究、试验。69年9月阿帕网诞生、运行后，才发现各个IMP连接的时候，需要考虑用各种电脑都认可的信号来打开通信管道，数据通过后还要关闭通道。否则这些IMP不会知道什么时候应该接收信号，什么时候该结束，这就是我们现在所说的通信“协议”的概念。70年12月制定出来了最初的通信协议由卡恩开发、瑟夫参与的“网络控制协议”（NCP），但要真正建立一个共同的标准很不容易，72年10月国际电脑通信大会结束后，科学家们都在为此而努力。
“包切换”理论为网络之间的联接方式提供了理论基础。卡恩在自己研究的基础上，认识到只有深入理解各种操作系统的细节才能建立一种对各种操作系统普适的协议，73年卡恩请瑟夫一起考虑这个协议的各个细节，他们这次合作的结果产生了目前在开放系统下的所有网民和网管人员都在使用的“传输控制协议”（TCP，Transmission-Control Protocol）和“因特网协议”（IP，Internet Protocol）即TCP/IP协议。
通俗而言：TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因特网的每一台电脑规定一个地址。1974年12月，卡恩、瑟夫的第一份TCP协议详细说明正式发表。当时美国国防部与三个科学家小组签定了完成TCP/IP的协议，结果由瑟夫领衔的小组捷足先登，首先制定出了通过详细定义的TCP/IP协议标准。当时作了一个试验，将信息包通过点对点的卫星网络，再通过陆地电缆，再通过卫星网络，再由地面传输，贯串欧洲和美国，经过各种电脑系统，全程9.4万公里竟然没有丢失一个数据位，远距离的可靠数据传输证明了TCP/IP协议的成功。
1983年1月1日，运行较长时期曾被人们习惯了的NCP被停止使用，TCP/IP协议作为因特网上所有主机间的共同协议，从此以后被作为一种必须遵守的规则被肯定和应用。
1.2.2TCP/IP协议的应用
1.2.3TCP/IP与OSI参考模型的比较
1.3Internet的发展
随着NSFnet的建设和开放，网络节点数和用户数迅速增长。以美国为中心的Internet网络互联也迅速向全球发展，世界上的许多国家纷纷接入到Internet，使网络上的通信量急剧增大。
1992年，Internet上的主机超过1百万台。1993年，Internet主干网的速率提高到45Mbps。到1996年速率为155Mbps的主干网建成。1999年MCI和WorldCom公司将美国的Internet主干网速率提高到2.5Gbps。到1999年底，Internet上注册的主机已超过1千万台。
Internet的迅猛发展始于20世纪90年代。由欧洲原子核研究组织CERN开发的万维网WWW被广泛使用在Internet上，大大方便了广大非网络专业人员对网络的使用，成为Internet发展的指数级增长的主要驱动力。
WWW的站点数目也急剧增长，1993年底只有627个，1994年底就超过1万个，1996年底超过60万个，1997年底超过160万个，而1999年底则超过了950万个，上网用户数则超过2亿。Internet上的数据通信量每月约增加10%，Internet的发展非常迅速，据预测，到2002年，全球Internet的用户将达到4.5亿。以我国Internet的发展为例，截止到2001年7月，上网计算机数已达到约1002万台，上网用户人数约2650万人，仅CN下注册的域名数已达到近13万个，而WWW站点已达到24万个。
应用与高速网络技术发展
Internet 是一个大型广域计算机网络，对推动世界科学、文化、经济和社会的发展有着不可估量的作用。
在Internet飞速发展与广泛应用的同时，高速网络的发展也引起了人们越来越多的注意。高速网络技术发展主要表现在高速局域网、交换局域网与虚拟网络、宽带综合业务数据网B-ISDN和异步传输模式ATM。
进入90年代以来，世界经济已经进入了一个全新的发展阶段。世界经济的发展推动着信息产业的发展，信息技术与网络的应用已成为衡量21世纪综合国力与企业竞争力的重要标准。人们开始认识到信息技术的应用与信息产业的发展将会对各国经济发展产生重要的作用，很多国家纷纷开始制定各自的信息高速公路的建设计划。
建设信息高速公路就是为了满足人们在未来随时随地对信息交换的需要，在此基础上人们相应地提出了个人通信与个人通信网的概念，它将最终实现全球有线网、无线网的互连，邮电通信网与电视通信网的互连，固定通信与移动通信的结合。在现有电话交换网PSTN、公共数据网PDN、广播电视网、B-ISDN的基础上，利用无线通信、蜂窝移动电话、卫星移动通信、有线电视网等通信手段，最终实现“任何人在任何地方，在任何的时间里，使用任一种通信方式，实现任何业务的通信”。
以ATM为代表的高速网络技术发展迅速。目前，世界上很多发达国家都组建了各自的ATM网络。在我国电信部门的骨干网和一些商业网上也广泛采用了ATM技术。ATM已经成为21世纪电信网的关键技术。
1.3.1NSFNET对Internet发展的影响
1.3.2Internet的形成
1.3.3Internet的高速发展
1.3.4Internet的结构与管理
1.3.5Internet2和下一代互联网计划
1.3.6下一代网络
1.4Internet的应用与Web技术的发展
1.4.1Web技术对Internet应用发展的影响
1.4.2Web技术的产生与发展
1.4.3从人的认知规律来认识web技术的特点
1.4.4Web技术的发展
1.4.5搜索引擎技术研究与发展
1.4.6P2P文件共享技术的发展
1.4.7播客、博客、网络即时通信与网络电视服务
1.5网络计算概念与技术的发展
1.5.1网络计算的基本概念
“计算”这个词在不同的时代有不同的内涵，一般人们都会想到我们最熟悉的数学和数值计算。自从计算机技术诞生以来，人类就进入了“计算机计算的时代”。随着技术的进一步发展，网络宽带的迅速增长，人们开始进入“网络计算时代”。“网络计算”比“数学计算”有更广泛的内涵。
网络计算结合了客户机/服务器结构的健壮性、Internet面向全球的简易通用的数据访问方式和分布式对象的灵活性，提供了统一的跨平台开发环境，基于开放的和事实上的标准，把应用和数据的复杂性从桌面转移到智能化的网络和基于网络的服务器，给用户提供了对应用和信息的通用、快速的访问方式。网络计算结构（NCA）就是其具体实现方案。NCA的三个层次NCA分为三个相对独立的层次，它们是：通用数据服务器(universal data server)如Oracle Server，应用服务器(application server)如Oracle的Web Application Server和通用客户端(universal client)即任何客户设备，包括传统PC、Java和/或基于浏览器的客户、移动设备和网络计算机等。NCA的关键组成部分NCA有以下关键组成部分：
.称为部件(cartridge)的可插入组件
.可扩展的部件服务
.组件间的通信
.可扩展的客户机、应用服务器和通用数据服务器
.集成式的开发和管理组件的环境
.开放和事实的标准
在这些组成部分中，部件是与用户直接交互且最具灵活性的部分，利用它，可以把其它对象结合进来，构成新的应用或应用的组件，部件利用CORBA接口，可在NCA的任一层次上扩展和增加功能。其开发方式也很灵活，可以用各种常用的计算机语言编写，如Java、PL/SQL、Perl和C等，开发人员可以自己从头建立新的部件或者与已有的部件集成开发。在NCA环境下，可以开发三种部件：客户部件、应用服务部件和数据部件。客户部件指在客户层进行用户服务的可视化扩展，例如Java用户接口applet和声音/图像插入程序。应用服务部件包含应用/事务逻辑。OWAS3.0提供了事务管理、安全和负载平衡服务，这种服务可位于NCA三层的任一层，但通常置于应用服务器层。数据部件被限制在通用数据服务器层，包含数据处理逻辑，在通用数据服务器层提供可扩展性和可编程性。可用含IDL映射的PL/SQL、C/C++或Java等语言编写并插入到数据库服务器中，从而创建特殊的扩展数据类型，如图象或时间序列等。
1.5.2多媒体网络的研究与应用
1.5.3网络并行计算的研究与应用
1.5.4存储区域网络的研究与应用
1.6QoS与服务质量工程的研究
1.6.1QoS的基本概念
1.6.2多媒体网络应用对数据通信的要求
1.6.3网络与服务质量不适应的解决思路
1.7光传输网、全光网与自动交换光网技术的研究与发展
1.7.1光网络技术研究的背景
1.7.2光波分复用技术的研究与发展
1.7.3自动交换光网络技术的研究与发展
1.8无线Adhoc、无线传感器网络与无线网格网技术的研究与发展
1.8.1无线Adhoc网络的基本概念
1.8.2无线分组网PRNET与Adhoc：网络的发展
1.8.3Adhoc网络的主要应用领域
1.8.4无线传感器网络发展的背景
1.8.5无线传感器网络的特点
1.8.6无线传感器网络的应用前景
1.8.7无线网格网的发展
1.9网络安全的研究与发展
1.9.1网络安全的形势
1.9.2当前网络安全技术研究的热点问题
参考文献
第2章广域网技术
2.1广域网技术的基本概念
2.1.1广域网技术的演变与发展
2.1.2广域网的主要特征
2.2广域网结构与OSI参考模型
2.2.1广域网组成与结构
2.2.2广域网结构与OSI参考模型
2.2.3广域网与分组交换技术
2.3X.25网
2.3.1X.25网的基本概念
2.3.2X.25协议的层次结构
2.4帧中继网
2.4.1帧中继技术发展的背景
2.4.2帧中继基本工作原理
2.4.3帧中继的虚拟租用线路服务方式
2.5宽带综合业务数字网B_IsDN
2.5.1综合业务数字网ISI)N的基本概念
2.5.2从N～ISDN向B-ISDN的发展
……
第3章局域网技术
传输介质是网络中信息传输的媒体，是网络通信的物质基础之一。传输介质的性能特点对传输速率、通信的距离、可连接的网络结点数目和数据传输的可靠性等均有很大的影响。因此，必须根据不同的通信要求，合理地选择传输介质。目前在局域网中常用的传输介质有双绞线、同轴电缆和光导纤维等。 
第4章城域网技术
第5章IPV4协议
第6章IPV6协议
IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，其中Internet Protocol译为“互联网协议”。IPv6是IETF（互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议。IPv6是为了解决IPv4所存在的一些问题和不足而提出的，同时它还在许多方面提出了改进，例如路由方面、自动配置方面。经过一个较长的IPv4和IPv6共存的时期，IPv6最终会完全取代IPv4在互连网上占据统治地位。
第7章移动IP协议
第8章TCP与UDP协议
第9章网络应用和应用层协议
第10章无线Adhoc网络、无线传感器网络与无线网格网
第11章网络安全与网络管理技术的研究
第12章网络性能分析、网络模拟与开源工具包
参考文献
词汇索引
附录ARFC文档