本书是解放军陆军工程大学（原解放军理工大学）优秀教学成果，自1997年首次出版以来，曾于2002、2007和2012年分别出版了修订版。本次改版是在原有教材的基础上，根据教学大纲的要求以及数据通信和计算机网络的*进展，进行了必要的调整、增补和修改，以适应当前教学的需要。 全书共12章。第1章是全书的概述。第2～4章较全面介绍数据通信基本知识、数据传输信道和数据传输技术。第5～9章重点介绍计算机网络的物理层、数据链路层（含局域网）、网络层、传输层和应用层。第10章介绍因特网的多媒体应用服务。第11章介绍无线网络。第12章介绍网络安全。各章均附有丰富的习题。附录A是部分习题参考答案，附录B是英文缩写词。为了便于教学、本书还提供可修改的电子课件。 本书的特点是概念清楚，论述严谨，内容充实，图文并茂。全书将数据通信和计算机网络两门课程融为一体，用通俗的语言阐述数据通信与计算机网络的基本概念和基本原理，同时也力求反映一些*进展。 本书可作为高等学校（含军事院校）计算机、通信、自动化、机电等工科专业教材，对工程技术人员也有参考价值。
前 言
本教材是解放军陆军工程大学（原解放军理工大学）优秀教学成果，前四版（1998，2003，2007，2012）均按照中国计算机学会和全国高等学校计算机教育研究会（以下简称两会）编写的《计算机学科教学计划》之要求组织编写，被列入高等学校计算机专业规划教材，由两会推荐出版。
本教材讲授数据通信与计算机网络的基本原理和有关技术。这次改版对于较为成熟和稳定的内容基本上未作较大的修改。考虑到数据通信与计算机网络技术发展很快，在新版教材中删除或简化了比较陈旧的内容，同时增写了不少新的内容，对重点内容适当地增加了一些习题，以适应教学的要求。
本版教材在内容编排上较前版有所调整。全书共12章。
第1章概述，着重介绍因特网的发展过程，增写了因特网交换点IXP的概念，并在介绍云计算时增写了大数据。
第2章数据通信基础知识。
第3章数据传输信道，增写了塑料光纤和散射传输。
第4章数据传输技术，将脉冲编码调制技术一节改写成模拟信号数字化的传输技术。
第5～9章是按照计算机网络五层体系结构进行介绍的。
第5章物理层，将基于五类线以太网接入技术改写为基于五/六类线的以太网接入技术。
第6章数据链路层，增写了PPPoE协议和网络适配器，简化了在物理层扩展以太网，改写了在数据链路层扩展以太网。
第7章网络层，增写了多协议标记交换MPLS、移动IP及其协议和移动IPv6。
第8章传输层，改写了TCP拥塞控制，增写了主动队列管理AQM。
第9章应用层，增写了博客、微博、轻博和微信，取消了文件传送协议和远程登录协议TELNET，把多媒体应用服务一节单独成第10章。
第10章因特网的多媒体应用服务，增写了服务质量的改进和P2P的流媒体应用服务的内容。
第11章无线网络，增写了蜂窝移动通信网。
第12章计算机网络的管理和安全，取消了加密策略，改写了两种密码体制的密钥分配和防火墙的主要类型，还增写了入侵检测系统。
各章末均附有习题。书后还有两个附录，附录A是部分习题参考答案，附录B是英文缩写词。为了便于教学，本书提供的可修改电子课件，请读者在电子工业出版社华信教育资源网（http://www.hxedu.com.cn）注册下载。
本教材的参考学时为60～70学时。在课程学时数较少的情况下，可选用最基本的内容（在目录的相应章节前附有*号）。
本教材的第1～4、6～8、10～12章由杨心强编写，第5、9章由陈国友编写。最后由杨心强负责统稿和全书的定稿。
本教材的特点是概念清楚、论述严谨、内容充实、图文并茂。此书将数据通信和计算机网络两门课程融为一体，用通俗的语言，阐述了数据通信与计算机网络的基本概念和基本原理，同时也力求反映一些最新进展。
本教材可作为高等学校（含军事院校）计算机或通信以及其他有关专业的本科生教材，也可作为职业教育相关专业的参考教材，对从事数据通信和计算机网络工作的工程技术人员也有学习参考价值。
在本教材修改过程中，解放军陆军工程大学通信工程学院经文浩高工、王传风高工，原工信部第14研究所的杨玮、朱晔提出了许多宝贵的意见和建议，解放军陆军工程大学谢希仁教授提供了宝贵的资料。王丽辛高工为本书图稿的绘制给予了积极的支持和指导。对此，作者表示诚挚的谢意。
由于编者水平有限，书中难免还存在一些缺点和错误，恳请广大读者批评指正。
编者的电子邮件地址：yang_xinqiang@163.com（来信时务请注明真实姓名、单位、通信地址和联系电话、邮编）。
作者
于南京·解放军陆军工程大学
杨心强，男，原解放军理工大学（现陆军工程大学）指挥自动化学院副教授，担任《计算机导论》、《计算机组成原理》、《计算机体系结构》、《计算机组成与汇编语言》、《分布式系统》、《指挥自动化系统》、《指挥所系统与设备》等课程的主讲教师。
目 录
第1章 概述1
1.1 数据通信概述1
1.2 数据通信系统2
1.2.1 数据通信系统的模型2
1.2.2 数据通信系统的组成3
1.2.3 数据通信系统的分类4
1.2.4 数据通信系统的主要性能指标4
1.3 数据通信网络6
1.4 计算机网络概述7
1.4.1 计算机网络的发展过程7
1.4.2 因特网的组成10
1.4.3 计算机网络的定义及类别12
1.4.4 计算机网络的功能及应用13
1.4.5 计算机网络的性能指标14
1.5 计算机网络的体系结构和模型17
1.5.1 层次型的体系结构17
1.5.2 计算机网络的模型19
1.5.3 若干重要概念22
1.6 标准及其制定机构26
1.6.1 标准26
1.6.2 标准制定机构26
1.7 发展趋势28
1.7.1 泛在网络和泛在计算28
1.7.2 新信息服务和信息工具30
1.7.3 云计算和大数据31
1.7.4 下一代网络32
1.7.5 网络融合33
习题133
第2章 数据通信基础知识36
2.1 消息和信息、数据和信号36
2.1.1 消息和信息36
2.1.2 信号37
2.1.3 数据39
2.2 传输方式和传输速率40
2.2.1 传输方式40
2.2.2 传输速率42
2.2.3 频带利用率43
2.3 传输损伤和传输质量44
2.3.1 传输损伤44
2.3.2 传输质量44
2.4 通信编码48
习题250
第3章 数据传输信道51
3.1 信道概述51
3.1.1 信道概述51
3.1.2 信道容量的计算52
3.2 传输介质54
3.2.1 导引型传输介质54
3.2.2 非导引型传输介质59
习题366
第4章 数据传输技术68
4.1 模拟信号数字化传输技术68
4.1.1 模拟信号的抽样68
4.1.2 抽样模拟信号的量化70
4.1.3 脉冲编码调制（PCM）71
4.1.4 差分脉冲编码调制（DPCM）73
4.1.5 自适应差分脉冲编码调制
（ADPCM）73
4.2 数字基带传输技术73
4.2.1 基带传输对信号的要求74
4.2.2 基带信号的波形及其传输码型74
4.3 数字频带传输技术78
4.3.1 基本数字调制技术79
4.3.2 正交幅度调制87
4.3.3 幅相混合调制87
4.3.4 正交频分复用调制89
4.4 信道访问技术89
4.4.1 轮询访问技术90
4.4.2 争用访问技术91
4.5 信道复用技术94
4.5.1 频分复用94
4.5.2 波分复用95
4.5.3 时分复用97
4.5.4 码分复用99
4.6 同步控制技术101
4.6.1 载波同步101
4.6.2 位同步102
4.6.3 群同步103
4.6.4 网同步104
4.7 数据交换技术107
4.7.1 电路交换107
4.7.2 报文交换108
4.7.3 分组交换108
4.8 差错控制技术110
4.8.1 差错控制概述110
4.8.2 差错检测112
4.8.3 差错纠正116
习题4117
第5章 物理层120
5.1 物理层概述120
5.2 物理层接口特性120
5.2.1 机械特性121
5.2.2 电气特性121
5.2.3 功能特性122
5.2.4 规程特性123
5.3 物理层的常用标准124
5.3.1 EIA RS-232124
5.3.2 EIA RS-449127
5.3.3 RJ-45128
5.4 数字传输系统129
5.5 宽带接入技术132
5.5.1 基于五/六类线的以太网接入技术132
5.5.2 基于铜线的 xDSL技术132
5.5.3 基于混合光纤/同轴电缆的
接入技术134
5.5.4 光纤接入技术136
习题5137
第6章 数据链路层138
6.1 数据链路层概述138
6.2 点对点信道的3个基本问题139
6.2.1 帧定界139
6.2.2 透明传输141
6.2.3 差错检测142
6.3 点对点信道的数据链路层协议142
6.3.1 PPP 和 PPPoE协议142
6.3.2 PPP和PPPoE协议的帧格式143
6.3.3 PPP 协议的状态图144
6.4 广播信道的数据链路层145
6.4.1 局域网概述145
6.4.2 局域网的体系结构147
6.4.3 IEEE 802 标准148
6.5 使用广播信道的以太网148
6.5.1 以太网概述148
6.5.2 以太网的MAC子层150
6.5.3 CSMA/CD协议151
6.5.4 以太网的信道利用率153
6.6 扩展的以太网154
6.6.1 在物理层扩展以太网155
6.6.2 在数据链路层扩展以太网156
6.7 高速以太网160
6.7.1 100Base-T以太网160
6.7.2 吉比特以太网160
6.7.3 10吉比特以太网161
6.7.4 40/100吉比特以太网162
习题6162
第7章 网络层165
7.1 网络层概述165
7.1.1 虚拟互连网络165
7.1.2 网络层提供的服务166
7.2 网际协议IPV4168
7.2.1 分类的IP地址168
7.2.2 划分子网171
7.2.3 无分类编址174
7.2.4 地址解释和地址转换176
7.2.5 IP数据报的格式181
7.2.6 IP层的分组转发机制185
7.3 因特网的路由选择协议189
7.3.1 路由选择协议概述189
7.3.2 内部网关协议191
7.3.3 外部网关协议197
7.3.4 路由选择的关键部件路由器198
7.4 网际控制报文协议ICMPV4199
7.5 多协议标记交换MPLS202
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多播及其协议207
7.6.1 IP多播概述207
7.6.2 局域网IP多播208
7.6.3 因特网IP多播协议209
7.7 移动IP及其协议211
7.7.1 移动IP概述211
7.7.2 移动IP的基本原理212
7.7.3 移动IP的几个问题214
7.8 下一代因特网的网络层协议215
7.8.1 网际协议IPv6215
7.8.2 网际控制报文协议 ICMPv6223
7.8.3 移动IPv6224
习题7225
第8章 传输层230
8.1 传输层概述230
8.1.1 传输层的基本功能230
8.1.2 传输层的协议231
8.1.3 传输层的服务232
8.1.4 传输层的端口232
8.2 用户数据报协议UDP234
8.2.1 UDP概述234
8.2.2 UDP报文的格式234
8.3 传输控制协议TCP236
8.3.1 TCP概述236
8.3.2 TCP报文段的格式237
8.3.3 TCP传输控制239
8.3.4 TCP拥塞控制249
8.3.5 TCP连接管理255
习题8260
第9章 应用层264
9.1 应用层概述264
9.2 域名系统265
9.2.1 概述265
9.2.2 因特网的域名结构266
9.2.3 域名服务器268
9.2.4 域名解析269
9.3 万维网271
9.3.1 概述271
9.3.2 统一资源定位符 URL272
9.3.3 超文本传送协议HTTP273
9.3.4 超文本标记语言HTML277
9.3.5 万维网的文档279
9.3.6 万维网的信息检索281
9.3.7 博客、微博和轻博282
9.3.8 社交网站283
9.4 电子邮件285
9.4.1 概述285
9.4.2 电子邮件的格式286
9.4.3 简单邮件传送协议SMTP287
9.4.4 邮件读取协议POP3和IMAP4289
9.4.5 通用因特网邮件扩充协议MIME289
9.4.6 基于万维网的电子邮件292
9.5 动态主机配置协议DHCP292
9.6 应用进程间的通信294
9.6.1 系统调用294
9.6.2 应用编程接口295
习题9296
第10章 因特网的多媒体应用服务298
10.1 多媒体应用服务概述298
10.1.1 多媒体信息的传输特性298
10.1.2 音频/视频服务的分类300
10.1.3 音频/视频信号的数字化和压缩300
10.2 流式存储音频/视频302
10.2.1 具有元文件的万维网服务器302
10.2.2 媒体服务器303
10.2.3 实时流式协议RTSP304
10.3 实时交互音频/视频305
10.3.1 IP电话的基本原理305
10.3.2 IP电话的关键技术306
10.3.3 IP 电话的信令标准307
10.3.4 实时传输协议RTP310
10.3.5 实时传输控制协议RTCP312
10.4 服务质量的改进314
10.4.1 服务质量概述314
10.4.2 改进服务质量的几种机制314
10.4.3 综合服务317
10.4.4 区分服务319
10.5 P2P的流媒体应用服务321
10.5.1 P2P流媒体应用服务概述321
10.5.2 使用P2P的几种应用软件322
10.5.3 P2P分发文件的分析324
习题10325
第11章 无线网络327
11.1 无线局域网327
11.1.1 无线局域网概述327
11.1.2 802.11 局域网物理层330
11.1.3 802.11局域网的MAC层协议331
11.1.4 802.11局域网的MAC帧336
11.1.5 802.11 提供的服务337
11.2 无线个域网338
11.2.1 蓝牙技术338
11.2.2 低速无线个域网339
11.2.3 高速无线个域网342
11.3 无线城域网343
11.3.1 无线城域网概述343
11.3.2 IEEE 802.16标准344
11.4 其他无线网络346
11.4.1 无线传感器网346
11.4.2 无线网格网347
11.5 蜂窝移动通信网349
11.5.1 蜂窝移动通信概述349
11.5.2 蜂窝移动通信系统350
11.5.3 移动用户在蜂窝移动通信网中的
漫游通信353
11.5.4 无线应用协议WAP355
习题11357
第12章 计算机网络的管理和安全359
12.1 计算机网络的管理359
12.1.1 网络管理概述359
12.1.2 网络管理的一般模型359
12.1.3 网络管理的体系结构360
12.1.4 ISO的网络管理功能361
12.2 简单网络管理协议SNMP362
12.2.1 管理信息结构363
12.2.2 管理信息库365
12.2.3 SNMP报文和协议数据单元366
12.3 计算机网络的安全368
12.3.1 计算机网络面临的安全威胁368
12.3.2 计算机网络的安全性需求369
12.4 加密模型和密码体制370
12.4.1 数据加密通信的模型370
12.4.2 对称密钥密码体制371
12.4.3 公开密钥密码体制373
12.5 网络安全策略374
12.5.1 密钥分配374
12.5.2 鉴别376
12.5.3 数字签名378
12.5.4 防火墙与入侵检测379
12.6 因特网的安全协议382
12.6.1 网络层安全协议382
12.6.2
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