盧浩鈞

　　這本書是提供給計算機網路的入門課程使用。它可以供計算機科學系或電機工程系使用。就程式語言上的設定來說，本書只假設同學們有撰寫過C、C++或Java的經驗(即使如此，我們也只在少數幾個地方有做如此的假設)。雖然本書比其他許多計算機網路的基礎教科書更為嚴謹也更具分析性，但是我們幾乎沒有使用任何高中未曾教授過的數學概念。我們特意地避免使用任何進階的微積分、機率、或隨機程序的概念(雖然我們有為具有這些進階背景的同學們提供了一些作業習題)。因此，這本書很適用於大學部或研究所第一年的「電腦網路」、「計算機網路」課程。本書對於電信業界的從業人員，應當也極有幫助。

(本書第 1.7、2.7-2.8(6e Python)、7-9章、參考資料之內容，均收錄於隨書光碟中)

第1 章計算機網路和網際網路1 - 1
1.1　什麼是網際網路？ 1 - 2
1.1.1　關於基本元素的描述 1 - 2
1.1.2　關於服務的描述 1 - 5
1.1.3　什麼是協定？ 1 - 6
1.2　網路邊際 1 - 8
1.2.1　連線網路 1 - 10
1.2.2　實體媒介 1 - 17
1.3　網路核心 1 - 20
1.3.1　封包交換 1 - 21
1.3.2　電路交換 1 - 24
1.3.3　一群網路的網路 1 - 29
1.4　封包交換網路的延遲、遺失與產出率 1 - 32
1.4.1　綜觀封包交換網路中的延遲 1 - 32
1.4.2　佇列延遲與封包遺失 1 - 36
1.4.3　端點到端點延遲 1 - 38
1.4.4　計算機網路的產出率 1 - 40
1.5　協定層級與其服務模型 1 - 43
1.5.1　分層式架構 1 - 43
1.5.2　封裝 1 - 48
1.6　面臨攻擊的網路 1 - 50
1.7　計算機網路和網際網路的歷史(註：本節內容置於附書光碟中) 1 - 54
1.8　總結 1 - 54

第2 章應用層2 - 1
2.1　網路應用的原理 2 - 2
2.1.1　網路應用程式架構 2 - 2
2.1.2　行程通訊 2 - 5
2.1.3　應用程式可使用的傳輸服務 2 - 8
2.1.4　網際網路所提供的傳輸服務 2 - 10
2.1.5　應用層協定 2 - 13
2.1.6　本書所涵蓋的網路應用 2 - 14
2.2　資訊網和HTTP 2 - 14
2.2.1　HTTP 的概觀 2 - 15
2.2.2　非永久性與永久性連線 2 - 17
2.2.3　HTTP 的訊息格式 2 - 20
2.2.4　使用者與伺服器的互動：Cookie 2 - 24
2.2.5　網頁快取 2 - 26
2.2.6　有條件的GET 2 - 30
2.3　檔案傳輸：FTP 2 - 31
2.3.1　FTP 命令與回覆 2 - 33
2.4　網際網路電子郵件 2 - 33
2.4.1　SMTP 2 - 35
2.4.2　與HTTP 的比較 2 - 38
2.4.3　郵件訊息格式 2 - 39
2.4.4　郵件存取協定 2 - 40
2.5　DNS—網際網路目錄服務 2 - 44
2.5.1　DNS 所提供的服務 2 - 45
2.5.2　綜觀DNS 如何運作 2 - 47
2.5.3　DNS 記錄與訊息 2 - 52
2.6　點對點應用 2 - 57
2.6.1　P2P 檔案傳布 2 - 58
2.6.2　分散式雜湊表(DHT) 2 - 63
2.7　使用TCP 的Socket 程式設計 2 - 69
2.7.1　使用TCP 的Socket 程式設計 2 - 70
2.7.2　某個Java 的用戶端–– 伺服端應用範例 2 - 72
2.8　使用UDP 的Socket 程式設計 2 - 78
2.9　總結 2 - 86

第3 章傳輸層3 - 1
3.1　導言與傳輸層服務 3 - 1
3.1.1　傳輸層與網路層之間的關係 3 - 2
3.1.2　網際網路傳輸層的概觀 3 - 5
3.2　多工與解多工 3 - 6
3.3　無連線的傳輸：UDP 3 - 13
3.3.1　UDP 區段的結構 3 - 16
3.3.2　UDP 檢查和 3 - 17
3.4　可靠資料傳輸的原理 3 - 18
3.4.1　建立可靠的資料傳輸協定 3 - 20
3.4.2　管線化的可靠資料傳輸協定 3 - 29
3.4.3　回溯N (GBN) 3 - 32
3.4.4　選擇性重複(SR) 3 - 36
3-5　連線導向傳輸：TCP 3 - 42
3.5.1　TCP 連線 3 - 42
3.5.2　TCP 區段的結構 3 - 45
3.5.3　來回時間的的評估與逾時 3 - 49
3.5.4　可靠資料傳輸 3 - 52
3.5.5　流量控制 3 - 59
3.5.6　TCP 連線管理 3 - 61
3.6　壅塞控制的原理 3 - 67
3.6.1　壅塞的成因與代價 3 - 68
3.6.2　壅塞控制的方法 3 - 73
3.6.3　網路協助的壅塞控制範例：ATM ABR 壅塞控制 3 - 74
3.7　TCP 壅塞控制 3 - 76
3.7.1　公平性 3 - 86
3.8　總結 3 - 88

第4 章網路層4 - 1
4.1　導言 4 - 2
4.1.1　轉送與繞送 4 - 2
4.1.2　網路服務模型 4 - 6
4.2　虛擬迴路與資料報網路 4 - 8
4.2.1　虛擬迴路網路 4 - 9
4.2.2　資料報網路 4 - 11
4.2.3　VC 與資料報網路的起源 4 - 13
4.3　路由器的內部有什麼？ 4 - 14
4.3.1　輸入處理 4 - 17
4.3.2　交換 4 - 18
4.3.3　輸出處理 4 - 20
4.3.4　佇列會在哪裡產生？ 4 - 20
4.3.5　繞送控制平面 4 - 24
4.4　網際網路協定(IP)：網際網路的轉送與定址 4 - 25
4.4.1　資料報格式 4 - 25
4.4.2　IPv4 定址 4 - 31
4.4.3　網際網路控制訊息協定(ICMP) 4 - 44
4.4.4　IPv6 4 - 47
4.4.5　關於IP 安全性的簡短討論 4 - 53
4.5　繞送演算法 4 - 54
4.5.1　連結狀態(LS) 繞送演算法 4 - 57
4.5.2　距離向量(DV) 繞送演算法 4 - 61
4.5.3　階層式繞送 4 - 69
4.6　網際網路的繞送 4 - 72
4.6.1　網際網路的AS 內部繞送：RIP 4 - 72
4.6.2　網際網路的AS 內部繞送：OSPF 4 - 76
4.6.3　跨AS 繞送：BGP 4 - 79
4.7　廣播與群播繞送 4 - 88
4.7.1　廣播繞送演算法 4 - 88
4.7.2　群播 4 - 93
4.8　總結 4 - 100

第5 章連結層: 連結、連線網路和區域網路5 - 1
5.1　連結層：導言 5 - 2
5.1.1　連結層所提供的服務 5 - 3
5.1.2　連結層實作於何處？ 5 - 4
5.2　錯誤偵測與更正技術 5 - 5
5.2.1　同位檢查 5 - 7
5.2.2　檢查和方法 5 - 9
5.2.3　循環冗餘檢查 5 - 9
5.3　多重存取連結與協定 5 - 11
5.3.1　通道分割協定 5 - 14
5.3.2　隨機存取協定 5 - 15
5.3.3　輪流存取協定 5 - 24
5.3.4　DOCSIS: 纜線網際網路連線的連結層協定 5 - 25
5.4　交換式區域網路 5 - 26
5.4.1　連結層定址和ARP 5 - 27
5.4.2　乙太網路 5 - 33
5.4.3　連結層交換器 5 - 39
5.4.4　虛擬區域網路(VLAN) 5 - 45
5.5　連結虛擬化：將網路視為連結層 5 - 48
5.5.1　多重協定標籤交換(MPLS) 5 - 49
5.6　資料中心網路連線 5 - 52
5.7　回顧：網頁查詢生活的一天 5 - 57
5.7.1　起步：DHCP、UDP、IP 和乙太網路 5 - 58
5.7.2　仍在起步：DNS 和ARP 5 - 59
5.7.3　仍在起步：網域內部繞送到DNS 伺服器 5 - 60
5.7.4　資訊網的用戶端- 伺服端互動：TCP 與HTTP 5 - 61
5.8　總結. 5 - 62

第6 章無線與行動網路6 - 1
6.1　簡介 6 - 2
6.2　無線連結與網路特性 6 - 6
6.2.1　CDMA 6 - 8
6.3　WiFi：802.11 無線LAN 6 - 12
6.3.1　802.11 架構 6 - 13
6.3.2　802.11 的MAC 協定 6 - 16
6.3.3　IEEE 802.11 訊框 6 - 21
6.3.4　在同個IP 子網路中的行動性 6 - 24
6.3.5　802.11 的進階特性 6 - 25
6.3.6　個人區域網路：藍芽和Zigbee 6 - 27
6.4　行動電話網際網路連線 6 - 29
6.4.1　行動電話網路的架構概觀 6 - 30
6.4.2　3G 行動電話數據網路：將網際網路延伸至行動電話用戶 6 - 32
6.4.3　邁向4G：LTE 6 - 35
6.5　行動性管理：原理 6 - 36
6.5.1　定址 6 - 39
6.5.2　繞送往行動節點 6 - 40
6.6　行動IP 6 - 45
6.7　管理行動電話網路的行動性 6 - 48
6.7.1　將通話繞送到行動使用者 6 - 50
6.7.2　GSM 的換手 6 - 51
6.8　無線與行動性：對於較高層協定的影響 6 - 54
6.9　總結 6 - 56

第7 章多媒體網路(註：本章內容置於附書光碟中)7 - 1
7.1　多媒體網路應用 7 - 2
7.1.1　視訊的特性 7 - 2
7.1.2　音訊的特性 7 - 3
7.1.3　多媒體網路應用的類型 7 - 4
7.2　串流預儲視訊 7 - 7
7.2.1　UDP 串流 7 - 8
7.2.2　HTTP 串流 7 - 9
7.2.3　適應性串流和DASH 7 - 13
7.2.4　內容散布網路 7 - 14
7.2.5　案例研究：Netflix、YouTube 和康康 7 - 20
7.3　IP 電話 7 - 24
7.3.1　盡力而為IP 服務的限制 7 - 24
7.3.2　在接收端移除音訊的時基誤差 7 - 26
7.3.3　從封包遺失中回復 7 - 29
7.3.4　案例研究：使用Skype 的VoIP 7 - 32
7.4　即時互動性應用的協定 7 - 35
7.4.1　RTP 7 - 35
7.4.2　SIP 7 - 38
7.5　多媒體的網路支援 7 - 43
7.5.1　規劃盡力而為網路 7 - 44
7.5.2　提供多種服務等級 7 - 46
7.5.3 Diffserv 7 - 56
7.5.4 每一連線服務品質(QoS) 保證：資源保留和通話許可 7 - 59
7.6　總結 7 - 62

第8 章計算機網路的安全性(註：本章內容置於附書光碟中) 8 - 1
8.1　何謂網路安全？ 8 - 2
8.2　密碼學原理 8 - 4
8.2.1　對稱式金鑰密碼學 8 - 5
8.2.2　公開金鑰加密 8 - 11
8.3　訊息完整性與數位簽章 8 - 17
8.3.1　密碼學雜湊函數 8 - 18
8.3.2　訊息認證碼 8 - 19
8.3.3　數位簽章 8 - 21
8.4　端點認證 8 - 27
8.4.1　認證協定ap1.0 8 - 28
8.4.2　認證協定ap2.0 8 - 29
8.4.3　認證協定ap3.0 8 - 29
8.4.4　認證協定ap3.1 8 - 30
8.4.5　認證協定ap4.0 8 - 31
8.5　安全的電子郵件 8 - 32
8.5.1　安全的電子郵件 8 - 33
8.5.2　PGP 8 - 36
8.6　安全的TCP 連線：SSL 8 - 38
8.6.1　概觀 8 - 39
8.6.2　較完整的觀點 8 - 42
8.7　網路層的安全性：IPsec 與虛擬私人網路 8 - 44
8.7.1　IPsec 與虛擬私人網路(VPN) 8 - 44
8.7.2　AH 與ESP 協定 8 - 46
8.7.3　安全性繫合 8 - 46
8.7.4　IPsec 資料報 8 - 47
8.7.5　IKE：IPsec 的金鑰管理 8 - 51
8.8　提供無線LAN 的安全性 8 - 52
8.8.1　有線等效私密性(WEP) 8 - 52
8.8.2　IEEE 802.11i 8 - 54
8.9　作業安全性：防火牆與入侵偵測系統 8 - 56
8.9.1　防火牆 8 - 57
8.9.2　入侵偵測系統 8 - 64
8.10　總結 8 - 67

第9 章網路管理(註：本章內容置於附書光碟中) 9 - 1
9.1　什麼是網路管理？ 9 - 1
9.2　網路管理的基礎設施 9 - 5
9.3　網際網路標準管理框架 9 - 7
9.3.1　管理資訊結構：SMI 9 - 10
9.3.2　管理資訊庫：MIB 9 - 13
9.3.3　SNMP 協定的運作以及傳輸層的對應 9 - 17
9.3.4　安全性與管理 9 - 19
9.4　ASN.1 9 - 21
9.5　結語 9 - 26

參考資料(註：本單元置於附書光碟中) 參- 1
【隨書光碟：本書第 1.7、2.7-2.8(6e Python)、7-9章、參考資料之內容，均收錄於隨書光碟中】