21世纪高等院校信息与通信工程规划教材：宽带IP网络

为使读者全面掌握宽带IP网络的基本概念、相关协议、网络技术及发展趋势，《宽带IP网络》结合教学改革实践和本学科领域的国内外发展、并吸取国内外新版教材的优点编写而成，具有如下主要特点：
（1）首先概要介绍了宽带IP网络的概念、组成、特点及发展趋势等。
（2）系统地介绍了TCP／lP参考模型和各层协议、路由选择协议以及下一代网际协议IPv6。
（3）全面介绍了局域网技术、宽带IP城域网技术、宽带IP网络的传输技术和接入技术、路由器技术等各种宽带IP网络的相关技术。而且还研究了宽带IP网络的安全问题。
（4）《宽带IP网络》既注重基本理论又强调实际应用技术，又能够跟踪IP网络新技术的发展，力求使读者通过《宽带IP网络》的学习，对宽带IP网络有一个整体的认识，深入地掌握其各种技术。
《宽带IP网络》可作为高等院校通信工程、电子信息等专业的本科或研究生教材，也可供通信工程技术人员参考。

《宽带IP网络》在介绍宽带IP网络基本概念、TCP/IP的基础上，全面地讲述了宽带IP网络的相关技术。主要包括：局域网技术、宽带IP城域网、宽带IP网络的传输技术和接入技术、路由器技术和路由选择协议，另外还研究了宽带IP网络的安全及下一代网际协议IPv6。
《宽带IP网络》取材适宜、结构合理，并重于基本理论和实际应用技术，且能够跟踪新技术的发展。在编写方面，力争做到阐述准确、文字简练、条理清晰、深入浅出、循序渐进。另外，为便于读者学习过程的归纳总结，提高分析问题和解决问题的能力，在每章最后都附有重点内容小结及习题。
《宽带IP网络》既可作为高等院校通信专业本科或研究生教材，也可供从事通信工作的科研和工程技术人员学习参考。

第1章概述1
1.1宽带IP网络的概念及发展过程1
1.1.1宽带IP网络的概念1
1.1.2宽带IP网络的发展过程2
1.2宽带IP网络的组成4
1.2.1IP网络的边缘部分4
1.2.2IP网络的核心部分4
1.3宽带IP网络的特点10
1.4宽带IP网络的QoS11
1.4.1宽带IP网络的QoS性能指标11
1.4.2IP网保证QoS的措施12
1.5宽带IP网络的关键技术及发展趋势15
1.5.1宽带IP网络的关键技术15
1.5.2宽带IP网络技术的发展趋势16
小结16
习题17

第2章宽带IP网络的体系结构18
2.1TCP/IP参考模型18
2.1.1TCP/IP分层模型18
2.1.2TCP/IP模型各层功能及协议22
2.2IP及辅助协议23
2.2.1IP（IPv4）24
2.2.2Internet控制报文协议32
2.2.3ARP和RARP34
2.2.4IP多播及IGMP35
2.3UDP和TCP39
2.3.1可靠传输的原理39
2.3.2协议端口47
2.3.3用户数据报协议47
2.3.4传输控制协议48
2.4应用层协议57
2.4.1域名系统58
2.4.2文件传输协议61
2.4.3远程终端协议62
2.4.4电子邮件63
2.4.5万维网65
2.4.6动态主机配置协议67
小结68
习题70

第3章局域网技术71
3.1局域网概述71
3.1.1局域网的定义及特征71
3.1.2局域网的组成72
3.1.3局域网的分类72
3.1.4局域网标准74
3.2传统以太网76
3.2.1以太网的概念76
3.2.2CSMA/CD技术77
3.2.3以太网的MAC子层协议80
3.2.4几种传统以太网83
3.3扩展的以太网87
3.3.1在物理层扩展以太网88
3.3.2在数据链路层扩展以太网88
3.4高速以太网92
3.4.1100BASE-T快速以太网92
3.4.2吉比特以太网94
3.4.310Gbit/s以太网95
3.5交换式局域网96
3.5.1交换式局域网的基本概念96
3.5.2局域网交换机的基本原理98
3.5.3全双工局域网105
3.5.4交换式局域网的组网技术106
3.6虚拟局域网108
3.6.1VLAN的概念108
3.6.2划分VLAN的好处108
3.6.3划分VLAN的方法109
3.6.4VLAN标准110
3.6.5VLAN之间的通信110
3.7无线局域网111
3.7.1无线局域网的基本概念111
3.7.2扩频通信基本原理和无线局域网的调制方式115
3.7.3无线局域网标准117
3.7.4无线局域网的硬件121
小结124
习题127

第4章宽带IP城域网128
4.1宽带IP城域网的基本概念128
4.1.1宽带IP城域网的概念128
4.1.2宽带IP城域网的特点129
4.1.3宽带IP城域网提供的业务129
4.2宽带IP城域网的分层结构130
4.2.1核心层130
4.2.2汇聚层130
4.2.3接入层131
4.3宽带IP城域网的带宽扩展与管理132
4.3.1带宽扩展与管理的必要性132
4.3.2带宽管理的方法132
4.4宽带IP城域网的用户接入认证133
4.4.1PPPoE技术133
4.4.2DHCP+技术137
4.4.3PPPoE与DHCP+的比较139
4.5宽带IP城域网的IP地址规划139
4.5.1公有IP地址和私有IP地址139
4.5.2宽带IP城域网的IP地址规划141
小结142
习题143

第5章宽带IP网络的传输技术144
5.1IP over ATM144
5.1.1ATM的基本概念144
5.1.2传统的IP over ATM157
5.1.3多协议标签交换158
5.2IP over SDH163
5.2.1SDH技术基础163
5.2.2IP over SDH177
5.3IP over DWDM185
5.3.1DWDM的基本概念185
5.3.2IP over DWDM的概念与网络结构188
5.3.3IP over DWDM分层结构189
5.3.4IP over DWDM的优缺点190
5.4吉比特以太网技术191
5.4.1吉比特以太网的概念191
5.4.2吉比特以太网的优点191
小结191
习题194

第6章宽带IP网络的接入技术195
6.1ADSL接入技术195
6.1.1ADSL的定义195
6.1.2ADSL的系统结构195
6.1.3ADSL的频带分割196
6.1.4ADSL接入网的参考配置197
6.1.5ADSL接入网络结构示例199
6.1.6ADSL调制技术199
6.1.7ADSL的技术特点200
6.1.8影响ADSL性能的因素201
6.2HFC接入技术202
6.2.1HFC网的概念202
6.2.2HFC的网络结构202
6.2.3HFC网的工作过程204
6.2.4HFC网络双向传输的实现204
6.2.5HFC的优缺点206
6.3FTTX+LAN206
6.3.1FTTX+LAN的概念206
6.3.2FTTX+LAN的网络结构206
6.3.3FTTX+LAN接入网络业务种类207
6.3.4FTTX+LAN接入网络的地址管理208
6.3.5FTTX+LAN接入网络的用户广播隔离问题209
6.3.6FTTX+LAN接入业务控制管理210
6.3.7FTTX+LAN的优缺点211
6.4无线接入212
6.4.1无线接入网的概念及分类212
6.4.2本地多点分配业务系统213
6.4.3WiMax214
小结216
习题218

第7章路由器技术和路由选择协议219
7.1路由器技术219
7.1.1路由器的层次结构及用途219
7.1.2路由器的基本构成221
7.1.3路由器的接口224
7.1.4路由器的基本功能224
7.1.5路由器的基本类型224
7.1.6路由器与交换机的比较225
7.2IP网的路由选择协议227
7.2.1IP网的路由选择协议概述227
7.2.2内部网关协议RIP229
7.2.3内部网关协议OSPF234
7.2.4外部网关协议BGP241
7.3IP多播路由选择协议245
7.3.1多播路由选择的需求246
7.3.2多播路由选择算法246
7.3.3多播路由选择协议251
7.4QoS路由254
7.4.1QoS路由状态信息分类和更新254
7.4.2QoS路由计算255
小结258
习题260

第8章宽带IP网络的安全261
8.1宽带IP网络安全的基本概念261
8.1.1宽带IP网络面临的安全性威胁261
8.1.2宽带IP网络安全服务的基本需求263
8.1.3宽带IP网络安全的措施264
8.2VPN的实现271
8.2.1VPN的概念271
8.2.2IP VPN272
小结282
习题284

第9章下一代网际协议IPv6285
9.1IPv6的引入及其特点285
9.1.1IPv6的引入285
9.1.2IPv6的特点286
9.2IPv6数据报格式286
9.3IPv6地址体系结构290
9.3.1IPv6的地址结构290
9.3.2IPv6地址的表示方法290
9.3.3IPv6地址空间的分配291
9.4Ipv4向IPv6过渡的方法293
9.4.1使用双协议栈293
9.4.2使用隧道技术294
小结294
习题295

请求时，就给出相应的回答（可能是最后的结果，也可能是下一步应当找的域名服务器的IP地址）。
③权限域名服务器
一个服务器所负责管辖的（或有权限的）范围叫做区（zone），区可能等于域，也可能小于域。每一个区设置相应的权限域名服务器，用来保存该区中的所有主机的域名到IP地址的映射。
当一个权限域名服务器还不能给出最后的查询回答时，就会告诉发出查询请求的DNS客户，下一步应当找哪一个权限域名服务器。
④本地域名服务器
本地域名服务器（有时也称为默认域名服务器）对域名系统非常重要。当一个主机发出DNS查询请求时，这个查询请求报文就发送给本地域名服务器。每一个Internet服务提供者（ISP），或一个大学，甚至一个大学里的系，都可以拥有一个本地域名服务器。
（2）域名的解析过程
①主机向本地域名服务器的查询
主机向本地域名服务器的查询一般都是采用递归查询。如果主机所询问的本地域名服务器不知道被查询域名的IP地址，那么本地域名服务器就以.DNS客户的身份，向其他根域名服务器继续发出查询请求报文。即本地域名服务器替该主机继续查询，而不是让该主机自己进行下一步的查询。
②本地域名服务器向根域名服务器的查询
本地域名服务器向根域名服务器的查询有两种方法。
·迭代查询——当根域名服务器收到本地域名服务器的迭代查询请求报文时，如果它知道本地域名服务器所要查询域名的IP地址，就给出其IP地址；如果根域名服务器不知道被查询域名的IP地址，就告诉本地域名服务器：“你下一步应当向哪一个域名服务器进行查询”，然后让本地域名服务器进行后续的查询。如图2.36所示。

随着信息技术的飞速发展和IP网用户数量的迅猛增加以及多媒体应用需求的不断增长，人们对IP网提高带宽的渴望越来越强。
初期的Internet仅提供文件传输、电子邮件等数据业务，如今的Internet集图像、视频、声音、文字、动画等为一体，即以传输多媒体宽带业务为主，由此Internet的发展趋势必然是宽带化——向宽带IP网络发展，宽带IP网络技术则应运而生。
“宽带IP网络”课程是通信工程专业的一门非常重要的必修专业课程。对于通信工程和其他相关专业的学生来说，建立宽带IP网络的概念，学习TCP/IP，掌握宽带IP网络实际应用技术等是至关重要的。
为了使学生更好地掌握宽带IP网络技术，本书在编写过程中注重教学改革实践效果和宽带IP网络新技术的发展。
全书共有9章。
第1章概述，简单介绍宽带IP网络的概念及发展过程、宽带IP网络的组成及特点，宽带IP网络的QOS和宽带IP网络的关键技术及发展趋势等内容。
第2章宽带IP网络的体系结构，首先概括介绍TCP／IP参考模型的各层功能及协议，然后详细论述IP及辅助协议（ICMP，ARP和RARP，IGMP）、UDP和TCP及应用层各种协议等。
第3章局域网技术，首先介绍局域网的定义及特征、局域网的组成、分类和局域网标准，然后具体论述传统以太网的介质访问控制协议和几种常见的传统以太网、扩展的局域网、高速以太网、交换式局域网、虚拟局域网（VL，AN）和无线局域网等内容。特别是对应用较普遍的交换式局域网和虚拟局域网的相关问题进行深入探讨。
第4章宽带IP城域网，首先介绍宽带IP城域网基本概念，然后详细阐述宽带IP城域网的分层结构和宽带IP城域网的带宽扩展与管理、用户接入认证，最后介绍宽带IP城域网的IP地址规划问题。
第5章宽带IP网络的传输技术，详细介绍宽带IP网络常用的几种传输技术：IP overATM，IP over SDH，IP over DWDM和吉比特以太网技术（GE）的概念、分层结构和优缺点等内容。
第6章宽带IP网络的接入技术，讲述宽带IP网络常用的几种接入技术：ADSL，HFC，FTTX+LAN和宽带无线接入技术的相关内容。