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計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 
定 價(jià)：59 元 叢書(shū)名：21世紀(jì)大學(xué)本科計(jì)算機(jī)專業(yè)系列教材
當(dāng)前圖書(shū)已被 2 所學(xué)校薦購(gòu)過(guò)！
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本書(shū)依據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的三條主線——互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)安全，系統(tǒng)地介紹網(wǎng)絡(luò)的基本概念、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與分布式進(jìn)程通信、Internet應(yīng)用與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)；在系統(tǒng)討論網(wǎng)絡(luò)基本工作原理的同時(shí)，注重網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)方法的學(xué)習(xí)；貼近技術(shù)發(fā)展的前沿，對(duì)當(dāng)前研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)——無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的討論。
作者吳功宜在40年前大學(xué)畢業(yè)留校參加工作時(shí)，曾經(jīng)向一位老先生請(qǐng)教如何教好一門課。老先生送給作者的一句話是：“你要給學(xué)生一勺水，那么你自己就需要準(zhǔn)備一桶水”。多年的教學(xué)實(shí)踐使作者深刻地體會(huì)到：要教好一門課，教師需要通過(guò)教學(xué)研究，深入理解課程的精髓，掌握教學(xué)規(guī)律；通過(guò)科研來(lái)提高自身的學(xué)術(shù)水平，提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力。有以上兩點(diǎn)還不夠，還需要在教學(xué)的過(guò)程中，不斷地向?qū)W生學(xué)習(xí)，了解初學(xué)者對(duì)某些問(wèn)題的認(rèn)識(shí)過(guò)程與規(guī)律，搞懂初學(xué)者對(duì)哪些問(wèn)題不容易掌握，以及為什么不容易掌握。
在規(guī)劃教材體系建設(shè)時(shí)，注意到理論知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)際能力培養(yǎng)的關(guān)系問(wèn)題。主教材內(nèi)容定位與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的總體水平，力求做到知識(shí)體系設(shè)計(jì)合理，難易程度適中，配套教材齊全，能夠適應(yīng)我國(guó)不同地區(qū)、不同學(xué)校和專業(yè)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的基本要求。經(jīng)過(guò)十多年的努力，基本形成了由“一本主教材、四本輔助教材和一個(gè)電子教案”構(gòu)成的教材體系，為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)改革提供了一個(gè)良好的平臺(tái)。
主教材《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第4版）》的特點(diǎn)是：
*，打牢網(wǎng)絡(luò)理論與技術(shù)基礎(chǔ)。
在知識(shí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，堅(jiān)持以支撐互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的共性技術(shù)為主線，每一章內(nèi)容力求集中回答其中一個(gè)基本的問(wèn)題。
通過(guò)剖析常用的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實(shí)例，對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行討論，幫助讀者漸進(jìn)、潛移默化地接受前人成熟的研究方法與成果，為繼續(xù)學(xué)習(xí)和研究網(wǎng)絡(luò)技術(shù)奠定基礎(chǔ)。
第二，貼近技術(shù)發(fā)展前沿。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)今計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科中發(fā)展*為迅速的技術(shù)之一，也是計(jì)算機(jī)應(yīng)用中一個(gè)空前活躍的領(lǐng)域。作者潛心研讀了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重要著作、文獻(xiàn)，并結(jié)合個(gè)人與科研團(tuán)隊(duì)的研究工作，貼近技術(shù)發(fā)展前沿，探討計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)體系中“變”與“不變”的關(guān)系，分析學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中“難點(diǎn)”和為什么會(huì)成為難點(diǎn)的問(wèn)題,突出計(jì)算機(jī)專業(yè)的特點(diǎn),對(duì)相關(guān)章節(jié)內(nèi)容做出了適當(dāng)?shù)厝∩?相對(duì)較多地增加了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的份量,形成第4版的知識(shí)體系。
第三，以“系統(tǒng)觀”的思路組織網(wǎng)絡(luò)知識(shí)體系。
計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生需要更強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力的培養(yǎng)。計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)能力的核心是培養(yǎng)學(xué)生具有設(shè)計(jì)和構(gòu)建以計(jì)算技術(shù)為核心、新的應(yīng)用系統(tǒng)的能力，而網(wǎng)絡(luò)知識(shí)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力的重要組成部分。因此，計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)能力的培養(yǎng)要將計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)看成一個(gè)有機(jī)的整體，引導(dǎo)學(xué)生用計(jì)算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)，去理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本工作原理，學(xué)會(huì)用軟件編程的方法去實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能，使得學(xué)生能夠準(zhǔn)確描述與構(gòu)建出真實(shí)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的模型，以及有效地構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的能力。教程在組織每一章、每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，以及習(xí)題、網(wǎng)絡(luò)軟件編程與硬件訓(xùn)練，都力求做到這一點(diǎn)。
第四，貫徹“以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向”的教學(xué)理念。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一門應(yīng)用性與實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。學(xué)生只有通過(guò)系統(tǒng)地訓(xùn)練，才有可能真正掌握和深入理解網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基本理論與方法。教學(xué)團(tuán)隊(duì)在規(guī)劃教材體系建設(shè)時(shí)，堅(jiān)持“以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向”的指導(dǎo)思想，經(jīng)過(guò)近二十年的努力，形成了由“一本主教材、四本輔助教材和一個(gè)電子教案”構(gòu)成的教材體系。
清華大學(xué)出版社為《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第4版）》在線教學(xué)版配套開(kāi)發(fā)了豐富的在線教學(xué)資源，可以在清華大學(xué)出版社的在線教學(xué)平臺(tái)上進(jìn)行練習(xí)與測(cè)試，實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動(dòng)、智能學(xué)習(xí)。
本書(shū)可以供計(jì)算機(jī)、軟件工程、信息安全、物聯(lián)網(wǎng)工程、傳感網(wǎng)技術(shù)、通信工程與電子信息等相關(guān)專業(yè)的本科與碩士研究生作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教材或教學(xué)參考書(shū)，也可以作為從事信息技術(shù)的工程技術(shù)人員與技術(shù)管理人員學(xué)習(xí)、研究網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的參考書(shū)。
如果將“分組交換”概念的提出與ARPANET的出現(xiàn)作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展起點(diǎn)，那么計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展歷程�；仡櫨W(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展的歷程，可以清晰地看到它是沿著“互聯(lián)網(wǎng)—移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)—物聯(lián)網(wǎng)”的軌跡，“由小到大”一步一步地發(fā)展、壯大，“由表及里”地滲透到社會(huì)的各行各業(yè)與各個(gè)領(lǐng)域。
作者記得1984年*次在南開(kāi)大學(xué)計(jì)算機(jī)系開(kāi)設(shè)“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程時(shí)，計(jì)算機(jī)系一屆的百名學(xué)生中只有7位學(xué)生選修了這門課程，人們對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都很陌生。30多年過(guò)去了，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)*成功的應(yīng)用——互聯(lián)網(wǎng)——已經(jīng)成為人們生活與工作環(huán)境的重要組成部分�；ヂ�(lián)網(wǎng)正在改變著人們的生活方式、工作方式與思維方式，也正在改變著世界經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程�，F(xiàn)在談到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí),人們自然會(huì)聯(lián)想到當(dāng)前社會(huì)熱議的幾個(gè)關(guān)鍵詞——“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)”“互聯(lián)網(wǎng)+” 與“網(wǎng)絡(luò)空間安全”。
作者在多年的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與科研工作中，跟蹤著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究與應(yīng)用的發(fā)展，見(jiàn)證了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展過(guò)程。1995年作者參與研究并起草“天津市信息港工程規(guī)劃綱要”，至今也是20年前的事了。在這20多年里，作者見(jiàn)證了我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、社會(huì)信息化與信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程；在參與和主持城市信息化建設(shè)“九五”、“十五”與“十一五”發(fā)展規(guī)劃的研究工作中，作者見(jiàn)證了我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的快速增長(zhǎng)與互聯(lián)網(wǎng)概念逐漸被社會(huì)大眾接受的過(guò)程，學(xué)會(huì)從宏觀的角度去認(rèn)識(shí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，體會(huì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)信息產(chǎn)業(yè)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大影響。這些經(jīng)歷使得作者逐漸對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有了更加深刻、全面的認(rèn)識(shí)。我國(guó)是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的大國(guó)，但不是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)強(qiáng)國(guó)。要實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)”之夢(mèng)，要通過(guò)“互聯(lián)網(wǎng)+”的路徑來(lái)推進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)型，要捍衛(wèi)我國(guó)“網(wǎng)絡(luò)空間安全”，就必須培養(yǎng)出大批的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)精英，大學(xué)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)應(yīng)該在培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高水平人才方面發(fā)揮重要的作用。
出于這樣的認(rèn)識(shí)，作者在修訂《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》的第4版時(shí)，注意解決以下幾個(gè)的問(wèn)題。
*，打牢網(wǎng)絡(luò)理論與技術(shù)基礎(chǔ)。
根據(jù)作者科研和教學(xué)工作體會(huì)，在第4版的寫(xiě)作中力求做到“結(jié)構(gòu)清晰，環(huán)環(huán)相扣，逐步遞進(jìn)；語(yǔ)言流暢，圖文并茂，易讀易懂”。在知識(shí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，堅(jiān)持每一章內(nèi)容力求集中回答計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中一些基本的問(wèn)題。這些問(wèn)題是：
第1章基本概念： 什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)？
第2章物理層： 網(wǎng)絡(luò)中比特流傳輸是如何實(shí)現(xiàn)的？
第3章數(shù)據(jù)鏈路層： 網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性是如何保證的？前言計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第4版）第4章介質(zhì)訪問(wèn)子層： *常用的Ethernet與WiFi的網(wǎng)絡(luò)功能是如何實(shí)現(xiàn)的？
第5章網(wǎng)絡(luò)層： 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是如何實(shí)現(xiàn)的？
第6章傳輸層： 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中分布式進(jìn)程通信是如何實(shí)現(xiàn)的？
第7章應(yīng)用層： 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)是如何設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的？
第8章網(wǎng)絡(luò)安全： 如何保證網(wǎng)絡(luò)安全？
為了達(dá)到“打牢網(wǎng)絡(luò)理論與技術(shù)基礎(chǔ)”的目標(biāo)，本書(shū)堅(jiān)持加強(qiáng)“基礎(chǔ)與方法論”的教學(xué)，在后續(xù)章節(jié)不斷深化，并通過(guò)剖析常用的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實(shí)例，對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行總結(jié)，幫助讀者漸進(jìn)地、潛移默化地接受前人成熟的研究方法與成果，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究網(wǎng)絡(luò)技術(shù)奠定基礎(chǔ)。
第二，貼近技術(shù)發(fā)展前沿。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)今計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科中發(fā)展*為迅速的技術(shù)之一，也是計(jì)算機(jī)應(yīng)用中一個(gè)空前活躍的領(lǐng)域。如果說(shuō)廣域網(wǎng)擴(kuò)大了信息社會(huì)中資源共享的廣度，城域網(wǎng)擴(kuò)大了用戶接入互聯(lián)網(wǎng)的范圍，局域網(wǎng)擴(kuò)大了信息資源共享的深度，個(gè)人區(qū)域網(wǎng)與人體區(qū)域網(wǎng)增強(qiáng)了人類共享信息資源的靈活性，那么物聯(lián)網(wǎng)就是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用RFID和各種感知技術(shù)自動(dòng)獲取物理世界的信息，構(gòu)建覆蓋世界上人與人、人與物、物與物的各種智能信息系統(tǒng)。今后計(jì)算機(jī)與各種智能手機(jī)、PDA、傳感器、射頻標(biāo)簽(RFID)與移動(dòng)智能終端設(shè)備都會(huì)連接到網(wǎng)絡(luò)之中。
隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)+、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)也面臨著一個(gè)快速變化的局面。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與知識(shí)更新的速度也會(huì)進(jìn)一步加快，這就給從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的教師提供了更大的發(fā)展空間，要求我們更快地改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)內(nèi)容與方法。這是一個(gè)艱苦的過(guò)程。因?yàn)樽觥凹臃ā钡那疤崾且龊谩皽p法”。增加新技術(shù)的內(nèi)容比較容易，但是做“減法”時(shí)，刪除過(guò)渡性技術(shù)與陳舊內(nèi)容的過(guò)程的確很難。作者潛心研讀了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重要文獻(xiàn)，并結(jié)合個(gè)人與科研團(tuán)隊(duì)的研究工作，認(rèn)真探討計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)體系中“變”與“不變”的關(guān)系，分析學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中“難點(diǎn)”和為什么會(huì)成為難點(diǎn)的問(wèn)題。對(duì)相關(guān)章節(jié)的內(nèi)容做出了適當(dāng)取舍。
第三，以“系統(tǒng)觀”的思路組織網(wǎng)絡(luò)知識(shí)體系。
計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生需要更強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力的培養(yǎng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力的核心是培養(yǎng)學(xué)生具有設(shè)計(jì)和構(gòu)建以計(jì)算技術(shù)為核心、新的應(yīng)用系統(tǒng)的能力，而網(wǎng)絡(luò)知識(shí)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力的重要組成部分。因此，計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)能力的培養(yǎng)要將計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)視為一個(gè)有機(jī)的整體，引導(dǎo)學(xué)生用計(jì)算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)，去理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本工作原理，學(xué)會(huì)用軟件編程的方法去實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能，使得學(xué)生能夠準(zhǔn)確描述與構(gòu)建出真實(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的模型，以及有效地構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的能力。本書(shū)在組織每一章、每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，以及習(xí)題、網(wǎng)絡(luò)軟件編程與硬件訓(xùn)練都力求做到這一點(diǎn)。在第7章“應(yīng)用層”中，作者選取了代表性的Internet應(yīng)用——Email、Web，尤其是FTP應(yīng)用，從網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、軟件編程與操作系統(tǒng)進(jìn)程通信交互過(guò)程的角度，采用“系統(tǒng)觀”的方法對(duì)前5章描述的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念、原理與實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了概括和總結(jié)。
第四，貫徹“以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向”的教學(xué)理念。
“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”是一門應(yīng)用性與實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。學(xué)生只有通過(guò)系統(tǒng)地訓(xùn)練，才有可能真正掌握和深入理解網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基本理論與方法。教學(xué)團(tuán)隊(duì)在規(guī)劃教材體系建設(shè)時(shí)，堅(jiān)持“以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向”的指導(dǎo)思想，經(jīng)過(guò)20多年的努力，基本形成了由“1本主教材、4本輔助教材、1個(gè)電子教案和1個(gè)題庫(kù)”構(gòu)成的教材體系。與主教材配套的有《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教師用書(shū)》(第4版)、《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》(第3版)、《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟件編程指導(dǎo)》、《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)習(xí)題集與習(xí)題解析》(第2版)和“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)題庫(kù)”。
《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》(第3版)編寫(xiě)了16個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。該書(shū)作者總結(jié)了多年指導(dǎo)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)硬件實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，參考了國(guó)際著名的網(wǎng)絡(luò)公司的認(rèn)證考試內(nèi)容，設(shè)計(jì)了覆蓋物理層到數(shù)據(jù)傳輸，從網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)安全的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課題，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容覆蓋了從基本的組網(wǎng)到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置，簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境編程到網(wǎng)絡(luò)仿真的基本要求。每個(gè)實(shí)驗(yàn)給出了進(jìn)一步掌握該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的練習(xí)與思考題。實(shí)驗(yàn)所要求的設(shè)備相對(duì)比較簡(jiǎn)單，目前大多數(shù)學(xué)校都具備基本的實(shí)驗(yàn)要求。
《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟件編程指導(dǎo)》構(gòu)思了13個(gè)網(wǎng)絡(luò)軟件編程題目。網(wǎng)絡(luò)軟件編程的選題考慮到不同層次網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的覆蓋，同時(shí)將編程題目分為三個(gè)難度級(jí)，讀者可以參考選題指導(dǎo)，根據(jù)不同的要求和不同的基礎(chǔ)，有選擇地、循序漸進(jìn)地完成網(wǎng)絡(luò)軟件編程訓(xùn)練，配合主教材的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生“通過(guò)實(shí)際編程問(wèn)題的訓(xùn)練，達(dá)到加深理解網(wǎng)絡(luò)基本工作原理，掌握網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中軟件編程方法，提高網(wǎng)絡(luò)軟件編程能力”的目的。
《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)習(xí)題集與習(xí)題解析》(第2版)主要研究和參考了Cisco等重要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商認(rèn)證培訓(xùn)大綱與試題、計(jì)算機(jī)專業(yè)研究生入學(xué)統(tǒng)考大綱與試題、全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試(四級(jí))網(wǎng)絡(luò)工程師考試大綱與試題，并從網(wǎng)上收集了一些計(jì)算機(jī)、通信與軟件產(chǎn)業(yè)人員的招聘考題，在系統(tǒng)地分析、比較的基礎(chǔ)上，按照主教材的體系與教學(xué)要求，編寫(xiě)了習(xí)題解析與同步練習(xí)。該書(shū)的特點(diǎn)是： 教師可以使用或參考書(shū)中提供的習(xí)題作為課后練習(xí)；學(xué)生可以隨著教學(xué)進(jìn)度，自我檢查知識(shí)掌握情況；可以作為計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)學(xué)生準(zhǔn)備參加計(jì)算機(jī)專業(yè)碩士研究生全國(guó)統(tǒng)考、求職考試的復(fù)習(xí)參考書(shū)。
《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教師用書(shū)》(第4版)具有三個(gè)特點(diǎn)： 一是對(duì)主教材的知識(shí)體系及每一章的知識(shí)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)均做出了分析，幫助任課教師對(duì)全局與局部?jī)?nèi)容的關(guān)系有準(zhǔn)確地把握；二是作者根據(jù)多年的教學(xué)、科研積累，針對(duì)主教材各章節(jié)重要的知識(shí)點(diǎn)、難點(diǎn)，總結(jié)出300多道任課教師或?qū)W生曾經(jīng)提出的問(wèn)題，并逐一做出了解答；三是為了幫助教師組織好教學(xué)過(guò)程，教師用書(shū)將主教材每一章中較難的練習(xí)題都給出了解析，供任課教師參考。
按照主教材的體系，作者在“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)題庫(kù)”中收集、整理和補(bǔ)充了1000多道網(wǎng)絡(luò)習(xí)題，并進(jìn)行了詳細(xì)的解析。
《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》的第1版于2003年出版，經(jīng)過(guò)多年的努力，形成了比較完備的教學(xué)與教學(xué)資源體系。主教材于2007年修訂出版了第2版；2011年修訂出版了第3版。其中，第2版被評(píng)為普通高等教育“十一五”*規(guī)劃教材；第3版被評(píng)為“十二五”普通高等教育本科*規(guī)劃教材；第2版被評(píng)為2008年度“普通高等教育精品教材”。但是，作者自知“盛名之下，其實(shí)難符”。為了不辜負(fù)廣大讀者的期望，作者與團(tuán)隊(duì)成員多年來(lái)參照國(guó)內(nèi)外知名大學(xué)教材，研究知名大學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)內(nèi)容、教材與主要參考書(shū)、作業(yè)與實(shí)驗(yàn)，以及教學(xué)方法改革的動(dòng)向；選擇國(guó)際上*流行的教材為參照系，結(jié)合團(tuán)隊(duì)成員的科研與教學(xué)研究體會(huì)，使修訂出版的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》(第4版)在水平與質(zhì)量上具有可比性。
教材的寫(xiě)作得到南開(kāi)大學(xué)劉瑞挺教授、徐敬東教授、張建忠教授、吳英副教授、張玉副教授和許昱瑋老師以及網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室很多學(xué)生的幫助。吳英副教授編著完成了書(shū)中的插圖與習(xí)題，修改了第7章、第8章。劉立新老師幫助在網(wǎng)上查找了很多習(xí)題，作者在此表示感謝。同時(shí)，作者也非常感謝夫人牛秀卿教授，正是有她的理解和支持，才使作者能夠安心研究和寫(xiě)作。
面對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速更新和發(fā)展，要完成這樣一個(gè)高標(biāo)準(zhǔn)的寫(xiě)作任務(wù)，作者感到壓力很大。限于作者的學(xué)術(shù)水平，書(shū)中難免有錯(cuò)誤與不妥之處，誠(chéng)懇地希望讀者批評(píng)指正。對(duì)于在使用前幾版教材并提出過(guò)寶貴意見(jiàn)和建議的老師們深表感謝，也希望諸位繼續(xù)關(guān)注和指教，共同為提高我國(guó)“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程的教學(xué)水平而努力。
吳功宜
2017年1月
吳功宜，南開(kāi)大學(xué)計(jì)算機(jī)與控制工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師。長(zhǎng)期從事互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與信息安全方向的教學(xué)與研究工作。歷任南開(kāi)大學(xué)計(jì)算機(jī)系主任、研究生院常務(wù)副院長(zhǎng)、信息技術(shù)科學(xué)學(xué)院院長(zhǎng)。從1984年開(kāi)始為本科生和研究生講授“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”等課程，連續(xù)從事“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)30年；在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息安全方向招收和指導(dǎo)碩士、博士研究生；主持和參加完成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息安全方向的科研項(xiàng)目20余項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇；參加編著和出版的教材、專著共30余部，其中《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》被評(píng)為教育部高等教育精品教材、教育部“十二五”高等教育本科*規(guī)劃教材；《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)教程（第2版）》、《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)（第2版）》與《網(wǎng)絡(luò)安全高級(jí)軟件編程技術(shù)》為“十一五”國(guó)家重點(diǎn)圖書(shū)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科前沿叢書(shū)與研究生系列教材（中文版）；《物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論》為“十二五”國(guó)家重點(diǎn)圖書(shū)、教育部“十二五”高等教育本科*規(guī)劃教材；主持教育部考試中心《全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試（四級(jí)）網(wǎng)絡(luò)工程師》大綱制定與教材編寫(xiě)任務(wù)。2000年獲南開(kāi)大學(xué)優(yōu)秀教師特等獎(jiǎng)；2003年獲天津市“十五”立功獎(jiǎng)?wù)拢?009年“以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)體系建設(shè)”項(xiàng)目獲天津市教學(xué)成果一等獎(jiǎng)；享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼。
吳英，南開(kāi)大學(xué)計(jì)算機(jī)與控制工程學(xué)院副教授、博士，碩士生導(dǎo)師。主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)，主持與參加科研項(xiàng)目8項(xiàng)，近年發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇；編著與出版教材、譯著共10部。多年來(lái)一直從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論與軟件編程教學(xué)工作；曾獲天津市教學(xué)成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。
第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論1
1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展1
1.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展階段的劃分1
1.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展2
1.1.3Internet的高速發(fā)展10
1.1.4寬帶城域網(wǎng)與三網(wǎng)融合技術(shù)的發(fā)展10
1.1.5物聯(lián)網(wǎng)的形成與發(fā)展11
1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的三條主線12
1.2.1*條主線: 從ARPANET到Internet12
1.2.2第二條主線: 從無(wú)線分組網(wǎng)到無(wú)線自組網(wǎng)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)13
1.2.3第三條主線: 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)13
1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義與分類14
1.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義14
1.3.2我們生活與工作的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境15
1.3.3廣域網(wǎng)18
1.3.4城域網(wǎng)20
1.3.5局域網(wǎng)23
1.3.6個(gè)人區(qū)域網(wǎng)23
1.3.7人體區(qū)域網(wǎng)25
1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與結(jié)構(gòu)26
1.4.1早期計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與結(jié)構(gòu)26
1.4.2ISP的層次結(jié)構(gòu)26
1.4.3Internet的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)27
1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)29
1.5.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞亩x29
1.5.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞姆诸惻c特點(diǎn)29
1.6分組交換技術(shù)的基本概念30
1.6.1數(shù)據(jù)交換方式的分類30
1.6.2線路交換的特點(diǎn)31
1.6.3分組交換的特點(diǎn)32
1.6.4數(shù)據(jù)報(bào)方式與虛電路方式34
1.6.5分組交換網(wǎng)中的延時(shí)36
1.6.6面向連接服務(wù)與無(wú)連接服務(wù)40
1.7網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議42
1.7.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念42
1.7.2OSI參考模型46
1.7.3TCP/IP參考模型50
1.7.4OSI參考模型與TCP/IP參考模型的比較52
1.7.5網(wǎng)絡(luò)與Internet協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化組織和管理機(jī)構(gòu)53
1.7.6一種建議的參考模型55
小結(jié)56
習(xí)題56
第2章物理層58
2.1物理層與物理層協(xié)議的基本概念58
2.1.1物理層的基本服務(wù)功能58
2.1.2物理層協(xié)議的類型59
2.1.3物理層向數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務(wù)60
2.2數(shù)據(jù)通信的基本概念61
2.2.1信息、數(shù)據(jù)與信號(hào)61
2.2.2數(shù)據(jù)通信方式62
2.2.3傳輸介質(zhì)的主要類型與特性66
2.2.4數(shù)據(jù)編碼分類73
2.3頻帶傳輸技術(shù)74
2.3.1頻帶傳輸?shù)幕靖拍?4
2.3.2模擬數(shù)據(jù)信號(hào)編碼方法74
2.3.3波特率的定義75
2.4基帶傳輸技術(shù)77
2.4.1基帶傳輸?shù)亩x77
2.4.2數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼方法77
2.4.3脈沖編碼調(diào)制方法78
2.4.4比特率的定義80
2.4.5奈奎斯特準(zhǔn)則與香農(nóng)定理81
2.5多路復(fù)用技術(shù)81
2.5.1多路復(fù)用的基本概念81
2.5.2時(shí)分多路復(fù)用83
2.5.3頻分多路復(fù)用84
2.5.4波分多路復(fù)用85
2.6同步光纖網(wǎng)與同步數(shù)字體系85
2.6.1SONET與SDH的基本概念85
2.6.2基本速率標(biāo)準(zhǔn)的制定86
2.6.3SDH速率體系86
2.7接入技術(shù)88
2.7.1接入技術(shù)的分類88
2.7.2ADSL接入技術(shù)89
2.7.3HFC接入技術(shù)91
2.7.4光纖接入技術(shù)93
2.7.5移動(dòng)通信接入技術(shù)95
小結(jié)98
習(xí)題98
第3章數(shù)據(jù)鏈路層100
3.1差錯(cuò)產(chǎn)生的原因與差錯(cuò)控制方法100
3.1.1設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)鏈路層的原因100
3.1.2差錯(cuò)產(chǎn)生的原因和差錯(cuò)類型101
3.1.3誤碼率的定義102
3.1.4檢錯(cuò)碼與糾錯(cuò)碼102
3.1.5循環(huán)冗余編碼工作原理102
3.1.6差錯(cuò)控制機(jī)制105
3.2數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念106
3.2.1鏈路與數(shù)據(jù)鏈路106
3.2.2數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能106
3.2.3數(shù)據(jù)鏈路層與網(wǎng)絡(luò)層、物理層的關(guān)系107
3.3數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的演變與發(fā)展109
3.3.1面向字符型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的特點(diǎn)109
3.3.2面向比特型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的特點(diǎn)112
3.4點(diǎn)點(diǎn)協(xié)議115
3.4.1PPP協(xié)議的主要特點(diǎn)115
3.4.2PPP協(xié)議幀結(jié)構(gòu)116
3.4.3PPP協(xié)議工作過(guò)程117
小結(jié)120
習(xí)題120
第3章數(shù)據(jù)鏈路層
本章將從差錯(cuò)產(chǎn)生的原因與差錯(cuò)控制方法入手，討論基于點(diǎn).點(diǎn)通信線路的數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念與服務(wù)功能，以及典型的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。本章教學(xué)要求
理解: 數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中差錯(cuò)產(chǎn)生的原因與性質(zhì)。
掌握: 誤碼率的定義與差錯(cuò)控制方法。
掌握: 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念。
了解: 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的分類方法。
掌握: 典型的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議——PPP基本工作原理。
3.1差錯(cuò)產(chǎn)生的原因與差錯(cuò)控制方法[*4/5]3.1.1設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)鏈路層的原因在討論數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念與協(xié)議前，需要討論一個(gè)問(wèn)題，那就是為什么要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)鏈路層？這個(gè)問(wèn)題可以從以下三個(gè)方面來(lái)回答。
（1） 物理線路由傳輸介質(zhì)與通信設(shè)備組成。在物理線路上傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)是存在差錯(cuò)的。誤碼率是指二進(jìn)制比特在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中被傳錯(cuò)的概率。在實(shí)際物理線路的傳輸過(guò)程中，人們需要進(jìn)行大量測(cè)試，求出各種物理線路的平均誤碼率，或者給出某些特殊情況下的平均誤碼率。測(cè)試結(jié)果表明: 電話線路的傳輸速率在300～2400bps時(shí)，平均誤碼率在10-4～10-6之間；傳輸速率在4800～9600bps時(shí)，平均誤碼率在10-2～10-4之間。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)通信的要求是平均誤碼率必須低于10-9，因此普通電話線路不采取差錯(cuò)控制措施就不能滿足計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的要求。
�。�2） 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)鏈路層的主要目的是在有差錯(cuò)的物理線路的基礎(chǔ)上，采取差錯(cuò)檢測(cè)、差錯(cuò)控制與流量控制等方法，將有差錯(cuò)的物理線路改進(jìn)成無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路，向網(wǎng)絡(luò)層提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。
（3） 從參考模型的角度來(lái)看，物理層以上的各層都有改善數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的責(zé)任，數(shù)據(jù)鏈路層是*重要的一層。
3.1.2差錯(cuò)產(chǎn)生的原因和差錯(cuò)類型
我們將通過(guò)物理線路傳輸之后接收數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象稱為傳輸差錯(cuò)（簡(jiǎn)稱差錯(cuò)）。差錯(cuò)的產(chǎn)生是不可避免的，我們的任務(wù)是分析差錯(cuò)產(chǎn)生的原因與類型，研究檢查是否出現(xiàn)差錯(cuò)以及如何糾正差錯(cuò)的差錯(cuò)控制方法。
差錯(cuò)的產(chǎn)生過(guò)程如圖3.1所示。其中，圖3.1（a）表示的是數(shù)據(jù)通過(guò)通信信道的過(guò)程；圖3.1（b）表示的是數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中噪聲的影響。
圖3.1差錯(cuò)的產(chǎn)生過(guò)程
數(shù)據(jù)鏈路層第 3 章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第4版）當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)從發(fā)送端出發(fā)經(jīng)過(guò)物理線路時(shí)，由于物理線路存在著噪聲，因此數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)物理線路傳輸?shù)浇邮斩藭r(shí)，接收信號(hào)必然是數(shù)據(jù)信號(hào)與噪聲信號(hào)電平的疊加。在接收端接收電路在取樣時(shí)對(duì)疊加后的信號(hào)進(jìn)行判斷，以確定數(shù)據(jù)的0、1值。如果噪聲對(duì)信號(hào)疊加的結(jié)果在電平判決時(shí)引起錯(cuò)誤，這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生傳輸數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤。
物理線路的噪聲分為兩類: 熱噪聲和沖擊噪聲。其中，熱噪聲是由傳輸介質(zhì)導(dǎo)體的電子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。熱噪聲的特點(diǎn)是: 時(shí)刻存在，幅度較小，強(qiáng)度與頻率無(wú)關(guān)，但是頻譜很寬。熱噪聲是一種隨機(jī)的噪聲，由熱噪聲引起的差錯(cuò)是一種隨機(jī)差錯(cuò)。
沖擊噪聲是由外界電磁干擾引起的。與熱噪聲相比，沖擊噪聲的幅度比較大，它是引起傳輸差錯(cuò)的主要原因。沖擊噪聲持續(xù)時(shí)間與數(shù)據(jù)傳輸中每比特的發(fā)送時(shí)間相比可能較長(zhǎng)，因此沖擊噪聲引起的相鄰多個(gè)數(shù)據(jù)位出錯(cuò)呈突發(fā)性。沖擊噪聲引起的傳輸差錯(cuò)是一種突發(fā)差錯(cuò)。引起突發(fā)差錯(cuò)比特位的長(zhǎng)度稱為突發(fā)長(zhǎng)度。通信過(guò)程中產(chǎn)生的傳輸差錯(cuò)是由隨機(jī)差錯(cuò)與突發(fā)差錯(cuò)共同構(gòu)成的。
3.1.3誤碼率的定義
誤碼率是指二進(jìn)制比特在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率，它在數(shù)值上近似等于Pe = Ne/N。其中，N為傳輸?shù)亩M(jìn)制比特總數(shù)，Ne為被傳錯(cuò)的比特?cái)?shù)。
在理解誤碼率的定義時(shí)，需要注意以下幾個(gè)問(wèn)題。
�。�1） 誤碼率是衡量數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下傳輸可靠性的參數(shù)。數(shù)據(jù)信號(hào)在物理線路傳輸過(guò)程中一定會(huì)因?yàn)樵肼�、干擾等原因出現(xiàn)錯(cuò)誤，傳輸錯(cuò)誤是正常并且是不可避免的，但是一定要控制在一個(gè)允許的范圍內(nèi)。
（2） 對(duì)于一個(gè)實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，不能籠統(tǒng)地說(shuō)誤碼率越低越好，要根據(jù)實(shí)際傳輸要求提出誤碼率要求。在數(shù)據(jù)傳輸速率確定后，要求傳輸系統(tǒng)的誤碼率越低，則傳輸系統(tǒng)的設(shè)備就會(huì)越復(fù)雜，相應(yīng)造價(jià)也就越高。
（3） 對(duì)于實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，如果傳輸?shù)牟皇嵌M(jìn)制數(shù)，需要折合成二進(jìn)制數(shù)來(lái)計(jì)算。
�。�4） 差錯(cuò)的出現(xiàn)具有隨機(jī)性，在實(shí)際測(cè)量一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)時(shí)，只有被測(cè)量的傳輸二進(jìn)制位數(shù)越大，才會(huì)越接近真實(shí)的誤碼率值。
3.1.4檢錯(cuò)碼與糾錯(cuò)碼
在計(jì)算機(jī)通信中，研究檢測(cè)與糾正比特流傳輸錯(cuò)誤的方法稱為差錯(cuò)控制。差錯(cuò)控制的目的是減少物理線路的傳輸錯(cuò)誤，目前還不可能做到檢測(cè)和校正所有的差錯(cuò)。人們?cè)谠O(shè)計(jì)差錯(cuò)控制方法時(shí)提出以下兩種策略。
�。�1） *種策略是采用糾錯(cuò)碼。糾錯(cuò)碼為每個(gè)傳輸單元加上足夠多的冗余信息，以便接收端能夠發(fā)現(xiàn)，并能夠自動(dòng)糾正傳輸差錯(cuò)。
（2） 第二種策略采用檢錯(cuò)碼。檢錯(cuò)碼為每個(gè)傳輸單元加上一定的冗余信息，接收端可以根據(jù)這些冗余信息發(fā)現(xiàn)傳輸差錯(cuò)，但是不能確定是哪一位或哪些位出錯(cuò)，并且自己不能夠自動(dòng)糾正傳輸差錯(cuò)。
糾錯(cuò)碼方法雖然有優(yōu)越之處，但是實(shí)現(xiàn)起來(lái)困難，在一般的通信場(chǎng)合不易采用。檢錯(cuò)碼方法雖然需要通過(guò)重傳機(jī)制達(dá)到糾錯(cuò)目的，但是工作原理簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)起來(lái)容易，因此得到了廣泛的使用。
3.1.5循環(huán)冗余編碼工作原理
常用的檢錯(cuò)碼主要有奇偶校驗(yàn)碼和循環(huán)冗余編碼。奇偶校驗(yàn)碼是一種*常見(jiàn)的檢錯(cuò)碼，它分為垂直奇偶校驗(yàn)、水平奇偶校驗(yàn)與水平垂直奇偶校驗(yàn)（即方陣碼）。奇偶校驗(yàn)方法簡(jiǎn)單，但檢錯(cuò)能力差，一般只用于通信要求較低的環(huán)境。目前，循環(huán)冗余編碼（cyclic redundancy code，CRC）是應(yīng)用*廣泛的檢錯(cuò)碼編碼方法，它具有檢錯(cuò)能力強(qiáng)與實(shí)現(xiàn)容易的特點(diǎn)。
1. CRC的基本工作原理
CRC檢錯(cuò)方法的工作原理可以從發(fā)送端與接收端兩個(gè)方面進(jìn)行描述。
�。�1） 發(fā)送端將發(fā)送數(shù)據(jù)比特序列當(dāng)作一個(gè)多項(xiàng)式f(x)，用雙方預(yù)先約定的生成多項(xiàng)式G(x)去除，求得一個(gè)余數(shù)多項(xiàng)式R(x)。將余數(shù)多項(xiàng)式加到數(shù)據(jù)多項(xiàng)式之后，一起發(fā)送到接收端。
（2） 接收端用同樣的生成多項(xiàng)式G(x)去除接收到的數(shù)據(jù)多項(xiàng)式f′(x），得到計(jì)算余數(shù)多項(xiàng)式R′(x)。如果計(jì)算余數(shù)多項(xiàng)式R′(x)與接收余數(shù)多項(xiàng)式R(x)相同，表示傳輸無(wú)差錯(cuò)；否則，表示傳輸有差錯(cuò)。出現(xiàn)差錯(cuò)，通知發(fā)送端重傳數(shù)據(jù)，直至正確為止。
圖3.2給出了CRC檢錯(cuò)方法的工作原理示意圖。
圖3.2CRC校驗(yàn)工作原理示意圖
CRC生成多項(xiàng)式G(x)由協(xié)議來(lái)規(guī)定，G(x)的結(jié)構(gòu)及檢錯(cuò)效果是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)分析與實(shí)驗(yàn)后確定的。目前，已有多種生成多項(xiàng)式列入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，例如:
CRC.12G(x)=x12+x11+x3+x2+x+1
CRC.16G(x)=x16+x15+x2+1
CRC.CCITTG(x)=x16+x12+x5+1
CRC.32G(x)=x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10
+x8+x7+x5+x4+x2+x+1
2. CRC校驗(yàn)的工作過(guò)程
CRC校驗(yàn)的工作過(guò)程如下。
�。�1） 發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)多項(xiàng)式f(x)·xk，其中k為生成多項(xiàng)式的*高冪值。對(duì)于二進(jìn)制乘法來(lái)說(shuō)，f(x)·xk的意義是將發(fā)送數(shù)據(jù)比特序列左移k位，用來(lái)放入余數(shù)。
（2） 將f(x)·xk除以生成多項(xiàng)式G（x），得f(x)·xk/G(x)=Q(x)+R(x)/G(x)其中，式中R(x)為余數(shù)多項(xiàng)式。
�。�3） 將f(x)·xk+R(x)作為整體，發(fā)送到接收端。
�。�4） 接收端對(duì)接收到的數(shù)據(jù)多項(xiàng)式f′(x)采用同樣的運(yùn)算，即f ′(x)·xk/G(x)=Q(x)+ R′(x)/G(x)求得計(jì)算余數(shù)多項(xiàng)式R′(x)。
（5） 如果計(jì)算余數(shù)多項(xiàng)式R′(x)等于接收余數(shù)多項(xiàng)式R(x)，表示發(fā)送過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)差錯(cuò)；如果計(jì)算余數(shù)多項(xiàng)式R′(x)不等于接收余數(shù)多項(xiàng)式R(x)，表示發(fā)送過(guò)程中出現(xiàn)了差錯(cuò)。
3. CRC檢錯(cuò)方法的舉例
實(shí)際的CRC校驗(yàn)碼生成是采用二進(jìn)制的模二算法（即減法不借位、加法不進(jìn)位）計(jì)算出來(lái)的，這是一種異或操作。下面通過(guò)一些例子來(lái)進(jìn)一步解釋CRC的基本工作原理。
�。�1） 需要注意的問(wèn)題
在用模二算法生成CRC校驗(yàn)碼時(shí)，需要注意以下問(wèn)題。
�、� 以CRC.12為例，G(x)=x12+x11+x3+x2+x+1，可以寫(xiě)為
G(x)=1×x12+1×x11+0×x10+0×x9+0×x8+0×x7+0×x6+0×x5
+0×x4＋1×x3+1×x2+1×x+1×x0
盡管CRC.12的*高位是x12，k=12。而實(shí)際上用二進(jìn)制表示時(shí)，它的位數(shù)N=13，也就是說(shuō)用二進(jìn)制表示G(x)應(yīng)該是: 1100000001111。k=13－1=12。
�、� 如果在例子中給出生成多項(xiàng)式比特序列為11001，那么寫(xiě)成生成多項(xiàng)式應(yīng)該為
G(x)=1×x4+1×x3+0×x2+0×x1+1×x0
生成多項(xiàng)式的N=5，k=5－1=4。
�。�2） 舉例
下面舉一個(gè)例子來(lái)具體說(shuō)明CRC校驗(yàn)碼的生成過(guò)程。
�、� 發(fā)送數(shù)據(jù)比特序列為110011（6比特）。
�、� 生成多項(xiàng)式比特序列為11001（N=5，k=4）。
�、� 將發(fā)送數(shù)據(jù)比特序列乘以24，那么產(chǎn)生的乘積應(yīng)為1100110000。
�、� 將乘積用生成多項(xiàng)式比特序列去除，按模二算法求得余數(shù)比特序列為1001。
……
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