在本书中，作者根据其多年的研究和教学经验，对复杂的数据通信和计算机网络 领域技术进行了清楚而透彻的讲解。本书的第4版在原有基础上，增加了对数据通 信、计算机网络和开放系统领域新技术的介绍，以反映该领域的最新进展，学生或者专业技术人员都能从中获益匪浅。
本书中包含的重要主题如下:
●包含数字传输的基本理论
●数字租用电路，包括PDH、SONET和SDH
●协议基础，包括协议的规范说明和实现方法
●遗留LAN和无线局域网
●高速局域网，包括100 Base T和100 VG AnyLAN
●透明源路由选择网桥
●包交换和帧中继网络，及其使用的协议
●多业务宽带网络，包括ATM LAN和MAN
●网际互连结构、协议和路由选择算法
●TCP IP和OSI应用协议，包括X.400和X．500
●数据加密和网络安全算法
●网络管理体系结构，包括SNMP和CMIP
本书是一本颇有影响的计算机通信与网络教材，它全面地介绍了近些年来数据通信领域，特别是计算机网络领域的一些重大进展。全书由三个相对独立的部分组成：数据通信、计算机网络与开放系统。第一部分主要讨论在串行数据链路中数据转换的基本问题；第二部分讨论计算机网络并描述不同类型的计算机网络的操作；第三部分介绍了附加协议的操作。本书适合作为计算机、通信、电子工程等专业本科生、研究生的教材，也适合相关专业的技术人员参考。
Fred Halsall是英国威尔士大学的通信工程教授。他在通信工程领域有20多年的研究经验，发表过大量的著作。
前 言
目标
现在计算机可以说无处不在：在家庭里、在办公室里、在银行里、在中小学和大专院校里，等等。虽然在有些情况下，计算机能以单机的方式来完成任务，但在许多情况下，计算机之间必须互相交换信息。这意味着，目前所安装的大多数形式的计算设备，设计时要考虑数据通信设施的类型，使得该设备能与其他计算机进行通信。在许多情况下，我们不仅要了解可以使用哪些类型的数据传输线路，而且要了解不同类型的计算机通信网络的接口需求。在目前有关计算机系统设计的课程中，数据通信和计算机网络已经成为重要的主题。
在计算机网络的大量应用中，提供在两个系统之间交换信息的方法只能解决部分问题。例如，异构的（即不同的）计算机组成的分布式系统要在网络上交换信息文件，就必须解决在系统间以不受约束的（开放的）方式进行通信的情况下，使用不同的操作系统（进而是文件系统）和不同的字符集合和字长的问题。在计算机网络应用中了解各种面向应用的通信协议也是必要的，这些通信协议用于建立通信环境，在这样的通信环境中，来自不同制造商的计算机可以以开放的方式交换信息。本书的三个部分—数据通信、计算机网络和开放系统—涵盖了所有这些问题。
预期的读者
本书主要作为学生学习数据通信、计算机网络和计算机通信协议课程的教科书，供电子工程、计算机工程、计算机系统和计算机科学专业的学生使用。此外，也适合于希望获得相关内容的操作知识的工程师和计算机专业人员。
在大多数大专院校中，书中涉及的主题分设在教学过程中的不同课程，有些内容设在本科生课程中，而有些内容设在研究生课程中。因此，除了在基础课程中，课程安排不必过多地考虑背景知识。本书的先导课程是基本逻辑电路和计算机体系结构，并且有使用高级结构化程序设计语言进行实际项目开发的工作经验。
本书没有过多涉及数字通信理论，因为这部分内容主要属于电子工程领域。本书在开始部分简要介绍了用于传输数据的不同类型传输介质和确定最大数据传输速率的关键理论。然后描述了接口部件具有的功能，这些部件用在每个计算机上，通过基本数据传输设备在两个计算机间实现可靠的数据传送。这包括用于检测接收数据中出现差错的不同方法以及要求发送计算机再发送数据拷贝的规程。这些规程构成了数据链路协议，并且在许多不同的协议中使用。
本书首先阐述了通过物理数据链路连接在一起的计算机如何实现可靠数据传送。要实现多台计算机之间的数据传送，就要通过计算机网络。所以在后续的章节里，首先描述了不同类型的计算机网络，并讨论了与每种网络类型相关联的接口电路的操作及其相关通信协议；然后描述了使得两台或多台计算机连接到计算机网络中以完成特定的分布式应用功能的附加协议。
实际上，在数据传输层之上的通信协议主要是以软件来实现的。所以，在讨论各种通信协议的应用时，除了量化描述其操作外，还要描述协议是如何实现的。而且，对于读者，了解这些协议之间如何协作及互相通信，以完成整个通信功能也是同样重要的。本书将详细讨论这些问题。
本书结构
本书严格参照开放系统互连的ISO参考模型。第一部分“数据通信”主要讨论在串行数据链路中实现可靠数据传送的基本问题。
第二部分“计算机网络”讨论计算机网络并描述不同类型计算机网络的工作原理，这是分布式环境下计算机之间进行通信的基础。
第三部分“开放系统”介绍并描述了网络协议，这是计算机上运行的分布式应用进程能以开放的方式交换数据的基础。这使得在各种计算机提供的字符集、字的大小或者服务方式之间存在差异的情况下，能实现大量的分布式处理功能。
本版中的新内容
从本书的上一版问世以来，在数据通信领域，特别是计算机网络领域，取得了许多重大的进展。所以，本版的主要目的就是将这些进展结合进来，为读者带来最新的内容。并且，作者还给出了针对大学生和研究生的有关本书三个主题的讲座课程和许多用于实际工程师和计算机学者的自学课程。这些内容也在新版中。
在数据通信领域，许多公用通信公司开始提供新一代的数字化租用电路，这些电路构成部分新的同步光纤传送网（SONET）—也称为同步数字系列（SDH）。有关这些内容的阐述在数据传输的章节中。此外，数字传输的基本理论也在这一章中阐述，使读者更加充分地了解数据通过不同的介质类型时的速率限制因素。
在计算机网络领域，将无线电和光作为传输介质的局域网（LAN）已经在使用，也称为无线LAN。本书完整地阐述了无线LAN及其操作特性。对传输速率的更高需求导致高速LAN的产生。除了FDDI外，还有两种CSMA/CD（以太）LAN—100 Base 4T和100 Base X— 和新的LAN类型（100 Base VG-AnyLAN）。
无论无线LAN还是各种高速LAN，现有的LAN提供的服务是相似的。然而，新一代的计算机网络不仅提供了数据服务，而且提供了对不同介质间数据传送的支持，例如音频和视频。这些网络称为宽带多业务网，本书专门有一章介绍这类网。这些网络使用不同于现有LAN的操作模式，称为异步传输模式（ATM）。这些网络包括ATM LAN和ATM城域网（MAN）。MAN现在已通过公用通信公司开发出来，用于城镇之间LAN的互连。
使用方法
对于教师
本书涉及三门相对独立的课程：电子工程、计算机系统和计算机科学专业的本科生和研究生课程，也适合于开发数据和计算机通信系统的工程技术人员。本书仅仅要求读者具备基本的知识：基本的逻辑电路和计算机体系结构，并且有用高级程序设计语言进行结构化设计的实践经验。
使用本书以前版本的读者将本书与其他同类书籍进行了比较，总结出三个主要优点。第一，在协议的描述上，使学生了解协议如何以程序代码来实现；第二，本书解释了构成协议族的不同协议之间如何交互和通信以完成特定的分布式信息处理任务；第三，采用大量的图形解释细节，并减少备课时间。在新版中我们继续保持了这三个优点。
本书内容丰富，分别涉及数据通信、计算机网络和开放系统。数据通信的课程主要在第一部分，另外附录A介绍了正向差错控制的内容。如果学生具有必要的背景知识，也可以学习附录B中有关传输控制电路的内容。
计算机网络的完整课程在第二部分。如果单独讲授计算机网络课程，可以加上第11章中有关传输协议的内容。第三部分阐述开放系统的面向应用协议的主要内容，这些内容包括TCP/IP和OSI协议族。如果单独讲授开放系统，可加上第9章中有关网际互连的内容。第一部分和第二部分的内容加起来可以作为数据通信与计算机网络的课程；第二部分和第三部分的内容加起来可以作为计算机通信与开放系统的课程。
对于学生
本书可用于自学，许多章节包含实例，并用大量插图进行解释。在每一章的结尾有大量的练习，用于测试学生的理解程度。
本书在每章的结尾以图形的方式总结每章知识点及其顺序，这些图形不仅直观地展示了该章知识点之间的相互关系，也提供了该章内容与其他章节内容的关系。
感谢
借此机会，我感谢对本书以前的版本提出意见和建议的同仁，他们使我在新版中对结构和内容进行改进：A. Houghton, Sheffield大学, 英国；G. Tagg, Oxford Brookes大学, 英国；A. Koelmans, Newcastle大学, 英国；L. MacKenzie, Glasgow大学, 英国；S. Benson, Staffordshire大学, 英国；R. Newman-Wolfe, Flordia大学, 美国；B. Veenendaal, Curtin大学，美国；A. Ruighauer, Melbourne大学，美国；J. Silvester, Southern California大学, 美国；A. Shaout, Michigan大学, 美国；D. Jacobson, Iowa州立大学, 美国；J. Jormakka, Helsinki技术大学，芬兰；T. Karvi, Helsinki大学，芬兰；T. Bellika, Finnmark学院，芬兰；S. Knapskog, Trondheim大学，挪威；P. Vest縧, Agder工程学院，挪威；L. Christoff和T. Walasek, Uppsala大学，瑞典。特别感谢Queen Mary and Westfield学院的S. Wilbur博士和她的学生（F. Ojuri, A. Killick, R. Payne, M. McDonald, T. Blomfield, A. Plewes, B. Robson）。我也感谢如下对新版书提出建设性意见的同仁：Allan Fisher, Carnegie Mellon大学, 美国；Gong Su, Columbia大学，美国；Andrew Scott, Lancaster大学，英国；Jon Crowcroft, College London大学，英国；Ian Whitworth, Cranfield大学，英国。
最后，我要借此机会表达我对Irene Dendle的诚挚的感谢，她帮助我作了手稿的整理和大量的校对工作；我要感谢我的研究助手，他们帮助整理了大量与新内容有关的论文和文献；感谢我的妻子Rhiannon在我写书的时候给予我的支持与理解，谨以此书献给她。
Fred Halsall
1995年9月
吴时霖 吴永辉 魏霖：暂无简介
译 者 序
本书是一本颇有影响的计算机通信与网络的教材，自1985年第1版问世后，经历1988年第2版，1992年第3版，1995年第4版不断的修订再版。本书是按第4版翻译，该书尽可能全面地介绍了这些年来数据通信领域，特别是计算机网络领域一些重大的进展。全书以三个相对独立部分组成：数据通信、计算机网络与开放系统，面向电子工程、计算机系统和计算机科学专业的本科生和研究生，也适用于开发数据和计算通信系统的工程技术人员。
自第1版、第2版以来，本书在国内也有较大的影响，一些高等院校与研究部门按照该书的内容与组织方式编写了通信、计算机等专业本科生和研究生的教材，以及各种研讨班、专业讲座的讲授内容，深受欢迎。本书有三个主要特点：第一，在协议描述方面使人们了解协议如何以程序代码实现；第二，不同协议之间如何相互作用和通信来完成特定分布式信息处理；第三，采用大量的图表配合文字说明，便于更直观地理解细节。
本书前言、第1～5章由复旦大学计算机科学与工程系吴永辉、吴时霖翻译，第6～10章由上海阿尔卡特网络资源系统有限公司魏霖与复旦大学计算机科学与工程系周正康翻译，第11～14章、附录、索引和缩略语由复旦大学计算机科学与工程系吴时霖、徐公权、胡绍鑫翻译。全书最后由吴时霖进行审校，本书涉及学科广，限于水平，翻译不妥或错误在所难免，敬请广大读者批评指正。
吴时霖
2002年12月于复旦大学
出版者的话
专家指导委员会
译者序
前言
第一部分 数据通信
第1章 数据通信网络和开放系统标准 2
1.1 数据通信网络 3
1.2 标准 5
1.3 ISO参考模型 9
1.3.1 面向应用的层 11
1.3.2 依赖网络的层 13
1.4 开放系统标准 13
第2章 电气接口 17
2.1 传输介质 18
2.1.1 双线开放线 18
2.1.2 双绞线 18
2.1.3 同轴电缆 19
2.1.4 光纤 20
2.1.5 卫星 21
2.1.6 地面微波 21
2.1.7 无线电波 22
2.2 衰减与失真源 23
2.2.1 衰减 24
2.2.2 带宽限制 25
2.2.3 时延失真 28
2.2.4 噪声 29
2.3 信号类型 32
2.3.1 V.28 32
2.3.2 20mA电流环路 33
2.3.3 RS-422A/V.11 34
2.3.4 同轴电缆信号 34
2.3.5 光纤信号 37
2.3.6 卫星与无线电 38
2.4 信号传播延迟 39
2.5 公用载波电路 41
2.5.1 模拟PSTN电路 41
2.5.2 数字租用线路 49
2.6 物理层接口标准 60
2.6.1 EIA-232D 60
2.6.2 EIA-530 64
2.6.3 V.35 64
2.6.4 X.21 64
2.6.5 ISDN接口 64
2.6.6 标准综述 65
习题 67
第3章 数据传输 72
3.1 数据传输基础 72
3.1.1 位串行传输 74
3.1.2 通信方式 74
3.1.3 传输方式 74
3.1.4 差错控制 77
3.1.5 流量控制 78
3.1.6 数据链路协议 78
3.2 异步传输 78
3.2.1 位同步 79
3.2.2 字符同步 81
3.2.3 帧同步 81
3.3 同步传输 81
3.3.1 位同步 82
3.3.2 面向字符的同步传输 89
3.3.3 面向位的同步传输 90
3.4 差错检测方法 92
3.4.1 奇偶校验 93
3.4.2 块和校验 95
3.4.3 循环冗余校验 96
3.5 数据压缩 101
3.5.1 压缩十进制数 101
3.5.2 相对编码 102
3.5.3 字符压缩 102
3.5.4 霍夫曼编码 103
3.5.5 动态霍夫曼编码 107
3.5.6 传真压缩 110
3.6 传输控制电路 115
3.7 通信控制设备 116
3.7.1 时分多路复用器 117
3.7.2 统计多路复用器 119
3.7.3 块方式设备 120
习题 122
第4章 协议基础 126
4.1 差错控制 126
4.2 空闲RQ协议 127
4.2.1 层次结构 130
4.2.2 协议规范说明 132
4.2.3 空闲RQ协议规范 132
4.2.4 链路利用 138
4.3 连续RQ协议 141
4.3.1 选择重发协议 143
4.3.2 回退N帧协议 146
4.3.3 流量控制 149
4.3.4 序列号 150
4.3.5 协议规范说明 152
4.3.6 链路利用 156
4.4 链路管理 158
习题 160
第5章 数据链路控制协议 164
5.1 应用环境 164
5.2 面向字符协议 167
5.2.1 单工通信协议 167
5.2.2 半双工通信协议 169
5.2.3 全双工通信协议 177
5.3 面向位通信协议 179
5.3.1 高级数据链路控制 179
5.3.2 链路访问规程版本B 188
5.3.3 多链路规程 190
5.3.4 调制解调链路访问规程 191
5.3.5 D信道链路访问规程 193
5.3.6 逻辑链路控制 195
习题 200
第二部分 计算机网络
第6章 局域网 204
6.1 有线局域网 204
6.1.1 拓扑 205
6.1.2 传输介质 207
6.1.3 介质访问控制方式 211
6.1.4 标准 214
6.2 有线局域网类型 214
6.2.1 CSMA/CD总线型 214
6.2.2 令牌环 220
6.2.3 令牌总线 231
6.3 性能 236
6.4 无线局域网 237
6.4.1 无线传输介质 239
6.4.2 传输方案 243
6.4.3 介质访问控制方式 250
6.4.4 标准 255
6.5 协议 256
6.5.1 MAC子层服务 256
6.5.2 LLC子层 257
6.5.3 网络层 258
习题 260
第7章 高速桥接局域网 265
7.1 交换以太网 266
7.2 快速以太网 268
7.2.1 100 Base 4T 270
7.2.2 100 Base X 275
7.3 IEEE 802.12 275
7.3.1 拓扑结构 276
7.3.2 MAC协议 277
7.3.3 物理层 281
7.3.4 性能 282
7.4 FDDI 283
7.4.1 网络配置 283
7.4.2 物理接口 285
7.4.3 帧传输和帧接收 287
7.4.4 计时令牌循环协议 287
7.4.5 性能 289
7.4.6 同步数据 291
7.5 网桥 293
7.6 透明网桥 295
7.6.1 生成树算法 298
7.6.2 拓扑调整 306
7.6.3 远端网桥 306
7.7 源路由选择网桥 307
7.7.1 路由选择算法 308
7.7.2 与透明网桥的比较 311
7.7.3 与不同LAN类型网际互连 313
习题 315
第8章 广域网 319
8.1 公共数据网的特征 319
8.1.1 电路交换和分组交换 320
8.1.2 数据报和虚拟电路 322
8.2 分组交换数据网络 323
8.2.1 物理层 324
8.2.2 链路层 324
8.2.3 分组（网络）层 325
8.2.4 终端访问 337
8.2.5 X.25网络的互连 339
8.2.6 LAN上的X.25PLP 344
8.3 电路交换数据网 345
8.3.1 X.21接口协议 345
8.3.2 X.21bis 347
8.3.3 链路层和网络层 347
8.4 综合业务数字网 348
8.4.1 用户接口 348
8.4.2 网络访问点 349
8.4.3 信道类型 350
8.4.4 用户-网络接口 351
8.4.5 用户接口协议 351
8.4.6 信令协议 353
8.4.7 帧中继服务 354
8.4.8 反多路复用 358
8.5 专用网络 360
习题 362
第9章 网际互连 365
9.1 网际互连体系结构 366
9.2 网际互连问题 367
9.3 网络层结构 372
9.4 互联网协议标准 373
9.5 因特网IP 374
9.5.1 地址结构 374
9.5.2 数据报 376
9.5.3 协议功能 377
9.5.4 分段/重装 378
9.5.5 路由选择 380
9.5.6 因特网控制报文协议 388
9.6 IPv6 390
9.6.1 数据报结构 390
9.6.2 多播支持 392
9.7 ISO网际协议 392
9.7.1 用户服务 392
9.7.2 使用的服务 394
9.7.3 协议功能 396
9.8 ISO 路由选择协议 409
9.8.1 ES 到 IS协议 409
9.8.2 路由选择算法 410
9.8.3 IS 到 IS协议 415
习题 418
第10章 宽带多业务网络 422
10.1 网络需求 422
10.2 FDDI-II 425
10.2.1 周期结构 425
10.2.2 初始化过程 427
10.2.3 带宽分配 427
10.3 信元网络 429
10.4 ATM LAN 429
10.4.1 信元格式和交换原理 431
10.4.2 交换机体系结构 435
10.4.3 协议体系结构 440
10.4.4 ATM适配层 441
10.4.5 ATM层 444
10.4.6 呼叫处理 445
10.5 DQDB 450
10.5.1 子网体系结构 453
10.5.2 协议体系结构 453
10.5.3 队列仲裁访问协议 456
10.5.4 带宽平衡 457
10.5.5 优先级分布队列 459
10.5.6 时隙和段格式 461
10.5.7 SMDS 462
10.6 ATMR 465
10.6.1 访问控制协议 466
10.6.2 多优先级协议 469
10.7 CRMA-II 470
10.7.1 帧传输 471
10.7.2 访问控制机制 472
习题 477
第三部分 开放系统
第11章 传输层协议 482
11.1 用户数据报协议 482
11.2 传输控制协议 485
11.2.1 可靠流传输服务 485
11.2.2 协议操作 488
11.3 OSI协议 492
11.4 服务定义 494
11.4.1 名称 494
11.4.2 地址 495
11.4.3 服务原语 495
11.4.4 服务参数和层间交互 496
11.4.5 原语顺序 499
11.5 协议规范说明 499
11.5.1 PDU定义 499
11.5.2 协议操作概述 501
11.5.3 协议规范说明方法 502
11.6 传输层 503
11.6.1 概述 503
11.6.2 用户服务 504
11.6.3 协议操作 507
11.6.4 网络服务 512
11.6.5 协议规范 512
11.6.6 协议的实现 516
习题 520
第12章 面向应用的协议 523
12.1 会话层 525
12.1.1 令牌概念 526
12.1.2 用户服务 527
12.1.3 会话协议 528
12.1.4 协议规范 530
12.2 表示层 531
12.3 ASN.1 534
12.3.1 编码 538
12.3.2 解码 542
12.4 数据加密 542
12.4.1 术语 542
12.4.2 基础技术 542
12.4.3 数据加密标准 545
12.4.4 RSA算法 548
12.4.5 消息认证 549
12.5 表示层协议 553
12.5.1 表示层服务 553
12.5.2 协议规范 555
12.6 联系控制服务元素 555
12.7 远程操作服务元素 558
12.8 委托、并发和恢复 561
12.9 可靠的传输服务元素 567
习题 568
第13章 特定应用协议 571
13.1 TCP/IP应用协议 572
13.1.1 建立一个传输连接 573
13.1.2 TELNET 574
13.1.3 FTP 576
13.1.4 SMTP 578
13.1.5 SNMP 580
13.2 ISO应用协议 584
13.2.1 VT 585
13.2.2 FTAM 589
13.2.3 MOTIS 593
13.2.4 SAME 599
13.2.5 MMS 605
13.2.6 作业传送和处理 606
13.2.7 DTP 609
习题 610
第14章 系统综述 614
14.1 目录服务 614
14.1.1 域名系统 616
14.1.2 X.500目录 620
14.2 OSI环境实例 627
14.3 层间交互 629
14.3.1 TCP/IP 629
14.3.2 OSI 632
14.4 协议实现方法 642
14.4.1 层间通信 645
14.4.2 用户元素的实现 646
14.4.3 层管理 649
14.5 相关标准 651
14.5.1 EDI 652
14.5.2 ODA 652
习题 653
附录A 正向差错控制 657
附录B 传输控制电路 664
附录C 标准化组织简介 669
术语表 670
参考文献 679
缩略语 685
索引 695
