前言FOREWORD 作者在40年前大学毕业留校工作时，曾经向一位老先生请教如何教好一门课。老先生送给作者的一句话是： “你要给学生一勺水，那么你自己就需要准备一桶水”。多年的教学实践让作者深刻地体会到： 要教好一门课，教师需要通过教学研究，深入理解课程的精髓，掌握教学规律；通过科研来提高自身的学术水平，提高理论联系实际的能力。此外，还需要在教学的过程中，不断地向学生学习，了解初学者对某些问题的认识过程与规律，搞懂初学者对哪些问题不容易掌握，以及为什么不容易掌握。 作者在规划教材体系建设时，注意到理论知识学习和实际能力培养的关系问题。主教材内容定位与网络技术发展的总体水平，力求做到知识体系设计合理，难易程度适中，配套教材齐全，能够适应我国不同地区、不同学校和专业网络课程教学的基本要求。经过十多年的努力，基本形成了由“一本主教材、四本辅助教材和一个电子教案”构成的教材体系，为计算机网络课程教学改革提供了一个良好的平台。 主教材《计算机网络（第4版）》具有以下特点。 第一，打牢网络理论与技术基础。 在知识结构的设计中，坚持以支撑互联网、移动互联网与物联网发展的共性技术为主线，每一章内容力求集中回答其中一个基本的问题。 第1章计算机网络概论： 什么是计算机网络？ 第2章物理层： 网络中比特流的传输是如何实现的？ 第3章数据链路层： 网络中数据传输的正确性是如何保证的？ 第4章 介质访问控制子层： 最常用的Ethernet与WiFi的网络功能是如何实现的？ 第5章网络层： 网络互联是如何实现的？ 第6章传输层： 网络环境中分布式进程通信是如何实现的？ 第7章应用层： 网络应用系统是如何设计和实现的？ 第8章网络安全： 如何保证网络安全？ 通过剖析常用的网络应用实例，对网络应用系统的设计与实现方法进行讨论，帮助读者渐进、潜移默化地接受前人成熟的研究方法与成果，为继续学习和研究网络技术奠定基础。 第二，贴近技术发展前沿。 计算机网络是当今计算机科学与技术学科中发展最为迅速的技术之一，也是计算机应用中一个空前活跃的领域。如果说广域网的作用是扩大了信息社会中资源共享的广度，城域网是扩大了用户接入互联网的范围，局域网是扩大了信息资源共享的深度，个人区域网络是增强了人类共享信息的灵活性，那么物联网是在互联网技术的基础上，利用RFID、感知技术与无线传感器网络自动获取物理世界的信息，构建“人机物”深度融合的系统。在物联网时代，计算机、智能手机、传感器、射频标签、机器人、可穿戴设备都会连接到网络之中。计算机网络技术的发展为物联网“人机物”深度融合系统的形成提供了技术支撑；而物联网技术与产业的发展又为计算机网络技术提出了很多富有挑战性的研究课题。作者潜心研读了近年来国内外计算机网络的重要著作、文献，并结合个人与科研团队的研究工作，贴近技术发展前沿，探讨计算机网络知识体系中“变”与“不变”的关系，分析学生学习过程中的“难点”和为什么会成为难点的问题,突出计算机专业的特点,对相关章节内容做出了适当地取舍,相对较多地增加了无线网络的分量,形成第4版的知识体系。 再版前言计算机网络教师用书（第4版）第三，以“系统观”的思路组织网络知识体系。 计算机专业学生需要更强调计算机系统能力的培养。计算机专业学生系统能力的核心是培养学生具有设计和构建以计算技术为核心、新的应用系统的能力，而网络知识是计算机系统能力的重要组成部分。因此，计算机专业学生系统能力的培养要将计算机与计算机网络看成一个有机的整体，引导学生用计算机组成原理、操作系统的基础知识，去理解计算机网络基本工作原理，学会用软件编程的方法去实现网络服务功能，使得学生能够准确描述与构建出真实网络应用系统的模型，以及有效地构造网络应用系统。教程在组织每一章、每一个知识点，以及习题、网络软件编程与硬件训练时，都力求做到这一点。 “应用层”选取了有代表性的Internet应用（FTP应用），从体系结构、网络协议、软件编程与操作系统进程通信的角度，采用“系统观”的方法对计算机网络原理与实现方法，从硬件与软件实现的角度进行了概括和总结。 第四，贯彻“以能力培养为导向”的教学理念。 计算机网络是一门应用性与实践性很强的课程。学生只有通过系统地训练，才有可能真正掌握和深入理解网络技术的基本理论与方法。教学团队在规划教材体系建设时，坚持“以能力培养为导向”的指导思想，经过近二十年的努力，基本形成了由“一本主教材、四本辅助教材和一个电子教案”构成的教材体系。与主教材配套的有《计算机网络教师用书（第4版）》《计算机网络实验指导书（第3版）》及《计算机网络软件编程指导书》。 作为配套教材之一的《计算机网络教师用书（第4版）》仍然保持着以下几个主要特点。 第一，教师用书对整个课程的知识体系，每章的知识点结构、内容的前后衔接均做出了分析，帮助任课教师准确地把握全局与局部内容的关系。 第二，作者总结了多年来在计算机网络教学、科研工作中遇到的问题，学生提出的问题，以及同行之间交流的问题，针对主教材各章节重要的知识点、难点，按照章节顺序，提出了269个“为什么”，并逐一做了回答；通过对重要和容易混淆技术术语的“辨析”，展开分析和比较，希望引起更深入的讨论。书中提出的269个问题需要有一个日积月累的过程。把这些问题积累起来，再整理出来，确实经历了漫长和多次反复的过程。 第三，对教材中做了“减”法处理，简化掉一些过渡性、过时的技术，教师在备课中全面地了解技术的演变过程，教师用书拿出一定的篇幅，对这部分知识做了一些讨论。主教材写得比较清晰和比较易懂的内容，教师用书就尽量简化。教师用书中的很多内容的选择是希望能够帮助任课教师加深对某些概念的理解，丰富相关的背景知识。每位老师的知识结构与教学经验不同，教学对象也不相同，因此建议各位老师有选择地阅读教师用书的相关内容。 第四，为了帮助老师组织好理论教学，教师用书给出了主教材每章较难的练习题的答案，供任课教师参考。习题解析一书将对相关的习题做出较为详细的解析。 作者认为，教师一辈子最主要的任务是尽自己最大的努力，把承担的每门课程教好，不能误人子弟。作为一名好的教师，他在教授这门课程时最重要的是“知道学生在哪些知识的学习时，可能有哪些知识点不容易掌握，以及为什么不容易掌握”。教师最大的贡献是教出一批好学生。要达到这个目的，教师需要对自己所教的课程开展教学研究。作者选择了国际流行的教材Computer Networks（Andrew S. Tanenbaum），结合计算机网络与Internet技术发展背景，对第1版到第5版的各个版本的特点进行了分析。作者重点比较和分析了第3版到第5版每一章节的具体内容，对每章内容的变化，以及变化的原因进行了解释。通过对5个版本教材内容的比较与分析，作者研究了计算机网络教学体系中“变”与“不变”的关系，并结合对技术与教学内容的理解，提出了主教材的整体结构。作者希望将这些教学研究成果奉献给同行，同时引起讨论；并希望从讨论中获取大家更加宝贵的教学经验，共同提高我国计算机网络课程的教学水平。从这个角度来看，《计算机网络教师用书（第4版）》只能起到“抛砖引玉”的作用。 本书的第一部分与第二部分的0～6章由吴功宜编写，第二部分的7、8章由吴英编写。1～9章的习题答案由吴英提供，全书由吴功宜统编。 本书在写作过程中得到南开大学徐敬东、张建忠以及清华大学出版社的帮助与指导，在此表示感谢。同时要感谢这些年与作者交流，并提出很多问题的老师和同学们。由于作者水平有限，书中疏漏和不妥在所难免，敬请读者批评和指正。 吴功宜wgy@nankai.edu.cn 吴英wuying@nankai.edu.cn 南开大学 计算机与控制工程学院 计算机与信息安全系 2016年10月26日

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