计算机网络(第2版)目前,计算机网络已经深入应用到社会的各个领域,实现了信息世界与人类社会的高度融合,有力地推动了经济发展和社会进步,熟练操作和使用计算机网络已成为现代公民的一项基本技能。但是对于计算机科学与技术等相关专业的学生而言,不但要熟练地掌握计算机网络的各种应用技术,而且还要掌握计算机网络的工作原理。以往的计算机网络教材一般是从信息接收者的角度出发,从物理层开始讲解计算机网络的工作过程。但是作为计算机网络的使用者,当想要得到某种网络服务时首先要给网络发送请求,然后才能得到来自网络的响应信息;所以对于计算机网络的用户,从信息发送的角度来讲解计算机网络的工作原理更为直观和易于理解。本书就是从上述角度出发,根据国民经济建设和社会发展对计算机等电气信息类专业技术人才在素质、能力等方面的要求,并参考IEEE-CS/ACM联合制定的CC2001-2005计算学科教程,结合Internet和以太网技术,采用自顶向下的方式,按照从应用层、运输层到物理层的顺序详细介绍计算机网络的工作过程,使读者能够更好地理解和掌握计算机网络的原理和相关技术。本书具有如下特点。
(1) 从用户角度出发,按照计算机网络中数据发送的信息流向,采用自顶向下的方法从应用层开始介绍计算机网络的工作原理,内容组织安排合理,结构清晰,易于阅读和理解。
(2) 书中内容精简得当,重点突出。由于通信技术属于通信专业的基础教学内容,故书中仅做了简单介绍,而重点介绍了目前典型的网络协议(如以太网协议和Internet协议)及其实现技术等高级课程内容,以避免与基础课内容重复,同时突出书中内容的计算机专业特色,更加符合计算机专业学生培养的特点。
(3) 注重理论联系实际,概念讲解透彻、具体。对于许多网络协议层所包括的一些功能具体讲解到实现细节,如物理层的信号编码和高层协议的信息编码及其功能和意义,文中均进行了详细解释。对于简化的5层网络协议,对每层的功能不但讲解其原理,而且结合以太网、因特网等技术详细介绍了各种功能的具体实现方法。
(4) 实用性和先进性并重。计算机及其网络技术发展迅速,可以说是日新月异。本书作为一门计算机网络课程的教材,不但将以太网、因特网等传统的计算机网络技术详细地介绍给读者,而且也将计算机网络技术的最新发展及其作用展现给读者,以激发读者的学习兴趣。
(5) 本书内容丰富、系统性强,从计算机网络的基本概念、基本原理到工作过程、网络接入、网络管理、网络安全和网络计算,将计算机网络的原理和实现技术系统地呈现给读者,有利于读者学习和掌握。
本书分6篇,共20章。第1篇为计算机网络和通信技术基础,包括第1和第2章。第1章为计算机网络概述,介绍了计算机网络的基本概念、组成、发展历史、网络体系结构以及计算机网络的一些重要概念。第2章为数据通信技术基础,简单介绍了计算机网络中所涉及的一些通信技术和基本概念。这两章为后续内容的学习奠定了基础。第2篇为Internet和TCP/IP协议,包括第3至第5章。其中,第3章介绍了Internet的HTTP、FTP、SMTP、TELNET等应用层协议以及域名解析、DHCP等协议,讲述了网络系统如何接收和响应用户的应用请求。第4章介绍了Internet的TCP、UDP等运输层协议,重点介绍了TCP协议在确保网络传输可靠性中的作用。第5章介绍了Internet的网络层协议,即IP协议,全面论述了IP协议在网络互联中的重要作用;同时也介绍了ICMP、IGMP、ARP、路由选择等与IP协议密切相关的几个协议。第3篇为物理网络,包括第6至第10章,分别介绍了数据链路层和物理层的功能以及为网络提供底层通信功能的局域网、广域网和接入网等技术。其中,第6章和第7章从共性角度出发,分别介绍了数据链路层和物理层的功能、数据链路层中进行流量控制和差错控制的方法,同时介绍了几个典型的数据链路层和物理层协议。第8章以以太网系列局域网为例,通过从10兆比特到吉比特的发展过程详细介绍了局域网技术的原理及其演变进程。第9章介绍了广域网技术,具体包括X.25、帧中继、ISDN、ATM等。第10章介绍了网络接入技术。第4篇为网络安全与管理,共两章,分别介绍了网络管理和网络安全技术。第5篇为网络计算,共5章,分别介绍了集群计算、网格计算、云计算、移动计算、普适计算等网络计算新技术。第6篇为网络技术的延伸,共3章,分别介绍了主动网、自组网、无线传感器网等新型网络。
本书由上海工程技术大学的史志才教授编写,书中与信息安全相关内容的编写得到了上海市教委科研创新项目(No:09YZ370)的资助。由于计算机网络技术发展速度快,涉及的知识面广,加上作者的知识和能力有限,书中定有不妥和错误之处,恳请读者批评指正,以便对本书的内容进行改进和完善。
本书可以作为计算机科学与技术等电气信息类相关专业本科和研究生的专业教材,建议授课学时为64个学时。最后两篇的部分章节在对本科生的授课过程中可以概略地介绍给学生,目的在于拓宽学生的视野和知识面,使学生能够了解网络技术的最新发展及其对相关技术的促进和支撑作用;而对于研究生可以作为其相关研究方向的指导。本书配有教学课件,若需要可以到出版社的相关网站上下载。
作 者2011年9月于上海