序言PREFACE

21世纪是知识经济的时代，是人才竞争的时代。随着21世纪的到来，人类已步入信息社会，信息产业正成为全球经济的主导产业。计算机科学与技术在信息产业中占据了最重要的地位，这就对培养21世纪高素质创新型计算机专业人才提出了迫切的要求。

为了培养高素质创新型人才,必须建立高水平的教学计划和课程体系。在20多年跟踪分析ACM和IEEE计算机课程体系的基础上，紧跟计算机科学与技术的发展潮流，及时制定并修正教学计划和课程体系是尤其重要的。计算机科学与技术的发展对高水平人才的要求，需要我们从总体上优化课程结构，精炼教学内容，拓宽专业基础，加强教学实践，特别注重综合素质的培养，形成“基础课程精深，专业课程宽新”的格局。

为了适应计算机科学与技术学科发展和计算机教学计划的需要，要采取多种措施鼓励长期从事计算机教学和科技前沿研究的专家教授积极参与计算机专业教材的编著和更新，在教材中及时反映学科前沿的研究成果与发展趋势，以高水平的科研促进教材建设。同时适当引进国外先进的原版教材。

为了提高教学质量，需要不断改革教学方法与手段，倡导因材施教，强调知识的总结、梳理、推演和挖掘，通过加快教案的不断更新，使学生掌握教材中未及时反映的学科发展新动向，进一步拓广视野。教学与科研相结合是培养学生实践能力的有效途径。高水平的科研可以为教学提供最先进的高新技术平台和创造性的工作环境，使学生得以接触最先进的计算机理论、技术和环境。高水平的科研还可以为高水平人才的素质教育提供良好的物质基础。学生在课题研究中不但能了解科学研究的艰辛和科研工作者的奉献精神，而且能熏陶和培养良好的科研作风，锻炼和培养攻关能力和协作精神。

进入21世纪，我国高等教育进入了前所未有的大发展时期，时代的进步与发展对高等教育质量提出了更高、更新的要求。2001年8月，教育部颁发了《关于加强高等学校本科教学工作，提高教学质量的若干意见》。文件指出，本科教育是高等教育的主体和基础，抓好本科教学是提高整个高等教育质量的重点和关键。随着高等教育的普及和高等学校的扩招，在校大学本科计算机专业学生的人数将大量上升，对适合21世纪大学本科计算机科学与技术学科课程体系要求的，并且适合中国学生学习的计算机专业教材的需求量也将急剧增加。为此，中国计算机学会和清华大学出版社共同规划了面向全国高等院校计算机专业本科生的“21世纪大学本科计算机专业系列教材”。本系列教材借鉴美国ACM 和IEEE最新制定的Computing Curricula 2005（简称CC2005）课程体系，反映当代计算机科学与技术学科水平和计算机科学技术的新发展、新技术，并且结合中国计算机教育改革成果和中国国情。

计算机网络（第2版）中国计算机学会教育专业委员会和全国高等学校计算机教育研究会，在清华大学出版社的大力支持下，跟踪分析CC2001，并结合中国计算机科学与技术学科的发展现状和计算机教育的改革成果，研究出了《中国计算机科学与技术学科教程2002》（China Computing Curricula 2002，简称CCC2002），该项研究成果对中国高等学校计算机科学与技术学科教育的改革和发展具有重要的参考价值和积极的推动作用。

“21世纪大学本科计算机专业系列教材”正是借鉴美国ACM 和IEEE CC2005课程体系，依据CCC2002基本要求组织编写的计算机专业教材。相信通过这套教材的编写和出版，能够在内容和形式上显著地提高我国计算机专业教材的整体水平，继而提高我国大学本科计算机专业的教学质量，培养出符合时代发展要求的具有较强国际竞争力的高素质创新型计算机人才。

中国工程院院士

国防科学技术大学教授

21世纪大学本科计算机专业系列教材编委会名誉主任

第2版前言FOREWORD

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。21世纪的一个重要特征是数字化、网络化与信息化，而它的基础是支持全社会的强大的计算机网络。

计算机网络是计算机技术与通信技术相互渗透、密切结合而形成的一门交叉科学。社会学家指出： 人类社会的生活方式与劳动方式从根本上说具有群体性、交互性、分布性与协作性。在今天的信息时代，计算机网络的出现使人类这一本质特征得到了充分的体现。计算机网络的应用可以大大缩短人与人之间的时间与空间距离，更进一步扩大了人类社会群体之间的交互与协作范围，因此人们一定会很快地接受在计算机网络环境中的工作方式，同时计算机网络也会对社会的进步产生不可估量的影响。以Internet为代表的网络应用技术和高速网络技术，使得网络技术发展到了一个更高的阶段。基于网络技术的电子政务、电子商务、远程教育、远程医疗与信息安全技术正在以前所未有的速度发展，计算机网络正在改变着人们的工作方式与生活方式，网络技术的发展与应用业已成为影响一个国家与地区政治、经济、科学与文化发展的重要因素之一。

2005年2月16日，国际计算机协会ACM宣布Vinton G.Cerf和Robert E.Kahn获得2004年度A.M图灵奖，以表彰他们在设计和实施Internet基础通信协议方面的先驱性成就。ACM主席认为他们在定义Internet体系结构和相关协议的合作中取得的成果，奠定了信息技术领域的基石。这项图灵奖向世人说明了网络技术在信息技术中的“基石”作用，也确定了Internet的学术地位。美国《商业周刊》和《MIT技术评论》在预测21世纪“未来技术发展”的报告中列举的改变世界的10大技术与21世纪最有影响的21项技术，以及我国政府制定的21世纪科技发展的重点领域和课题中，其中有相当一部分涉及计算机网络技术。

我国信息技术与信息产业的发展，需要大批掌握计算机网络与通信技术的人才。因此网络技术已经成为广大学生学习的一门重要课程，也是从事计算机应用与信息技术的研究、应用的专业技术人员应该掌握的重要知识。

作者在多年的教学实践中深刻地体会到，在“计算机网络”课程的教学中需要注意两个问题： 一是教学体系的组织，二是不断出现的新技术如何在教材的组织中反映出来。计算机网络作为一门交叉科学，涉及计算机技术与通信技术两个学科。网络技术经过近50年的发展，已经形成了自身比较完善的体系。目前该技术发展迅速，应用广泛，知识更新快。如果用“日新月异”来描述网络技术的发展一点也不显得过分。对于这样一个发展迅速的领域来说，一本教材最重要的是让读者能够学会处理网络问题最基本的方法，掌握网络最基本的工作原理，使读者面对不断变化的技术，具有跟踪、学习的基础与能力。作为一名大学教师，作者第一次在南开大学计算机系开设“计算机网络”课程是在1984年。当时，作为对通信技术与计算机技术都有一定基础的青年教师来说，开始意识到这是一个有趣的课题，从1980年左右开始注意搜集、学习和研究这样一个交叉学科的问题，并且在1983年承担了第一个这方面的课题，但是对“什么是计算机网络”还完全处于朦胧状态。记得当年计算机系的近百名学生中，只有7位学生选修了这门课程，人们对计算机网络都很陌生。然而20年后的今天，计算机网络已经和电力、电话一样，成为支持现代社会整体运行的基础设施，成为人们须臾不能离开的东西。在20多年的教学与科研工作中，密切地注视和跟踪着网络技术的研究、应用的发展，也见证了网络时代技术的超常发展的过程。作者也正是在不断的教学与研究过程中，经历了“教学相长”的过程。近几年来，作者在参加信息学科发展规划的研究，以及“城市信息化建设‘十一五’发展规划”、“高新技术中长期发展规划”研究与起草工作中，认真研读了有关的文献和资料，从宏观的角度思考、认识和总结网络技术的发展轨迹，以及它对信息产业、经济与社会发展的影响。这些经历也使得作者对网络技术有了一个更为深刻、全面的认识。

第2版前言 计算机网络（第2版）作者根据多年从事本科学生、研究生网络课程教学实践与科研工作的经验，结合网络技术最新发展，修订教材的第2版，希望为广大读者提供一本既保持知识的系统性，又能反映当前网络技术发展最新成果，概念准确，层次清晰，易于学习的教科书。本书的组织基本遵循分层模型的思路，以Internet与TCP/IP协议高速网络技术、Internet应用技术发展为主线，加入网络发展的最新成果。

全书共分9章。第1章讨论了计算机网络的基本概念、发展与应用，并对网络计算研究与应用的发展进行了介绍。第2章讨论了网络体系结构与网络协议的基本概念，对OSI参考模型与TCP/IP参考模型进行了分析与比较，为以后以TCP/IP协议为主线的讨论打下基础。第3章在介绍数据通信基础知识与概念的基础上，对物理层基本概念和主要协议进行了讨论，对广域网技术相关知识进行了介绍。第4章讨论了基于点对点链路的数据链路层的基本概念与协议，对HDLC协议与Internet的数据链路层PPP协议进行了系统的讨论。第5章讨论了介质访问控制方法及局域网、城域网技术发展和应用，同时介绍了交换局域网、虚拟局域网、无线局域网与高速网络技术。第6章讨论了网络互联与网络层协议，对网络层的基本概念、路由选择、IP协议、路由器与第三层交换技术进行了系统的讨论，在此基础上介绍了IPv6协议。第7章讨论了传输层协议，对网络环境中分布式进程通信与传输协议的关系、Client/Server模型、传输层的基本功能，以及UDP、TCP协议做了系统的讨论。第8章讨论了应用层的基本概念和Internet应用层协议，并以典型应用层协议FTP的分析为例，对网络服务的基本概念、协议与协议数据单元等基本问题做一个总结。第9章讨论了网络安全的重要性、网络安全技术研究的基本问题、加密与认证、入侵检测与防攻击、防火墙、网络防病毒、网络文件备份与恢复技术，并对网络管理技术进行了系统的讨论。

通过以上各章内容的安排，作者希望告诉读者：

（1） 什么是计算机网络？（第1、2章）

（2） 实现网络数据传输的通信系统是如何工作的？（第3章）

（3） 如何保证网络中结点之间数据传输的正确性？（第4章）

（4） 读者经常使用的局域网是如何工作的？（第5章）

（5） 支持Internet工作的核心技术是什么？（第6章）

（6） 网络中计算机之间的分布式进程通信是如何实现的？（第7章）

（7） 各种Internet网络应用是如何实现的？（第8章）

（8） 如何管理和保证网络安全？（第9章）

在本书编写过程中，作者参考了近年来的最新文献资料，力求做到层次清楚、概念准确、语言流畅、内容丰富、图文并茂，既便于读者循序渐进地系统学习，又能使读者了解网络技术新的发展。各章之后附有习题，习题分为基本概念与术语、选择题与计算、问答题，书后附有各章习题的参考答案。作者力求以习题的形式，帮助读者在学习的过程中，通过自我检查，发现问题，引导学习的深入，加深读者对网络基本概念与技术精髓的理解，掌握基本原理与应用知识。

本书的第1版作为中国计算机学会组织编写的“21世纪大学本科计算机专业系列教材”之一，第2版作为教育部普通高等院校十一五规划教材出版的。在写作、出版过程中，得到了北京大学李晓明教授、北京航空航天大学钱德沛教授的指导和清华大学出版社张瑞庆编辑、徐跃进、顾冰编辑的帮助。南开大学陈有祺教授、刘瑞挺教授、徐敬东教授、张建忠教授也给予了多方的帮助，吴英博士帮助完成了书中的插图， 在此谨表衷心的感谢。本教材的编写得到天津市教委和南开大学教务处的立项支持，在此一并表示感谢。我也非常感谢我的夫人牛秀卿教授，正是有她的理解和支持，才使我能够安心研究和写作。

面对网络技术迅速更新和发展，作者要完成这样一个高标准的写作任务感到压力很大。限于作者的学术水平，书中难免有错误与不妥之处，诚恳地希望读者批评指正。对于在使用第1版的过程中曾经提出过宝贵意见和建议的老师们深表感谢，也希望诸位继续关注和指教。作者衷心地希望得到读者，尤其是广大的同学与老师的支持与帮助，共同探讨网络课程教学体会，共同提高我国计算机网络课程的教学水平。吴功宜南开大学信息技术科学学院

2006年11月6日