本书以计算机应用类专业学生为主要对象，采用理论与实践相结合的方法介绍计算机网络的基本原理和实践知识。与传统的以网络体系结构的层次为章节讲解计算机网络基本理论的书不同，本书以基本原理为基础，从实际应用出发，将计算机网络原理和网络工程的介绍、网络软件与网络硬件的介绍有机结合在一起，深入浅出地讲解了学生必须掌握的计算机网络知识。在全面介绍计算机网络各方面知识的基础上，本书还突出了对互联网络相关知识的介绍。
本书反映网络领域的最新进展，强调理论与实践相结合，在实际网络环境中讨论各种网络技术的工作机制和工作流程，且每一章都附有习题和实验。本书适合作为应用型计算机专业、理工类非计算机专业的教材，也可作为网络工程人员、网络应用人员的参考用书。

随着 Internet 的飞速发展，Internet 的应用已深入到人们工作和生活的各个方面，并且正在改
变着人们的工作和生活方式。因此，学习计算机网络的基本知识、掌握 Internet 提供的各种网络服
务和网络应用程序已不再只是计算机专业学生的需要，也成为非计算机专业的学生所必须了解和
掌握的基本技能。计算机网络课程与计算机基础课程一样将成为大学生的重要公共课程。
计算机网络是相当复杂的系统。初学网络知识的学生一开始较难理解网络的许多基本概念，
以及隐藏在网络应用后面的内部工作机制。经典的计算机网络教材通常以计算机网络体系结构
的层次为章节讲解网络原理，这种教材比较适合计算机网络专业的学生进行系统的学习。但对
于计算机应用类专业的学生和非计算机专业的学生来说，这种偏重于系统理论学习的教材缺少
学生很关心的网络工程、网络配置、网络管理、网络应用、网络编程等实践性较强的内容。
本书以计算机应用类专业的学生为主要对象，采用理论与实践相结合的方法介绍计算机网
络的基本原理和实践知识，深入浅出地讲解学生必须掌握的计算机网络知识。本书主要有以下
特点：
（1）作为计算机网络的基础课程，将计算机网络原理和网络工程的介绍有机结合在一起，
尽可能在实际网络环境中讨论各种网络技术的工作机制和工作流程。
（2）强调了网络软件在计算机网络中的重要作用，将网络软件与网络硬件相结合进行介绍。
（3）在全面介绍计算机网络各方面知识的基础上，突出了对互联网络相关知识的介绍。
（4）本书内容涵盖了最新的全国硕士研究生入学计算机学科专业基础综合考试大纲中计算
机网络部分的全部内容。
此外，书中的每一章均给出了与内容相对应的实验，以培养学生的实际动手能力和操作能力。
全书共分 15 章，第 1 章介绍计算机网络与 Internet 的关系；第 2 章介绍 Internet 进行数据传
输的数据通信基础；第 3 章介绍网络协议的概念，以及计算机网络的分层体系结构的意义；第 4
章介绍如何使用 TCP/IP 协议把世界上各种各样的网络互相连接起来构成规模巨大的 Internet；第
5 章介绍 Internet 使用的各种网络互连设备；第6章通过对网络硬件、网络软件和网络协议/协议
栈之间关系的阐述，帮助读者掌握计算机网络运行的内部机理；第7～9章介绍 Internet 的组成
部分：局域网、广域网和无线网络的相关知识，反映了这些领域的最新进展；第 10章介绍 IPv6
技术，目前Internet 正处于IPv4向IPv6的过渡阶段，本章对 IPv6的基础知识以及从IPv4向IPv6
的过渡技术做了详细介绍；第 11 章介绍计算机接入 Internet 所用的各种技术；第 12 章介绍 Internet
上常用的网络应用及其原理，同时讲解了如何使用套接字接口编写网络应用程序；第 13、14 章
分别介绍了网络安全和网络管理方面的知识，并介绍了一些常用的网络安全工具和网络管理工
具；第 15 章以网络工程为主线，详细介绍了网络系统的集成步骤，并通过实例介绍了网络的设
计和建设过程，包括交换机和路由器的基本配置方法。
本书由陈健、金志权、许健任主编，张权、张建兵任副主编，其中第 1 章由张建兵编写，第 2 、
6、9、12、14、15 章由陈健编写，第 3、4、11 章由金志权编写，第 5、7、8、10章由许健编写，
第13章由张权编写。最后由陈健和金志权负责统编和定稿。
本书是在南京大学徐洁磐教授和中国铁道出版社的积极推动下完成的，在编写过程中徐洁
磐教授提出了很有价值的建议，在此，对他们表示衷心的感谢。
FOREWORD
前 言
本书承东南大学李伟教授审稿，十分感谢他仔细地审阅了全书，并提出宝贵的修改意见。
作为一本与传统计算机网络教材有一定区别的新书，我们虽然对教材的内容选取和组织进
行了反复思考和尝试，但还需要通过实际的教学来检验我们的内容选取和组织是否正确。同时，
由于本书涉及的内容面很广，书中的疏漏和不足在所难免，我们殷切希望使用本书的老师、同
学和读者提出宝贵意见和建议。邮箱地址：chenj@nju.edu.cn；jinzq@software.nju.edu.cn；xujian
0517@nju.edu.cn。
作者于南京大学
2015年4月

第1章 计算机网络概述 1
1.1 计算机网络简介 1
1.1.1 计算机网络的概念 1
1.1.2 计算机网络的基本组成 1
1.1.3 计算机网络的功能 2
1.1.4 计算机网络的分类 2
1.2 Internet概述 7
1.2.1 Internet的网络架构 7
1.2.2 Internet的发展历程 8
1.2.3 Internet在中国的发展历程 9
1.3 计算机网络标准化组织 10
1.3.1 国际标准化领域有影响力的组织 10
1.3.2 电信领域有影响力的组织 10
1.3.3 Internet标准化领域有影响力的组织 11
小结 11
习题 12
实验 12
第2章 数据通信基础 14
2.1 数据通信概述 14
2.1.1 数据通信常用术语 14
2.1.2 数据通信系统模型 15
2.1.3 数据通信方式 15
2.1.4　数据通信系统的主要技术指标 16
2.2 传输介质 18
2.2.1 有线传输介质 18
2.2.2 无线传输介质 21
2.3 数据编码与数据传输 23
2.3.1 数据编码与数据传输概述 24
2.3.2 基带传输及其编码 25
2.3.3 通带传输及其编码 27
2.3.4 异步传输与同步传输 28
2.4 数据交换技术 29
2.4.1 电路交换 30
2.4.2 报文交换 30
2.4.3 分组交换 31
2.5 多路复用 31
2.5.1 频分复用 32
2.5.2 时分复用 32
2.5.3 码分复用 33
2.5.4 波分复用 34
2.6 差错控制 34
2.6.1 差错产生原因 34
2.6.2 差错控制方法 35
2.6.3 常见差错控制编码 35
小结 36
习题 37
实验 38
第3章 计算机网络体系结构 41
3.1 概述 41
3.1.1 网络协议 41
3.1.2 分层体系结构 42
3.2 ISO/OSI参考模型和TCP/IP参考模型 44
3.3 五层网络体系结构 45
3.4 数据封装 47
3.5 TCP/IP参考模型与OSI参考模型的比较 48
小结 49
习题 49
实验 50
第4章 网络互联与TCP/IP协议 51
4.1 网络互联 51
4.2 IPv4协议 53
4.2.1 IPv4协议的主要作用 53
4.2.2 IPv4地址 53
4.2.3 IPv4数据报和路由 59
4.3 TCP协议 64
4.3.1 TCP协议的主要作用 64
4.3.2 传输层端口 64
4.3.3 TCP段格式 66
4.3.4 实现可靠性 67
4.3.5 流量控制 69
4.3.6 拥塞控制 70
4.3.7 TCP连接的建立和关闭 70
4.4 UDP协议 71
4.4.1 UDP段格式 71
4.4.2 UDP伪头部 72
4.4.3 UDP端口 72
4.5 其他协议简介 73
4.5.1 ARP协议 73
4.5.2 RARP协议 74
4.5.3 ICMP协议 75
4.6 网络地址转换 76
4.7 多播 78
4.7.1 IPv4多播地址 78
4.7.2 IGMP协议和多播路由协议 78
4.8 移动IP 79
4.8.1 移动IP的有关概念 80
4.8.2 移动IP的工作原理 81
4.8.3 一些主要技术 81
小结 82
习题 82
实验 84
第5章 网络硬件设备 86
5.1 物理层设备 86
5.1.1 网络接口卡 86
5.1.2 中继器 88
5.1.3 集线器 88
5.1.4 无线接入点 89
5.2 数据链路层设备 89
5.2.1 网桥 89
5.2.2 交换机 92
5.3 网络层及以上设备 95
5.3.1 路由器 95
5.3.2 网关 98
小结 98
习题 99
实验 99
第6章 关于TCP/IP体系结构各层的实现 100
6.1 网络操作系统 100
6.1.1 网络操作系统概述 100
6.1.2 网络操作系统的分类 101
6.2 网络软件与协议栈 101
6.2.1 协议层次结构 101
6.2.2 服务原语 103
6.2.3 服务与协议的关系 104
6.3 物理层的实现 104
6.4 数据链路层的实现 104
6.5 网络层的实现 105
6.6 传输层的实现 105
6.7 应用层的实现 105
小结 106
习题 107
实验 107
第7章 局域网 110
7.1 概述 110
7.1.1 局域网拓扑结构 110
7.1.2 IEEE 802 参考模型和系列标准 111
7.1.3 介质访问控制子层 112
7.1.4 逻辑链路控制子层 113
7.2 以太网 113
7.2.1 CSMA/CD 114
7.2.2 IEEE 802.3的帧格式 114
7.3 交换式以太网及其重要技术 115
7.3.1 共享式以太网和交换式以太网 115
7.3.2 虚拟局域网技术 116
7.3.3 生成树协议 119
7.4 以太网标准 121
小结 122
习题 122
实验 123
第8章 广域网 124
8.1 广域网的基本概念 124
8.1.1 广域网的构成 124
8.1.2 广域网与局域网的比较 124
8.1.3 虚电路与数据报 125
8.2 广域网相关技术简介 126
8.2.1 帧中继 126
8.2.2 异步传输模式 126
8.2.3 PPP协议 128
8.3 路由算法 130
8.3.1 静态路由与动态路由 131
8.3.2 距离矢量路由算法 131
8.3.3 链路状态路由算法 133
8.4 常用路由协议 135
8.4.1 层次路由 135
8.4.2 自治系统内路由协议RIP 136
8.4.3 自治系统内路由协议OSPF 137
8.4.4 自治系统间路由协议BGP 139
小结 141
习题 141
实验 142
第9章 无线网络技术 143
9.1 无线网络概述 143
9.2 无线个域网 145
9.2.1 IEEE 802.15标准 145
9.2.2 蓝牙技术 145
9.2.3 ZigBee技术 146
9.3 无线局域网 147
9.3.1 IEEE 802.11标准简介 148
9.3.2 IEEE 802.11协议栈 149
9.3.3 IEEE 802.11物理层 149
9.3.4 IEEE 802.11 MAC子层协议 150
9.3.5 IEEE 802.11 帧结构 153
9.4 无线城域网 154
9.4.1 IEEE 802.16体系结构与协议栈 154
9.4.2 IEEE 802.16与IEEE 802.11和3G/4G的比较 155
9.5 无线广域网 156
9.5.1 3G技术 157
9.5.2 4G技术 158
9.5.3 IEEE 802.20标准 159
9.6 无线传感器网络 160
9.6.1 体系结构 160
9.6.2 传感器结点结构 161
9.6.3 传感器结点协议栈 161
9.6.4 无线传感器网络的特点 162
9.7 物联网 163
9.7.1 物联网技术概述 163
9.7.2 物联网中的无线网络技术 164
小结 165
习题 166
实验 167
第10章 IPv6技术 170
10.1 IPv6简介 170
10.1.1 IPv4的局限性 170
10.1.2 IPv6的发展历程与新特性 170
10.2 IPv6技术基础 171
10.2.1 IPv6地址 171
10.2.2 IPv6数据报 172
10.3 IPv6特性 174
10.3.1 IPv6邻居发现协议 174
10.3.2 IPv6路由协议 175
10.3.3 IPv6安全机制 176
10.4 IPv6过渡技术 177
小结 180
习题 180
实验 181
第11章 Internet接入技术 182
11.1 有线接入技术 182
11.1.1 LAN接入 182
11.1.2 光纤接入 182
11.1.3 PSTN拨号接入 183
11.1.4 窄带ISDN拨号接入 184
11.1.5 ADSL拨号接入 184
11.1.6 有线电视网接入 185
11.2 无线接入技术 186
11.3 几种接入技术的比较 187
小结 187
习题 187
实验 188
第12章 网络应用 189
12.1 网络应用原理 189
12.1.1 网络应用体系结构 189
12.1.2 应用层使用的传输层服务 191
12.1.3 应用层协议 191
12.2 域名系统（DNS） 192
12.2.1 DNS概述 192
12.2.2 Internet的域名结构 193
12.2.3 DNS工作原理 194
12.2.4 DNS报文 196
12.3 电子邮件 197
12.3.1 电子邮件系统体系结构概述 198
12.3.2 邮件格式 199
12.3.3 邮件传送 200
12.3.4 最后传递 201
12.4 万维网WWW 202
12.4.1 万维网体系结构概述 202
12.4.2 Web页面 206
12.4.3 超文本传输协议（HTTP） 206
12.5 文件传输 208
12.5.1 文件传输协议（FTP） 208
12.5.2 P2P文件传输协议BitTorrent 208
12.6 动态主机配置协议（DHCP） 209
12.7 网络应用程序开发 210
12.7.1 概述 210
12.7.2 套接字编程 211
小结 219
习题 219
实验 220
第13章 网络安全 221
13.1 网络安全概述 221
13.2 数据加密 222
13.2.1 对称密钥算法 222
13.2.2 非对称密钥算法 225
13.2.3 数字签名 225
13.3 黑客与网络攻击 226
13.3.1 黑客与入侵者 226
13.3.2 网络攻击方式 227
13.3.3 网络攻击的防范措施 227
13.4 入侵检测技术 228
13.5 防火墙技术 229
13.5.1 防火墙的概念 229
13.5.2 防火墙的功能和分类 229
13.5.3 防火墙产品 231
13.6 虚拟专用网技术 231
13.6.1 VPN简介 231
13.6.2 VPN协议 232
13.6.3 VPN类型 234
小结 234
习题 234
实验 235
第14章 网络管理 236
14.1 网络管理概述 236
14.1.1 网络管理的定义 236
14.1.2 网络管理的功能 236
14.1.3 网络管理的体系结构 237
14.2 简单网络管理协议（SNMP） 238
14.2.1 SNMP概述 238
14.2.2 管理信息结构（SMI） 239
14.2.3 管理信息库（MIB） 241
14.2.4 SNMP协议运作 241
14.3 网络管理基本方法 246
14.3.1 常用网络管理命令 246
14.3.2 网络管理系统 249
小结 250
习题 250
实验 250
第15章 网络工程设计和实训 253
15.1 网络工程概述 253
15.1.1 网络工程的基本概念 253
15.1.2 网络工程的系统集成步骤 253
15.1.3 网络工程的规划与设计 256
15.2 结构化布线系统 263
15.2.1 结构化布线系统的基本概念 263
15.2.2 结构化布线系统的组成 264
15.3 配置以太网交换机 266
15.3.1 初步配置交换机 266
15.3.2 配置交换机的基本功能 269
15.3.3 配置二层交换机 270
15.3.4 配置三层交换机 272
15.3.5 交换机的级联和堆叠 272
15.4 配置路由器 273
15.4.1 初步配置路由器 273
15.4.2 配置路由器的路由功能 275
15.5 网络工程案例 276
小结 278
习题 279
实验 279
参考文献 280

主要著译者顺序姓名学历职称学科专长通讯地址1 陈健 硕士高级工程师 计算机网络 工作单位南京大学 邮政编码 电话18951991177 2金志权 教授 工作单位南京大学 邮政编码 电话 3许建 工程师 工作单位南京大学 邮政编码 电话 审校者（主审者） 学历 工作单位 邮政编码 电话 职称 工作单位 邮政编码 电话 陈健:教学经历互联网程序设计 2004-2006 本科 42学时 南京大学软件学院计算机网络协议开发实验 2011-至今 本科 34学时 南京大学计算机科学与技术系科研成果1、 基于web的Linux可视化集成管理系统江苏省计划 通过2、 个性化搜索代理 江苏省计划 通过3、 微结构物理学信息资源系统资源扩容 教育部 通过4、 中国下一代互联网示范工程CNGI示范网络高校驻地网建设项目 教育部 通过5、 教育科研基础设施Ipv6技术升级和应用示范项目 教育部 通过