前言

網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國是我國的發(fā)展戰(zhàn)略，是習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想的重要組成部分。我國自1994年接入因特網(wǎng)以來，互聯(lián)網(wǎng)在中國已經(jīng)實現(xiàn)了30多年的高速發(fā)展，中國已成為名副其實的網(wǎng)絡(luò)大國。互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展推動了經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型和升級，改變了人們的生活方式，促進(jìn)了教育的普及和化，加速了文化的交流與融合。如今的互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為國家基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，與國計民生息息相關(guān)。黨的“二十大”報告指出： “科技是優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)力，人才是優(yōu)質(zhì)資源，創(chuàng)新是優(yōu)質(zhì)動力。”在從網(wǎng)絡(luò)大國走向網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國的征途中，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)人才的培養(yǎng)和技術(shù)創(chuàng)新至關(guān)重要。

各類高等院校都將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)列為計算機(jī)類專業(yè)的核心主干課程，以培養(yǎng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)方面的創(chuàng)新型或技能型人才。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程經(jīng)過多年的發(fā)展，目前基本形成了以TCP/IP體系結(jié)構(gòu)為核心、以因特網(wǎng)為實例的內(nèi)容組織模式。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程所選用的教材主要包含國外引進(jìn)的教材和國內(nèi)自主編寫的教材。國外計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教材的主要特點是內(nèi)容涵蓋量大，涉及的知識點較為龐雜，對于本科生來說較難掌握，比較適合作參考書或研究生教材。國內(nèi)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教材主要分為兩類： 一類以知識傳授為主，主要講解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本原理和協(xié)議； 另一類以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實際應(yīng)用為主，理論知識講解較少。兩類教材較好地適應(yīng)研究型大學(xué)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)需求，但作為研究型大學(xué)的一線教師，更深知教材在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的重要性，因此在總結(jié)多年理論教學(xué)和實踐教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，完成了本書的寫作。

本書以TCP/IP體系結(jié)構(gòu)為主線，基于涵蓋經(jīng)典、結(jié)合實際、觸及前沿的基本思想對內(nèi)容進(jìn)行選取和組織，既能夠計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識體系的完整性，又可以展現(xiàn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。本書采用循序漸進(jìn)的方式，系統(tǒng)地介紹了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，以及物理網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、端到端傳輸、應(yīng)用層服務(wù)所涉及的基本概念、原理和典型協(xié)議，并在各部分的內(nèi)容中融入了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

本書共分為5章，各章所涵蓋的主要內(nèi)容如下。

第1章從整體角度粗線條地勾勒了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概貌，介紹了因特網(wǎng)的組織結(jié)構(gòu)及發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)，描述了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分層模型，并討論了著名的ISO/OSI參考模型和TCP/IP體系結(jié)構(gòu)。

第2章從只有兩個節(jié)點和一條物理鏈路的簡單物理網(wǎng)絡(luò)入手，分析需要解決的基本問題和解決問題的方法，并以廣泛使用的以太網(wǎng)和無線局域網(wǎng)為例，探討多節(jié)點連接的具體方法，以及需要解決的附加問題，最后對典型的接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了簡要介紹。

第3章以IP協(xié)議為核心，詳細(xì)介紹了IP數(shù)據(jù)包格式、IP地址結(jié)構(gòu)、IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)過程，以及IPv6的新特征，探討了幾種典型的路由算法和路由協(xié)議的工作機(jī)制，并對軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)和多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS)的基本思想進(jìn)行了簡要介紹。

第4章討論了端到端傳輸協(xié)議需要解決的基本問題，介紹了TCP/IP體系結(jié)構(gòu)中的兩個核心的端到端傳輸協(xié)議UDP和TCP，討論了TCP面臨的問題和優(yōu)化策略，最后對運(yùn)行在UDP之上的端到端傳輸協(xié)議RTP/RTCP進(jìn)行了簡要介紹。

第5章介紹了應(yīng)用進(jìn)程的兩種交互模式，詳細(xì)討論了因特網(wǎng)域名系統(tǒng)的基本工作原理，介紹了電子郵件系統(tǒng)、WWW服務(wù)的基本工作機(jī)制及相關(guān)協(xié)議，最后對內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的工作機(jī)制以及典型的流媒體傳輸協(xié)議進(jìn)行了簡要介紹。

本書內(nèi)容豐富、邏輯清晰、論述嚴(yán)謹(jǐn)，知識點討論具體、深入，在介紹計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本原理的同時注重探討因特網(wǎng)發(fā)展過程中所面臨的問題及解決策略。本書的各章均列出了知識目標(biāo)、能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)，同時也給出了動手實踐內(nèi)容和思考練習(xí)。讀者可以通過完成實踐內(nèi)容，深入理解核心知識點； 可以通過完成思考練習(xí)，檢查學(xué)習(xí)效果和對相應(yīng)知識的理解程度。

作者參閱了大量的RFC文檔和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以本書內(nèi)容的正確性。但限于作者的學(xué)術(shù)水平，加之時間倉促，在本書的選材、內(nèi)容安排上如有不妥之處，懇請讀者批評指正。
作者
2025年7月于南開園