第1章緒論1
1.1TCP/IP協議簡介1
1.2網絡編程的重要術語3
1.2.1套接字及其類型3
1.2.2網間進程通信的標識4
1.2.3客戶機/服務器模式5
1.3C#網絡編程概述7
1.3.1常用的網絡組件7
1.3.2尋找IP地址的類和方法8
1.3.3數據流的類型與應用9
1.3.4多線程技術12
1.3.5Windows API函數調用14
1.4套接字編程原理16
1.4.1面向連接的套接字調用流程16
1.4.2無連接套接字調用流程16
1.4.3Socket類的基本使用18
1.4.4套接字的簡單應用實例22
小結23
實驗項目23
第2章主機掃描程序設計25
2.1活動主機探測技術25
2.1.1ICMP協議介紹26
2.1.2基於ICMP的探測原理28
2.1.3活動主機探測程序設計29
2.2端口掃描技術35
2.2.1端口掃描器35
2.2.2端口掃描技術分類36
2.3TCP全連接掃描程序設計40
2.3.1流程設計40
2.3.2程序實現40
2.4高級端口掃描程序設計44
2.4.1界面設計44
2.4.2程序實現45
2.5網站可達性測量程序設計57
2.5.1繫統設計思路57
2.5.2數據庫設計58
2.5.3程序實現59
小結70
實驗項目70
第3章串口通信程序設計72
3.1串口通信基本原理和應用方法72
3.1.1串口通信原理72
3.1.2串口通信仿真設計方法76
3.2串口通信編程類介紹77
3.2.1SerialPort類介紹78
3.2.2SerialPort的使用79
3.2.3C# SerialPort運行方式 79
3.3串口通信編程實例80
3.3.1串口通信參數設置80
3.3.2主程序設計82
3.3.3串口通信程序測試87
小結88
實驗項目88
第4章基於TCP協議的程序設計89
4.1TCP協議介紹89
4.1.1TCP數據包格式90
4.1.2TCP協議的通信特點90
4.1.3TCP的常見端口91
4.2阻塞/非阻塞模式及其應用91
4.2.1典型的阻塞模式91
4.2.2阻塞模式的特點92
4.2.3阻塞模式的效率提升方法93
4.2.4非阻塞模式及其應用94
4.3同步套接字編程技術95
4.3.1服務器的程序設計95
4.3.2客戶機的程序設計100
4.4異步套接字編程技術103
4.4.1客戶機發出連接請求104
4.4.2服務器接收連接請求104
4.4.3服務器發送和接收數據105
4.5基於TcpClient類和TcpListener類的編程106
4.5.1TcpClient類的使用方法107
4.5.2TcpListener類的使用方法108
4.6網絡遊戲程序設計109
小結120
實驗項目121
第5章基於UDP協議的程序設計122
5.1UDP協議介紹122
5.1.1UDP數據包格式123
5.1.2UDP協議的主要特性123
5.2使用UdpClient類進行編程124
5.2.1UdpClient類的使用方法124
5.2.2UdpClient類的應用實例126
5.3網絡廣播程序設計128
5.3.1廣播程序設計示例129
5.3.2套接字選項設置方法130
5.4多播程序設計132
5.4.1多播地址132
5.4.2Internet組管理協議IGMP133
5.4.3多播編程方法134
5.4.4多播編程實例136
小結139
實驗項目139
第6章網絡抓包程序設計141
6.1網絡抓包軟件體繫結構分析141
6.1.1網絡抓包技術分析141
6.1.2WinPcap的體繫結構142
6.2基於WinPcap的抓包程序設計143
6.2.1WinPcap編程基礎143
6.2.2WinPcap應用實例147
6.3基於SharpPcap的抓包程序設計153
6.3.1SharpPcap應用入門153
6.3.2常用數據結構和函數154
6.4基於原始套接字的抓包程序設計157
6.4.1設計實例說明157
6.4.2關鍵代碼分析157
小結162
實驗項目162
第7章木馬程序設計164
7.1木馬工作原理164
7.1.1木馬繫統的組成165
7.1.2木馬的功能和特征165
7.1.3木馬的傳播與運行166
7.2木馬程序的常規設計167
7.2.1功能設計167
7.2.2流程圖設計167
7.2.3命令規則設計表167
7.2.4文件操控模塊流程169
7.2.5運行界面及說明169
7.2.6主要程序說明171
7.3遠程屏幕監視技術175
7.3.1屏幕捕獲過程解析175
7.3.2屏幕捕獲程序設計177
7.3.3基於遠程調用信道的遠程屏幕監視程序設計181
7.4基於TCP協議的遠程屏幕監視程序設計190
7.4.1控制端190
7.4.2客戶端192
7.5鍵盤鼠標控制程序設計195
7.5.1鍵盤鼠標控制方法195
7.5.2鍵盤鉤子說明195
7.5.3鍵盤鼠標的網絡控制程序設計197
小結203
實驗項目203
第8章IP音頻網絡通信程序設計205
8.1音頻編程方法概述205
8.2基於多媒體控件的音頻播放程序設計206
8.3DirectX組件的工作原理208
8.3.1DirectX簡介208
8.3.2DirectSound簡介210
8.3.3聲音的播放過程211
8.4基於DirectX組件的IP語音網絡程序設計212
8.4.1利用DirectX組件實現音頻播放212
8.4.2利用DirectX組件實現音頻采集213
8.4.3基於DirectX組件的IP電話程序設計221
8.5基於低級音頻函數的IP電話程序設計229
8.5.1低級音頻函數的調用方法229
8.5.2利用低級音頻函數實現音頻采集與播放233
8.5.3利用低級音頻函數實現語音通信程序設計241
小結243
實驗項目244
第9章網絡視頻傳輸程序設計245
9.1視頻編碼技術245
9.1.1視頻編碼分類245
9.1.2視頻格式轉換248
9.2基於VFW的視頻采集與存儲249
9.2.1VFW介紹249
9.2.2視頻數據處理技術250
9.2.3視頻監控程序設計254
9.3基於VFW的視頻傳輸257
9.3.1視頻傳輸流程257
9.3.2視頻發送端程序設計259
9.3.3視頻接收端程序設計262
小結265
實驗項目265
第10章Email服務程序設計266
10.1概述266
10.1.1工作原理266
10.1.2相關的協議268
10.2SMTP協議編程269
10.2.1SMTP的指令與響應碼269
10.2.2Email的組成270
10.2.3ESMTP的工作流程271
10.2.4ESMTP協議編程實例272
10.3POP3協議編程276
10.3.1POP3的工作流程276
10.3.2POP3協議編程概述278
10.4利用SmtpMail類發送Email283
10.4.1System.Web.Mail介紹283
10.4.2處理Email信息及附件285
10.4.3Email發送方法286
10.5利用JMail類收發Email287
10.5.1JMail組件的特點287
10.5.2JMail組件的主要參數與使用方法287
10.5.3基於JMail組件的Email發送編程290
10.5.4基於JMail組件的Email接收編程291
小結293
實驗項目293
第11章FTP服務程序設計295
11.1FTP工作原理295
11.1.1FTP服務的工作原理295
11.1.2FTP的傳輸模式296
11.1.3FTP的登錄方式297
11.2FTP協議規範297
11.2.1FTP命令297
11.2.2FTP響應碼298
11.2.3FTP命令和響應碼的應用方法300
11.3FTP協議的兩種工作模式301
11.3.1FTP PORT模式（主動模式）301
11.3.2FTP PASV模式（被動模式）302
11.3.3兩種模式的比較303
11.4基於Socket類的FTP程序設計303
11.5基於TcpClient類的FTP程序設計321
11.5.1發送與接收數據的方法321
11.5.2服務器程序323
11.5.3客戶機程序324
小結328
實驗項目328
第12章網絡信息加密傳輸程序設計330
12.1數據加密模型330
12.1.1數據加密工作模型331
12.1.2對稱加密模型331
12.1.3非對稱加密模型332
12.1.4數字簽名模型333
12.2對稱加密程序設計335
12.2.1對稱加密算法335
12.2.2基於流的加密解密方法336
12.2.3對稱加密程序設計實例339
12.3非對稱加密程序設計342
12.4網絡信息加密傳輸程序設計350
12.4.1服務器的實現350
12.4.2客戶機的實現358
小結365
實驗項目365
第13章網絡信息隱藏通信程序設計366
13.1LSB信息隱藏方法366
13.2基於LSB的文件隱藏傳輸程序設計368
13.2.1設計思路368
13.2.2信息同步技術369
13.2.3LSB的改進算法設計370
13.2.4主要代碼實現370
13.3IP語音隱秘通信程序設計377
13.3.1設計思路377
13.3.2發送端關鍵代碼378
13.3.3接收端關鍵代碼380
13.4網頁信息隱藏程序設計382
13.4.1網頁入侵檢測的工作原理382
13.4.2網頁入侵檢測繫統的設計382
13.4.3網頁入侵檢測繫統的實現384
小結391
實驗項目391
參考文獻392

本書是作者基於多年的計算機網絡教學實踐與科研項目開發而編寫的。本書作者先後為企業開發完成了基於Windows環境的電話語音網絡繫統、純軟件型多媒體網絡教學繫統、網站安全防護繫統和網絡測量、礦山排土場災害實時監測預警平臺、基於MQTT協議的固廢排放實時監測繫統等軟件。同時，重點研究信息隱藏和網絡測量技術，並成功應用於IP電話的隱秘通信、網頁信息隱藏和網頁防篡改、網站安全運行監測等領域。這些工作為本書的編寫積累了大量的技術資源。同時，作者將這些科研成果轉化為學科專業的網絡編程教學，不斷吸收網絡新技術，極大地豐富了教學內容。
本書第1版榮獲2014年全國高等學校計算機教育研究會立項並獲得結題優秀獎。幾年來，該書得到了許多高校的積極選用，有些高校教師還主動聯繫作者，就網絡編程技術和教學困惑多次進行交流探討。同時，針對網絡教學內容更新和改革需要，作者對部分章節進行補充並完善教材內容。
在第2版中，保持不變的有第3、4、5、8、9、10、11章，原第13、14章調整為第12、13章，內容不變。合並第6和7章，刪除第12章，新增第6章。此外，還修訂了第1版的錯誤，並更新了參考文獻。主要修訂工作如下：
(1) 第1章：簡化TCP/IP協議介紹內容，刪除內容“1.1.1 TCP/IP的起源”；增加內容“1.3.5 Windows API函數調用”，為後續各章的調用提供參考方法。
(2) 第2章和第12章合並為第2章：12.1和12.2節內容偏於基礎性，全部刪除。將12.3節內容移入第2章，作為2.5節，成為“2.5網站可達性測量程序設計”。
(3) 新增第6章：網絡抓包程序設計。在網絡協議分析方面，一般采用Wireshark等抓包工具進行離線分析。如果需要定制開發，或者將協議包采集、存儲和分析等環節集成，開展大規模實時繫統研發，則更需要自行設計抓包程序。
(4) 合並修改原第6、7章為“第7章 木馬程序設計”，體現木馬技術的完整性。其中，7.3遠程屏幕監視技術為原6.1節、6.2節和6.3節內容，分別調整為7.3.1節、7.3.2節和7.3.3節。當然，屏幕監控本身仍然是個獨立技術，在正常的遠程控制工具中一直發揮著重要作用。
本書第2版繼續保留原有的特色及創新，主要表現在：
  技術性和編程方法的結合。學生在編程的同時，能夠通過設計思路、設計流程等開拓思維，既基於編程又不限於編程。
   實用性和趣味性融於一體。以網絡開發項目為主題，比如主機掃描、網絡遊戲開發、網絡抓包、手機短信編程、木馬技術、屏幕監視、視頻監控等項目，容易使學生產生濃厚的興趣。
   繫統性和層次性緊密結合。從主機掃描、常規通信到安全通信，具有繫統性，在設計內容、設計難度和綜合性方面具有層次性，適合於不同深度的需求。
  適合教學需要。全部實例都可以調試和運行；具有完整的多媒體課件和源代碼；每章後面還設計了實驗項目，便於讀者開展課程設計、綜合實驗和畢業設計所用。
  體現科研成果。網絡信息隱藏通信章節是作者近年來的研究成果內容，而網絡抓包、木馬技術、語音通信、網絡視頻傳輸、屏幕監控、串口通信等內容，則是作者的科技項目轉化內容。
本書以能力目標為指引，以項目主題方式組織全文，每個主題形成單獨一章，既相互支持，又保持一定的獨立性。每章都給出了主要內容，包括基本原理、開發方法、技術流程、界面設計、編程要點和代碼分析，還給出了課堂練習思考內容和實驗項目。
與本書配套的還有課件PPT資料和源代碼。在實現代碼方面，采用C#編程語言，目前應安裝使用Visual Studio 2015.NET及其以上版本開展教學。建議授課學時為40時左右或2周，將授課和學生操練結合在一起，並在線完成書中的一些課堂練習。針對實驗項目，可以按小組方式進行分配或改造，激發學生的編程思路和團隊合作精神。
本書主要供具有一定C語言和網絡基礎的本科生使用，面向計算機科學與技術、信息安全、軟件工程、通信工程、網絡工程、信息與計算科學等專業，可以作為計算機網絡編程、網絡課程設計、網絡安全編程、專業實習等課程的教材或參考書。還可以供研究生的網絡實踐課程使用。
本書是全國高等學校計算機教育研究會2014年立項項目成果，得到了清華大學出版社的資助和辛勤付出，在此謹表衷心感謝。
由於網絡編程技術發展迅速，加之作者水平有限和時間倉促，書中不妥之處在所難免，敬請廣大讀者不吝賜教。

作者2021年10月於北京