第1章概述

1.1計算機網絡的產生與發展

1.1.1計算機網絡的產生

1.1.2計算機網絡的發展

1.1.3認識網絡

1.2網絡的組成與結構

1.2.1早期計算機網絡的組成

1.2.2互聯網的組成

1.2.3數據交換技術

1.2.4現代計算機網絡的結構特點

1.3計算機網絡的分類

1.3.1按網絡的地理範圍

1.3.2按網絡的傳輸技術

1.3.3按網絡的使用者分類

1.3.4按傳輸介質分類

1.4計算機網絡的拓撲結構

1.4.1計算機網絡拓撲的基本概念

1.4.2網絡拓撲的類型

1.5計算機網絡的性能指標

1.5.1速率

1.5.2帶寬

1.5.3吞吐量

1.5.4時延

1.5.5時延帶寬積

1.5.6往返時間

1.5.7利用率

1.6計算機網絡體繫結構與參考模型

1.6.1網絡體繫結構的基本概念

1.6.2ISO/OSI分層體繫結構

1.6.3TCP/IP分層體繫結構

1.6.4OSI/RM與TCP/IP/RM的比較 

1.6.5本書采用的模型

1.6.6網絡與互聯網協議標準化組織和管理機構

1.7本章經典習題與解析

習題1

第2章物理層

2.1物理層概述

2.1.1設置物理層的目的及基本功能

2.1.2物理層與數據鏈路層的關繫

2.2數據通信基礎

2.2.1基本概念

2.2.2奈奎斯特定理與香農定理

2.2.3編碼與調制

2.2.4多路復用技術

2.3傳輸介質

2.3.1導向傳輸介質

2.3.2無線傳輸介質

2.4物理層設備

2.4.1中繼器

2.4.2集線器

2.5寬帶接入技術

2.5.1ADSL接入技術

2.5.2HFC接入技術

2.5.3FTTx技術

2.5.4移動互聯網接入技術

2.6物理層接口特性

2.6.1EIA RS232C接口標準

2.6.2EIA RS449接口標準

2.7本章經典習題與解析

習題2

第3章數據鏈路層

3.1數據鏈路層概述

3.1.1數據鏈路層的地位

3.1.2數據鏈路層的基本概念

3.1.3數據鏈路層與網絡層、物理層的關繫

3.1.4數據鏈路層的功能

3.2成幀與透明傳輸

3.3差錯控制

3.4點對點協議(PPP)

3.5局域網

3.5.1局域網的基本概念和體繫結構

3.5.2以太網與IEEE 802.3

3.5.3共享信道的介質訪問控制方法

3.6局域網擴展

3.6.1集線器擴展局域網

3.6.2網橋

3.6.3局域網交換機

3.7高速以太網

3.7.1100BaseT以太網

3.7.2吉比特以太網

3.7.310吉比特以太網

3.8虛擬局域網(VLAN)

3.9無線局域網

3.9.1無線局域網基本結構模型

3.9.2IEEE 802.11物理介質規範

3.9.3IEEE 802.3介質訪問控制

3.10本章經典習題與解析

3.11Wireshark實驗： 數據鏈路層幀分析

習題3

第4章網絡層

4.1網絡層概述

4.1.1劃分網絡層的必要性

4.1.2網絡層實現的主要功能

4.1.3網絡層向上一層提供的服務

4.2網際協議(IP)

4.2.1IPv4的特點

4.2.2分類的IP地址 

4.2.3IPv4數據報的格式

4.2.4IP層處理數據報的流程

4.3地址解析協議（ARP）

4.4劃分子網與構造超網

4.4.1劃分子網的意義

4.4.2劃分子網的方法

4.4.3子網掩碼

4.4.4舉例說明子網規劃與地址空間劃分的基本方法

4.4.5使用子網掩碼轉發分組過程

4.4.6變長子網掩碼技術

4.4.7無分類編址CIDR技術(構成超網)

4.4.8網絡地址轉換(Network Address Translation，NAT)

4.5網際控制報文協議(ICMP)

4.5.1ICMP的作用與特點

4.5.2ICMP報文的結構

4.5.3ICMP報文的類型

4.6路由選擇協議

4.6.1分層次的路由選擇協議

4.6.2內部網關協議(RIP)

4.6.3OSPF協議

4.6.4外部網關協議

4.7IP多播和網際組管理協議

4.7.1基本介紹

4.7.2IP多播地址

4.7.3網際組管理協議(IGMP)

4.7.4多播路由器與IP多播中的隧道技術

4.8下一代網際協議IPv6

4.8.1IPv6概述

4.8.2IPv6的格式

4.8.3IPv6的地址空間

4.8.4IPv4向IPv6過渡

4.9移動IP

4.9.1移動IP概述

4.9.2幾個重要概念 

4.9.3移動IP工作原理 

4.10網絡互連設備

4.10.1網絡互連設備及功能

4.10.2路由器在網絡互連中的作用及組成

4.11本章經典習題與解析

4.12Wireshark實驗： IP分析

習題4

第5章傳輸層

5.1傳輸層協議概述

5.1.1劃分傳輸層的必要性

5.1.2傳輸層的功能

5.1.3TCP/IP傳輸層的兩個協議——UDP與TCP

5.1.4傳輸層端口

5.1.5套接字

5.1.6TCP、UDP與應用層協議的關繫

5.2UDP

5.2.1UDP的主要特點

5.2.2UDP用戶數據報格式

5.2.3UDP校驗和的計算示例

5.2.4UDP適用的範圍

5.3TCP

5.3.1TCP提供的服務

5.3.2TCP報文段的格式

5.3.3TCP連接的建立與釋放

5.4傳輸層可靠傳輸原理

5.4.1簡單的停等協議

5.4.2實用的停等協議

5.4.3連續ARQ協議

5.4.4三種協議的比較

5.5傳輸層可靠傳輸的實現

5.5.1滑動窗口協議原理

5.5.2TCP的差錯控制機制

5.6流量控制

5.6.1利用滑動窗口實現流量控制

5.6.2TCP的傳輸效率

5.7TCP擁塞控制

5.7.1擁塞控制的基本概念及原理

5.7.2TCP的擁塞控制

5.8本章經典習題與解析

5.9Wireshark實驗： TCP協議分析

習題5

第6章應用層

6.1應用層概述

6.1.1設置應用層的必要性及功能 

6.1.2網絡應用模式

6.2域名繫統(DNS)

6.2.1層次域名空間

6.2.2域名服務器

6.2.3域名解析過程

6.3文件傳輸協議(FTP)

6.3.1FTP的工作原理

6.3.2控制連接與數據連接

6.4遠程登錄協議(TELNET)

6.4.1遠程登錄

6.4.2TELNET協議

6.4.3TELNET通信過程

6.5電子郵件繫統

6.5.1電子郵件繫統的組成結構

6.5.2電子郵件格式與MIME

6.5.3SMTP協議、POP3協議和IMAP協議

6.6萬維網(WWW)

6.6.1統一資源定位符(URL)

6.6.2超文本傳輸協議(HTTP)

6.6.3超文本標記語言

6.6.4萬維網的搜索引擎

6.7動態主機配置協議(DHCP)

6.7.1靜態配置與動態配置

6.7.2DHCP地址租約

6.7.3DHCP租約生成過程

6.7.4DHCP地址租約更新

6.8簡單網絡管理協議(SNMP)

6.8.1網絡管理的基本概念

6.8.2網絡管理模型

6.8.3SNMP協議

6.9本章經典習題與解析

6.10Wireshark實驗： HTTP報文分析

習題6

附錄AWireshark基礎知識簡介

附錄B部分習題答案 

參考文獻

本教材的第1版和第2版分別於2010年2月及2015年7月出版。由於本教材所講授的是計算機網絡的基本原理，因此新版教材保留了第2版中的主要內容。但為了適應網絡應用和互聯網技術的迅猛發展，第3版教材在此基礎上進行了修訂，增加了許多新的知識，修改了過時的不合適的一些提法和內容，以適應網絡教學的需要。下面是一些主要內容的變化。
第1章概述部分，首先為了使大家對網絡不那麼陌生，通過具體的實例讓大家認識計算機網絡、互聯網以及相關的概念； 其次集中介紹了衡量計算機網絡性能的主要技術指標，可以讓大家從不同的方面來度量計算機網絡性能的優劣有個標準； 後對於兩種分組交換技術——數據報和虛電路原理的介紹現改在第4章介紹，這樣的安排更加合理。第2章物理層部分，在篇幅上進行了適當的精簡，增加了寬帶接入技術的簡單介紹，給出了CDMA的發送與接收幀的計算說明。第3章數據鏈路層部分，細化了協議實現原理，去掉了不再使用的成幀方式。第4章網絡層部分，重點仍然是網絡互連問題闡述。但隨著網絡技術的發展，擁塞控制已經成為傳輸層重點要解決的問題，因此原來在第4章介紹的擁塞概念及擁塞控制的方法等內容改在第5章傳輸層介紹，這些並不影響讀者對整個計算機網絡的學習和理解。第5章傳輸層的改動比較大，把TCP的滑動窗口機制運用到差錯控制的基本概念和原理、流量控制及擁塞控制上，可以使讀者對可靠傳輸有一個比較完整的概念，對擁塞控制的方法增加了進一步的解釋。第6 章應用層部分，增加了對DNS協議原理的分析，結合具體的DNS層次部署，分析域名解析的過程； 細化了對HTTP報文的說明，給出了HTTP報文的具體格式，分別說明HTTP請求報文與響應報文的具體內容； 添加了有關DHCP的內容，對DHCP原理、地址租約及更新做了詳細介紹和說明。
另外，在每一章理論知識介紹之後，通過本章經典習題與解析的學習，使學生能夠用這些基礎理論來解決實際中的問題，並可以加深對相關知識的理解和掌握。本書力圖做一本基礎理論知識全面並緊密結合實踐內容的教材。
此次改版中，增加Wireshark數據包分析實戰。Wireshark是一款開源的專業數據抓包和分析工具，它提供了強大的數據抓取功能和豐富的數據分析方式，適合於初學者使用，將計算機網絡協議的學習與Wireshark工具結合，使得抽像的理論具體化、可視化，也增加了學生的學習興趣。我們在計算機網絡的教學中，通過這種理論與實踐的學習方式，也取得了很好的教學效果，值得推廣。在數據鏈路層、網絡層、傳輸層及應用層均給出數據包的內容分析。
另一個改動是Internet 的譯名不再使用推薦譯名“因特網”，而改為目前大家已普遍使用的“互聯網”。雖然推薦譯名“因特網”有其權威性，但實踐證明，各界人士大都不願意用。 編者決定從第3版起改用事實上的標準譯名“互聯網”。
書後共有兩個附錄，附錄A是Wireshak基礎簡介知識(包括簡介、安裝方法和使用說明)附錄B是部分習題解答(而不是詳細解題步驟)，後是參考文獻與網址。
讀者可以訪問清華大學出版社多媒體課程資源平臺下載有關的參考內容。
本教材的參考學時為60學時左右。如果學時較少，可以適當地調整講授內容。這樣仍可獲得有關互聯網的基本的知識。
本書附有隨書課件及微課。
本書由瀋紅、李愛華任主編，喻紅婕、胡樹傑、程磊任副主編，臧晶、金海月、祁燕參編。其中瀋紅和李愛華參加了教材大綱的編寫，瀋紅、胡樹傑、喻紅婕、金海月、祁燕編寫第1章、第4章和第5章，李愛華、程磊、臧晶、金海月、祁燕編寫第2章、第3章和第6章及附錄A部分。感謝楊非非對教材的校對及實驗部分的工作。
由於計算機網絡涉及的內容極為廣泛，技術發展較快，書中不足與欠妥之處在所難免，敬請廣大師生批評指正，不勝感激。
瀋紅李愛華
2021年8月