前 言 计算机网络及应用是计算机技术、通信技术和信息技术相融合的产物,从20世纪50年代起步至今已经历了近70年的发展历史。自1957年苏联发射人类第一颗人造地球卫星Sputnik起,网络技术就开始应用于科学研究领域。1969年美国国防部高级研究计划署构建的阿帕网(ARPANET)以及20世纪80年代中期后建立的NSFNet使得计算机网络及应用技术得到了快速发展。随着“数据时代”的来临,以及社会发展对网络的强烈需求和IT技术的快速进步,计算机网络及应用技术更是得到了空前的发展,以前所未有的速度深入到社会生活的各个领域。伴随着移动网络的快速发展,网络及应用无处不在。世界已经无法脱离网络而独立存在,计算机网络及应用已成为人们生活不可或缺的组成部分。在我们所熟知的所有学科领域中,还无法找到哪一门学科能有如此迅猛的发展速度和如此广博的应用范围。 计算机网络及应用是多学科相互渗透、相互融合、相互促进的一门交叉性学科。近年来,计算机网络及应用已成为全球数字化、网络化、信息化的重要技术基础支撑。基于网络的电子政务、电子商务、远程医疗、远程教育、现实模拟、超容量信息存储、超级计算处理能力的获取等应用服务,已成为科学研究与社会发展等各个方面实现资源共享的重要手段。计算机网络及应用已经前所未有地改变着整个社会的历史进程,改变着人们日常的学习、工作和生活方式。 计算机网络及应用技术的快速更迭,信息技术与信息产业的飞速发展,云技术、区块链以及新型智能网络的发展等,对计算机网络及应用理论研究和实践应用人才的需求日益迫切。高等学校作为科技创新的高地和高素质人才培养的摇篮,无疑是为社会进步、经济发展持续提供大量人才和智力支持的重要场所。有鉴于此,计算机网络及应用不但已成为计算机及信息类学科专业的一门主干课程,而且也是各个行业领域专业技术人员应该学习并掌握的重要知识技能。 作为一门交叉性学科,计算机网络及应用主要涉及计算机网络基础理论与网络应用领域的知识。其概念的繁杂性、理论的抽象性和课程固有的实践性是区别于其他学科课程的重要特征。因此,要使学生在学习过程中能很好地理解计算机网络及应用的基本概念,把握计算机网络及应用的基本理论知识,掌握基本应用技能,合理的教材篇章结构,科学的教学组织体系,清晰的教材内容与层次关系,循序渐进式的课堂教学方法是关键。这也是笔者多年从事本科生、研究生计算机网络及应用等相关课程教学的经验与感悟。 正是基于这样的认识,我们汇聚了一批多年从事计算机网络及应用课程教学与应用实践的同仁们,共同编著了旨在供在校的计算机专业、信息管理与信息系统专业及相关学科专业的本科生和研究生学习使用的教材。当然,《计算机网络及应用》也可作为计算机网络工程技术人员的学习参考资料。全书共分11章,参考学时为48~56个学时,各章主要内容如下。 第1章:计算机网络概述。主要介绍计算机网络的形成与发展,定义与分类,功能与特点,计算机网络体系结构等基本知识。 第2章:数据通信基础。主要介绍数据通信的基本概念,传输介质及其特性,数据编码与数据传输,数据通信与交换方式,差错控制方法等有关通信领域的基础知识。 第3章:物理层。主要介绍物理层模型和功能,物理层协议、接口及特点,多路复用技术,调制解调器以及物理层互联设备等内容。 第4章:数据链路层。主要介绍数据链路层的功能、链路配置和控制,流量控制、差错校验与控制,HALC、PPP协议以及数据链路层互联设备等内容。 第5章:网络层。主要介绍网络层服务及其实现,路由选择,网络层协议以及拥塞控制等内容。 第6章:传输层。主要介绍传输层功能及服务,UDP/TCP协议,TCP可靠传输的实现,TCP流量控制、TCP拥塞控制、TCP差错控制以及相关协议的比较等内容。 第7章:高层协议。主要介绍高层(会话层、表示层、应用层)的功能及提供的服务和相关协议,域名系统,SNMP以及Web服务、HTTP、SIP、DHCP等相关内容。 第8章:局域网技术。主要介绍局域网的基本概念、参考模型,令牌网,以太网,IP地址以及局域网组网等内容。 第9章:广域网、网络互联及综合布线。主要介绍X.25及公共数据网,广域网的基本理论和知识,各种类型的网络互联技术以及网络综合布线系统等内容。 第10章:网络安全与网络管理。主要介绍网络安全基础知识,网络安全技术,云计算及云安全,Web安全以及网络管理技术等内容。 第11章:计算机网络发展的新技术。主要介绍IPv6,多协议标签交换,P2P应用,物联网技术以及虚拟现实技术等内容。 各章最后均附有相应的小结和习题,供读者融会贯通和巩固所学的知识。 《计算机网络及应用》由陕西学前师范学院校长邵必林教授,西安建筑科技大学骆正山教授、张新生教授共同组织编写。全书由邵必林教授统稿。《计算机网络及应用》在编写、统稿以及书稿的修订和完善过程中,得到了笔者所在单位的专家教授、学术同仁,以及出版社编辑等诸多朋友的关心和支持,在此,一并表示衷心的感谢! 《计算机网络及应用》的出版工作,得到了西安建筑科技大学和陕西学前师范学院教育教学改革专业建设项目资金资助,全书所有编者谨此深表谢意! 计算机网络及应用技术的发展日新月异,尤其是移动互联网技术及其应用的快速发展使得网络知识的更新加速,对如何编写一本知识结构合理,符合学生学习实际,体现理论基础与实践训练有机融合的教材提出了很高的要求。限于编者水平有限,书中难免存在许多缺陷和不足,殷切期望广大读者批评指正,我们将不胜感激。我们的电话是010-62796045,信箱是huchenhao@263.net。 《计算机网络及应用》配套的电子课件和习题答案可以通过http://www.tupwk.com.cn/downpage网站下载,也可以扫描下方的二维码下载。 2019年3月于西安