第2版前言

计算机网络中，两个相互通信的实体通常处于不同的地理位置，要实现两个进程的相互通信，需要通过交换控制信息来协调它们的动作进而达到同步，信息的交换必须按照预先共同约定好的规则进行，这个规则就是网络协议。因此，网络协议就是为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。一个网络协议至少包括语法、语义和时序3个要素。

网络协议是计算机网络的灵魂，没有协议网络节点间交换数据无从谈起，更不会有今天的Internet。网络协议是伴随着计算机网络同步发展的。随着计算机网络由简单到复杂、由面向终端到以通信子网为中心的发展，网络协议也得到了快速发展： 由简单的点对点通信协议发展到点对多点通信协议，由同构网协议发展到异构网协议。正是由于快速发展的网络协议对计算机网络的支撑，才造就了“地球村”，使得网络通信快速、可靠和准确。因此，网络协议在计算机网络发展中占据着重要地位，可以说没有网络协议就没有网络。

由于网络体系结构是分层次的，则网络协议也是分层次的，不同层次有不同的协议。因此，网络各层协议众多，而且网络协议的基本概念、原理及工作过程都比较抽象，不易理解。本书所附实验可使学生在实验中真实看到各种网络协议的报文、协议的工作过程及结果，进而理解网络协议的工作原理，使得网络协议课程摆脱了枯燥乏味而变得生动，真正做到了理论联系实际，同时也能提高学生的实践能力。

本书主要讲述了IEEE 802协议族和TCP/IP协议族中主要协议的相关内容及实验。对网络协议的基本概念、基本原理和方法力求全面，尽量做到深入浅出、理论联系实际、图文并茂等。本书的特点是概念清晰、内容丰富、系统性强、重点突出、实验丰富、实践性强。

本书共分8章。具体内容安排如下。

第1章概述网络协议的概念、网络协议的分层体系结构及两种典型的网络体系结构——OSI参考模型和TCP/IP参考模型，并着重理解二者的异同。

第2章介绍物理层协议的四个基本特性，物理层协议的作用，两个典型的物理层协议RS232C和X.21协议的结构、原理和工作过程。常见的数据编码（曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码）和脉冲编码调制技术（PCM）。

第3章主要讲述数据链路层协议的基本概念和停止—等待ARQ及滑动窗口两类协议的机制、工作原理，对数据链路层的差错控制方法、成帧机制进行了讨论，并结合局域网协议（IEEE 802协议族）和广域网协议讨论了当前主流的数据链路层协议（HDLC等）的帧结构、工作原理及实验验证。

第4章网络层协议主要讲述IP数据报格式、IP数据报首部校验和、数据分片与重组、IP协议模块包、子网规划、IP地址转换及IP路由寻址等； 地址解析协议（ARP）和反向地址解析协议（RARP）的原理、报文格式及处理过程； Internet控制报文协议（ICMP）和Internet组管理协议（IGMP）提供的各种类型报文格式、原理及处理过程； 简要介绍IP路由选择协议RIP和OSPF的报文格式及工作原理； X.25网络层协议的分组格式、工作原理等内容。

第5章概述传输层提供的服务、传输层寻址与端口的概念，着重讲述了用户数据报协议（UDP）的报文格式、UDP伪首部的作用、UDP工作原理及UDP软件模块包构成； 传输控制协议（TCP）的报文格式、TCP连接管理、TCP流量控制、TCP拥塞控制和TCP定时管理机制、TCP软件模块包构成等内容。

第6章主要介绍几个典型的应用层协议。域名系统（DNS）的名字空间构成、DNS报文格式、资源记录和域名服务器的作用、域名解析方式及解析服务过程； 文件传输协议FTP的进程模型、FTP的命令与应答及简单文件传输协议TFTP； 电子邮件的基本概念、邮件传输协议SMTP和邮件获取协议POP的命令集及运行过程； 远程登录协议Telnet的基本概念、Telnet命令、Telnet选项协商、Telnet子选项协商过程； 超文本传输协议HTTP的一般格式、HTTP请求报文和响应报文。

第7章介绍引导协议BOOTP及动态主机配置协议DHCP的基本概念、报文格式、工作原理及运行方式、DHCP中继代理等。

第8章简要介绍网络管理的结构、SNMP体系结构、SNMP管理体系结构、TRAP导致的轮询，简单网络管理协议（SNMP）的基本概念、管理信息库MIB、管理信息结构SMI、协议数据单元及SNMP操作及工作原理。

第3~8章提供了15个相关实验，各实验均给出了实验目的、实验准备、实验原理、实验过程及思考题等。目的明确、操作性强，通过实验可以使学生较好地理解掌握抽象的网络协议知识。

本书由陈虹统稿，其中第1、3、5章由陈虹编写； 第2章由徐娇月编写； 第4章由李婕娜编写； 第6、7章由李建东编写； 第8章由张志杰编写。本书实验内容及过程基于中软吉大计算机网络实验教学系统，实验部分的编写参照了中软吉大的实验教程，在此对中软吉大表示感谢。本书在编写过程中得到了清华大学出版社、辽宁工程技术大学教务处、辽宁工程技术大学软件学院的大力支持与帮助。在本书出版之际，谨向上述单位和部门表示衷心的感谢。

由于编者水平有限，书中难免有不妥和疏漏之处，恳请广大读者批评指正。

本书联系Email： chh3188@163.com。

本书的配套PPT课件、习题答案等教学资源可以从清华大学出版社网站www.tup.com.cn下载，本书及课件的使用中遇到任何问题，请联系fuhy@tup.tsinghua.edu.cn。

编者

2016年6月