计算机网络技术在电子商务、电子政务、远程教育、远程医疗等领域的应用越来越广泛，极大地方便了我们的生活。因此，网络技术不仅成为高等院校的一门重要课程，也是从事IT行业的技术人员必须掌握的重要知识之一。

主要特点
　　●结合计算机网络课程的教学目标，通过14个课程设计题目帮助读者深入理解网络的基本工作原理和协议的设计思想，掌握处理网络问题的基本方法。
　　●每个课程设计题目设置有课程设计目标、要求、相关知识、课程设计分析和扩展内容几个环节，引导读者独立完成设计题目，培养读者接受新知识和继续学习的能力。
　　●本书的大部分设计题目已经在南开大学信息技术科学学院计算机系的“计算机网络技术”课程的教学中使用过，取得了比较好的教学效果。
　　●读者可以在一台计算机或者接入Internet的计算机上完成本书的网络编程课程设计，对硬件的要求比较宽松。

无

Internet与高速网络的应用使计算机网络技术发展到一个更高的阶段。基于网络技术的电子政务、电子商务、远程教育、远程医疗与信息安全技术正在对社会产生着前所未有的影响。我国信息技术与信息产业的发展，需要大批掌握计算机网络与通信技术的人才。目前，网络技术已经成为高等院校学生的一门重要课程，也是从事计算机应用与信息技术的研究和应用的专业技术人员必须掌握的重要知识之一。
　　计算机网络作为一门交叉科学，涉及计算机技术与通信技术两个学科。网络技术经过多年的发展，已经形成比较完善的体系。该技术发展迅速，应用广泛，知识更新快。对于涉及这样一个发展迅速的领域的课程设计教材来说，最重要的是让学生学会处理网络问题的基本方法，掌握网络的基本工作原理，使学生面对不断变化的技术时，具有跟踪、学习的基础与能力。作者在多年的教学实践中深刻地体会到，计算机网络课程的教学必须注意两个问题：一是如何使学生真正理解和掌握处理网络问题的基本方法，二是如何培养学生在网络环境下的编程能力。
　　作者根据多年从事本科生、研究生“计算机网络”课程教学、辅导的实践与科研工作的经验体会到，只通过书本不可能让学生真正掌握计算机网络知识，传统的以课堂讲授为主、以教师为中心的教学和学习方法，会使学生感到枯燥和抽象，难以接受。因此，作者希望结合理论课程的学习，通过自主地完成课程设计，使学生从具体网络协议与原理实现方法的编程实践中，理解网络的基本工作原理和协议的设计思想，掌握处理网络问题的基本方法。尽管网络课程涉及的内容很多，但是和其他的学科一样，网络技术同样有一个很自然的发展轨迹，这正体现出学科的体系。作者在教学实践中对网络基本原理的教学规律进行了深入研究，总结提炼出课程设计题目，让学生能够循序渐进地独立完成网络编程任务，达到深入理解网络基本工作原理与实现方法的目的。一旦学生能够接受网络问题处理的基本思路，掌握网络环境中编程的基本方法，那么他就能够在接受前人研究成果的基础上接受新知识并在此基础上继续学习，才有可能适应网络技术的快速发展。由于开设网络实验需要有一定硬件条件，很多条件相对较差或师资力量不足的学校，还没有能力开设。基于这样的实际情况，作者考虑编写一本能够让学生在一台计算机或一台接入Internet的计算机上，独立完成网络编程的课程设计指导书，让学生在系统学习网络知识的过程中，通过循序渐进地完成课程设计题目，加深对网络的基本工作原理和实现方法的理解，在一定程度上弥补硬件实验条件的不足。
　　作者根据教学实践，针对网络基本概念、网络体系结构，以及物理层、数据链路层、介质访问控制子层、网络层、传输层协议及应用层的教学目标，从培养学生在网络环境中的实际编程能力的角度出发，总结提炼出14个课程设计题目。通过这些课程设计，帮助学生系统地学习和掌握广域网、局域网与城域网技术、网络互联、分布式进程通信、Internet应用、网络安全的基本理论和方法。本书从第2章开始，每一章是一个课程设计题目。每章包括课程设计的目的、要求、相关知识、课程设计分析和扩展内容，书后附有参考程序和完成课程设计编程所需要的知识、工具与参考文件。本书在编写过程中主要参考了近年出版的最新书籍与文献资料，以及国内外著名大学网站所能够检索到的教学课件的内容，可以作为高等院校计算机、软件工程、电子信息类及相关专业的配套的课程设计教材，也可作为从事计算机网络应用与信息技术的工程人员的参考资料。作者在教学中也利用这些素材做了一些尝试，并且取得了比较好的教学效果。
　　本书由吴功宜构思与统稿。第一部分由吴功宜编写；第二部分的第5、9、14、15章由胡晓英编写；第4、6、8、12章由张仁编写；第7、10、11章由何云编写；第2、3、13章由王宁编写。本书中的大部分课程设计题目都在南开大学信息技术科学学院计算机系的“计算机网络技术”课程中使用过，很多同学对题目与参考答案的完善提出了建议。在这里向参与过教学过程、贡献智慧、给予帮助的同学们表示衷心感谢。
　　本书的编写得到了徐敬东教授、张建忠副教授、韩毅刚副教授，以及石志伟老师的大力帮助。特别感谢中国科学技术大学刘振安教授，他对本书的构思、写作方法等方面提出了宝贵的意见，使作者受益匪浅。
　　网络技术的发展与知识的更新速度很快，限于作者的学术水平，本书难免有错误与不妥之处，诚恳地希望读者批评指正，共同提高网络课程设计的教学水平。

作　 者
于南开大学信息技术科学学院
2005年5月

近年来，我国在计算机应用、计算机软件和电子类相关专业的人才培养方面，取得了长足的进展，每年的毕业生都有数十万人。但是这些毕业生走进企业、公司、政府机构或研究单位之后，往往深刻地感觉到缺乏实际开发设计项目的经验，不善于综合运用所学理论，对知识的把握缺乏融会贯通的能力。
　　综合考察目前高等院校教学大纲、课程设置以及内容安排等方面的情况，多数学校还是比较重视训练学生的实际设计能力。但是，从安排设计实践的内容上看，基本上是围绕相关课程教学内容而展开的，不能够构成对实际问题的解决方案；从配套程序的规模上看，一般只是几十行到几百行的源代码，或者是一个单独电路的设计，远远小于一个小型项目的规模；从设计的结构上看，由于设计实践是围绕着课程教学内容而进行的，问题已经高度抽象，学生很难得到有关综合运用所学知识的整体训练机会。而且，这些内容相对简单、问题域已经高度抽象、规模较小的设计实践一人基本上就能完成，学生几乎无法通过这些设计实践，去真正获得有关项目管理和团队协作等方面的基本训练和工作经验。
　　由此可以看出，大多数学校对学生实际设计能力的训练与国外知名大学和国内精品课程相比较，还是存在一些差距的。为此，机械工业出版社华章分社和一批高等院校的教师，针对当前高等院校计算机硬件、软件和电子类相关课程教学中存在的问题，参考国内外知名大学相关课程成功的教学经验，设计编写了这套“高等院校计算机课程设计指导丛书”，其目的就是通过课程设计的一系列训练，把知识获取和项目实践两个方面有机地结合起来。
　　在这套“高等院校计算机课程设计指导丛书”中的每一门课程设计里，都安排了由多个子项目组成的一个课程设计项目。学生们可以在教师的指导下，逐步设计实现这些子项目，并最终完成一个功能相对完整，可以运行的系统，其代码可以是数千行，甚至上万行。通过这种设计课程，学生一方面可以结合课程的教学内容循序渐进地进行设计方面的实践训练，另一方面，在参与一系列子项目的实践过程中，还能提高如何综合运用所学知识解决实际问题的能力，以及获得有关项目管理和团队合作等等众多方面的具体经验，增强对相关课程具体内容的理解和掌握能力，培养对整体课程知识综合运用和融会贯通能力。
　　参加丛书编写的各高等院校的教师都有着丰富的教学、科研，以及与企业合作开发项目等多方面的经验。每个课程设计中的子项目和整体项目，都来自教师们具体的科研和设计开发实践，所选设计项目与教学内容配合紧密，项目的难度与规模适宜。
　　最后，感谢机械工业出版社华章分社编辑们的大力支持，使出版有关这套丛书的计划，从单纯的构想演化成带有油墨芳香的真实。

丛书写作组

第一部分　课程设计目标
第1章　计算机网络课程教学、实验与课程设计的关系 3
1.1　 计算机网络课程的教学特点 3
1.2　 计算机网络课程的实验教学与课程设计的关系 4
1.3　 计算机网络课程的知识点 5
1.4　 课程设计要求及评分标准 8
第二部分　课程设计指导
第2章　 计算校验和 11
2.1　 课程设计目的 11
2.2　 课程设计要求 11
2.3　 相关知识 11
2.4　 课程设计分析 14
2.5　 相关扩展 16
第3章　 帧封装 19
3.1　 课程设计目的 19
3.2　 课程设计要求 19
3.3　 相关知识 19
3.4　 课程设计分析 23
3.5　 相关扩展 27
第4章　 模拟Ethernet帧的发送过程 31
4.1　 课程设计目的 31
4.2　 课程设计要求 31
4.3　 相关知识 31
4.4　 课程设计分析 33
4.5　 相关扩展 35
第5章　 发送Ethernet ARP包 39
5.1　 课程设计目的 39
5.2　 课程设计要求 39
5.3　 相关知识 40
5.4　 课程设计分析 41
5.5　 相关扩展 44
第6章　 解析ARP数据包 47
6.1　 课程设计目的 47
6.2　 课程设计要求 47
6.3　 相关知识 47
6.4　 课程设计分析 49
6.5　 相关扩展 51
第7章　 解析IP数据包 53
7.1　 课程设计目的 53
7.2　 课程设计要求 53
7.3　 相关知识 53
7.4　 课程设计分析 56
7.5　 相关扩展 59
第8章　 监控IP包流量 61
8.1　 课程设计目的 61
8.2　 课程设计要求 61
8.3　 相关知识 61
8.4　 课程设计分析 61
8.5　 相关扩展 64
第9章　 IP地址的合法性及子网判断 67
9.1　 课程设计目的 67
9.2　 课程设计要求 67
9.3　 相关知识 68
9.4　 课程设计分析 70
9.5　 相关扩展 71
第10章　 发现网络中的活动主机 73
10.1　 课程设计目的 73
10.2　 课程设计要求 73
10.3　 相关知识 73
10.4　 课程设计分析 75
10.5　 相关扩展 79
第11章　 发送TCP数据包 83
11.1　 课程设计目的 83
11.2　 课程设计要求 83
11.3　 相关知识 83
11.4　 课程设计分析 85
11.5　 相关扩展 89
第12章　 发现服务器已开启的TCP服务 91
12.1　 课程设计目的 91
12.2　 课程设计要求 91
12.3　 相关知识 91
12.4　 课程设计分析 92
12.5　 相关扩展 93
第13章　 UDP服务器设计 95
13.1　 课程设计目的 95
13.2　 课程设计要求 95
13.3　 相关知识 95
13.4　 课程设计分析 99
13.5　 相关扩展 104
第14章　 SNMP的简单实现 107
14.1　 课程设计目的 107
14.2　 课程设计要求 107
14.3　 相关知识 107
14.4　 课程设计分析 111
14.5　 相关扩展 116
第15章　 OSPF实现 121
15.1　 课程设计目的 121
15.2　 课程设计要求 121
15.3　 相关知识 121
15.4　 课程设计分析 124
15.5　 相关扩展 125
第三部分　附　录
附录A　 参考答案 129
附录B　 Winpcap编程 193
附录C　 Winsock编程 197
附录D　 典型的TCP端口号 203
参考文献 204