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出版者:机械工业出版社

作者:萧文龙 林松儒

出品人:

页数:264

译者:

出版时间:2006-5

价格:35.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111186038

丛书系列:

图书标签:

• 计算机
• TCP/IP
• 网络协议
• 计算机网络
• 入门
• 网络编程
• 协议分析
• 网络基础
• 网络通信
• 技术入门
• 网络原理

《深入理解网络通信：原理、协议与实践》 内容简介： 在这本厚重的著作中，我们旨在带领读者穿越错综复杂的网络世界，从最基础的物理层信号传递，到高级的应用层服务构建，进行一次全面而深入的探索。本书并非一篇简单的“如何连接互联网”的指南，而是旨在构建读者坚实的网络理论基础，并将其与实际的网络运作紧密结合，从而培养出能够独立分析、设计和解决网络问题的专业人才。 第一部分：网络通信的基石——物理与数据链路层 在网络的起点，数据以比特流的形式在物理介质上传输。本书的第一部分将从这里开始，详细阐述电信号、光信号以及无线电波在不同传输介质（如双绞线、光纤、同轴电缆、空气）上的编码、传输和接收机制。我们将深入探讨电压、频率、相位等物理参数如何承载信息，以及噪声、衰减等物理限制如何影响信号质量。 随后，我们将进入数据链路层，这是在物理链路上建立可靠通信的第一步。这里，我们不仅会介绍以太网（Ethernet）这一最为普及的有线局域网技术，剖析其CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）机制的运作原理，还会探讨各种局域网技术（如Token Ring, FDDI）的历史演变与技术特性。Wi-Fi（IEEE 802.11系列标准）作为无线局域网的基石，也将得到详尽的解析，包括其帧结构、MAC地址分配、各种安全协议（WEP, WPA, WPA2, WPA3）的演进及其优缺点。 本部分还将重点讲解介质访问控制（MAC）这一关键概念，它决定了网络设备如何共享传输介质，避免冲突。我们会对比分析不同MAC协议的优劣，并探讨交换机（Switch）在这种环境下的作用，理解其如何通过MAC地址表实现高效的二层转发，隔离冲突域，提升网络性能。此外，ARP（地址解析协议）和RARP（逆向地址解析协议）在IP地址与MAC地址之间的转换机制，以及VLAN（虚拟局域网）如何实现逻辑上的网络划分，都将是本部分不可或缺的内容。 第二部分：互联网的骨架——网络层与路由 跨越局域网的界限，互联网的宏伟蓝图在网络层展开。本部分的核心将是IP（Internet Protocol）协议，特别是IPv4和IPv6。我们将详细分析IP数据报的格式，包括源IP地址、目的IP地址、TTL（生存时间）等字段的含义及其作用。对于IPv4，我们还会深入探讨子网划分（Subnetting）和CIDR（无类别域间路由）的原理，理解它们如何帮助更有效地利用有限的IP地址空间，并降低路由表的规模。 路由是网络层最重要的功能之一。本书将详尽阐述路由器的基本工作原理，以及路由表是如何构建和维护的。我们将区分静态路由与动态路由，并重点介绍目前互联网上主流的动态路由协议，如RIP（路由信息协议）、OSPF（开放最短路径优先）和BGP（边界网关协议）。对于每种协议，我们将剖析其核心算法（如距离矢量、链路状态），理解它们如何传播路由信息，并选择最优路径。特别地，BGP作为互联网路由的“交通部长”，其复杂性和重要性将得到充分的讲解，包括AS（自治系统）的概念、路径向量路由以及BGP的收敛过程。 此外，ICMP（Internet Control Message Protocol）作为IP协议的辅助，其在网络诊断和错误报告方面的作用也将被详细介绍，包括Ping（网络连通性测试）、Traceroute（路由跟踪）等常用工具背后的ICMP报文。NAT（网络地址转换）技术，它如何使得多个私有IP地址共享一个公有IP地址，从而缓解IPv4地址短缺问题，也将是本部分的重要内容。 第三部分：信息传输的生命线——传输层 当数据需要可靠地从一个进程传递到另一个进程时，传输层的作用就显得至关重要。本部分将深入探讨TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）这两种核心传输层协议。 对于TCP，我们将详细剖析其面向连接、可靠传输、流量控制和拥塞控制等关键特性。从三次握handshake（三次握手）的建立过程，到四次挥手（四次挥手）的优雅断开，我们将一步步揭示TCP如何保证数据的顺序、完整性和无差错传输。流量控制机制（滑动窗口）如何防止发送方淹没接收方，以及拥塞控制算法（如慢启动、拥塞避免）如何动态调整发送速率以应对网络拥塞，都将得到深入的分析。TCP的重传机制、确认应答（ACK）以及各种计时器的工作原理，都将是本部分讲解的重点。 相比之下，UDP则是一种无连接、尽力而为的传输协议。我们将探讨UDP的简洁性，理解其在需要快速传输且对少量丢包容忍度较高的场景下的优势，例如DNS（域名系统）、DHCP（动态主机配置协议）以及在线流媒体等应用。本部分还将对比TCP和UDP在不同应用场景下的适用性，帮助读者理解何时选择哪种协议。 第四部分：应用世界的万花筒——应用层协议 在网络协议栈的顶端，是服务于用户需求的各种应用层协议。本部分将带领读者领略丰富多彩的应用层协议世界。 我们从最基本的域名系统（DNS）开始，理解它如何将易于记忆的域名解析为IP地址，其层次化的查询机制以及各种DNS记录类型（A, AAAA, MX, CNAME, NS）。接下来，我们将深入Web服务的基石——HTTP（超文本传输协议）。从HTTP/1.0到HTTP/2，甚至展望HTTP/3，我们将解析其请求-响应模型、报文结构（请求行、请求头、请求体、状态码）、幂等性、安全传输（HTTPS）等核心概念，并介绍RESTful API等现代Web服务架构。 电子邮件的通信离不开SMTP（简单邮件传输协议）用于发送邮件，POP3（邮局协议版本3）和IMAP（Internet消息访问协议）用于接收邮件。我们将解析它们各自的协议细节。文件传输方面，FTP（文件传输协议）以及更安全的SFTP（SSH文件传输协议）的运作原理也将被详细介绍。 此外，我们还将探讨一些其他重要的应用层协议，如DHCP（动态主机配置协议）如何为网络设备自动分配IP地址及相关配置信息，SSH（安全外壳协议）如何提供安全的远程登录和文件传输，以及SNMP（简单网络管理协议）如何实现网络设备的监控和管理。这些协议的深入理解，将为读者构建和维护复杂的网络应用奠定坚实基础。 第五部分：网络安全与诊断 在日益复杂的网络环境中，安全是不可忽视的环节。本部分将聚焦于网络安全的基础知识，以及在实际工作中必备的网络诊断与故障排除技术。 安全方面，我们将从加密算法（如对称加密、非对称加密）、哈希函数、数字签名等基本概念入手，理解它们如何在网络通信中保护数据的机密性、完整性和真实性。TLS/SSL（传输层安全/安全套接层）协议作为HTTPS等安全应用的基础，其握手过程、证书验证机制以及如何加密应用层数据，都将得到详细的讲解。防火墙、入侵检测系统（IDS）和入侵防御系统（IPS）等安全设备的原理和作用，也将被纳入讨论范围。 诊断与故障排除是网络工程师的必备技能。本书将介绍一系列常用的网络诊断工具，如Ping、Traceroute、Nslookup、Netstat、Wireshark（网络协议分析器）等。我们将详细阐述如何使用这些工具来检测网络连通性、识别路由问题、分析流量瓶颈、捕获和分析网络报文，从而快速定位和解决各种网络故障。从物理层问题到应用层问题，都将提供系统的排查思路和方法。 第六部分：高级网络主题与未来展望 在掌握了网络通信的各项基础和核心技术之后，本书将进一步带领读者探索更高级的网络主题，并展望网络技术的未来发展。 本部分将触及虚拟化技术在网络中的应用，如虚拟交换机、虚拟网卡以及SDN（软件定义网络）的理念，理解它们如何改变传统网络的管理模式。我们会探讨容器化技术（如Docker）如何影响网络应用的部署和通信。此外，云计算网络架构，包括公有云、私有云和混合云中的网络互联、负载均衡、虚拟私有云（VPC）等概念，也将被纳入讨论。 无线通信的演进，如4G到5G的技术变革，其在带宽、延迟、连接数等方面的提升及其对物联网（IoT）、车联网（V2X）等新兴应用的影响，也将进行探讨。网络协议的发展趋势，如IPv6的推广、QUIC协议的兴起以及未来可能出现的新的网络架构，都将为读者提供前瞻性的视野。 本书特色： 理论与实践并重： 本书在深入讲解网络协议原理的同时，大量结合实际应用场景和案例，帮助读者将理论知识转化为解决实际问题的能力。 体系化、结构化： 内容从底层到顶层，从基础到高级，层层递进，逻辑清晰，构建完整的网络知识体系。 深度与广度兼顾： 覆盖了从物理层到应用层的几乎所有关键网络技术，同时对每个主题都进行了深入细致的剖析。 面向专业人士： 旨在为网络工程师、系统管理员、开发人员以及对网络技术有深入追求的爱好者提供一个全面、权威的学习资源。 语言严谨、通俗易懂： 采用严谨的技术术语，但力求表达清晰，便于不同背景的读者理解和学习。 通过阅读《深入理解网络通信：原理、协议与实践》，您将不再仅仅是一名网络的“使用者”，而是能够真正理解网络是如何工作的，并具备独立设计、部署、管理和排查网络问题的专业能力。这是一本陪伴您在网络技术领域不断成长、深入探索的宝贵参考书。

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**书评二：实践操作的指导手册** 如果说有些技术书籍只是纸上谈兵，那么这本绝对是实战派的典范。它真正做到了将理论与实践紧密结合。书中关于使用Wireshark进行抓包分析的章节，简直是为初学者量身定做的救星。作者没有直接丢给你一堆晦涩的十六进制数据，而是先用清晰的图示告诉你一个标准的TCP连接在捕获时应该看到哪些关键帧，然后引导你一步步去识别源端口、目的端口、序列号和确认号。我按照书中的步骤，在自己的机器上模拟了一个HTTP请求，然后用Wireshark捕获并分析，那种“原来如此”的顿悟感是无法替代的。此外，书中对Linux下网络配置工具（如`ip route`、`netstat`的现代替代品）的介绍和使用示例，也非常及时和实用，保证了书中的操作指令不会因为操作系统的快速迭代而过时。它不是让你“知道”TCP/IP是什么，而是让你“学会”如何用它来排查和优化网络问题。

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**书评一：对网络基础理论的深度剖析** 这本书在对网络协议栈的讲解上，简直是教科书级别的范本。它没有停留在那种蜻蜓点水式的介绍，而是真正深入到了TCP/IP协议簇的核心机制中去。比如，它对三次握手和四次挥手的状态转换过程的描述，细致入微，每一个标志位的变化都解释得清清楚楚，让人仿佛能亲眼看到数据包在网络中是如何建立和终止连接的。更让我印象深刻的是，书中对拥塞控制算法的探讨，从早期的TCP Tahoe到后来的Reno、Cubic，作者不仅罗列了它们的公式，更重要的是，它解释了这些算法背后的设计哲学和它们在不同网络环境下的优缺点，这种理论深度是很多入门书籍所不具备的。我尤其喜欢它在讲解IP寻址和路由选择时，加入了大量的实际场景模拟，使得原本枯燥的路由表查找过程变得生动起来，真正理解了数据包是如何跨越层层路由器，最终到达目的地的。读完这部分内容，我对网络是如何高效、可靠地传输数据的理解上升到了一个全新的高度，不再是停留在“数据包过去了”的肤浅认知上。

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**书评三：清晰的逻辑和优雅的叙事风格** 阅读体验是评价一本书成功的关键因素之一，而这本书在这方面做得极为出色。它的章节组织结构非常符合人类的学习曲线。作者采取了一种循序渐进的叙事方式，从物理层（尽管篇幅不多，但点到为止）开始，逐步搭建起数据链路层、网络层、传输层和应用层的知识体系，每一层的介绍都像是为下一层打好了坚实的基础。最值得称赞的是，它在描述复杂概念时，习惯性地使用生活中的类比，比如将IP地址比作邮政编码，将端口号比作公寓楼里的具体房间号，这些生动的比喻极大地降低了初学者的学习门槛。语言风格上，它避免了那种冷冰冰的术语堆砌，而是充满了引导性和启发性，读起来感觉像是一位经验丰富的工程师在耐心地为你讲解，而不是一本生硬的官方文档。这种流畅的叙事让我在深夜阅读时也不会感到疲倦。

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**书评五：深度对比和常见误区的精准剖析** 这本书最让我受益良多的一点，在于它对那些经常让新手混淆的概念进行了深入的对比和剖析。比如，它详细区分了“三次握手”和“序列号的初始化”之间的微妙关系，以及在快速重传机制中，“重复确认”是如何触发的。它没有简单地告诉我们“应该怎么做”，而是着重解释了“为什么会出错”以及“错误是如何被纠正的”。书中专门设置了一块区域来讨论网络排错中的常见陷阱，例如在NAT穿越时遇到的端口映射问题，以及DNS解析失败时，协议栈各层可能出现的反馈信息。这种“反向教学”——通过分析错误来巩固正确知识点的方法——异常有效。它教会了我如何像一个真正的网络工程师那样去思考问题：当连接失败时，是链路层丢包了，是IP路由错误了，还是传输层的窗口满了？这种结构化的故障排查思路，是任何纯粹概念罗列的书籍无法给予的宝贵财富。

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**书评四：对新兴网络概念的适度融入** 尽管这是一本打基础的书，但它非常明智地在不影响核心概念学习的前提下，融入了一些当代网络环境中的新元素。例如，书中专门用一个小的章节来讨论IPv6的地址结构和过渡机制，它没有大篇幅地去深入到IPv6的每一个细节，而是清晰地指出了它解决IPv4地址耗尽问题的核心思路，以及双栈运行时的注意事项。再比如，在讨论应用层协议时，它不仅仅停留在传统的HTTP/1.1上，还简要介绍了HTTP/2的多路复用特性对TCP性能的优化影响。这种对“现在和未来”的顾及，使得这本书的价值得以延长，它提供了一个稳定可靠的底层基石，同时让你对上层建筑的最新发展有所耳闻，确保读者学到的知识不会在几年内就变得完全过时。这种前瞻性处理，体现了作者对整个技术生态的深刻理解。

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