CIS 175 Introduction to Networking for Strayer University (Taken from pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:McGraw Hill

作者:Behrouz A. Forouzan; Sophia Chung Fegan

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2007

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9780073366708

丛书系列:

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• Networking
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• Strayer University
• Introduction to Networking
• Computer Science
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• Course Materials

深入理解现代网络架构与实践：数据通信、协议栈与网络安全 本书旨在为读者提供一个全面、深入且实用的计算机网络基础知识体系。它不仅仅是一本理论参考书，更是一本指导实践操作的蓝图，尤其侧重于理解当今复杂网络环境的底层机制、主流协议的工作原理及其在实际部署中的应用。我们将以一种自底向上、层层递进的方式，系统地解构网络通信的复杂过程。 第一部分：网络基础与物理层——通信的基石 本部分将打下坚实的理论基础，探讨网络通信的本质。我们将从信息论的视角出发，分析数据如何在物理介质上传输，以及带宽、延迟和噪声等关键参数如何影响通信质量。 1.1 数据的表示与编码： 深入探讨数字数据如何转化为适合传输的信号。内容涵盖二进制、格雷码等编码方式，以及如何利用线路编码（如曼彻斯特编码、差分编码）来确保时钟同步和抗干扰能力。我们将分析不同调制技术（如ASK, FSK, PSK, QAM）的优缺点及其在不同物理介质中的适用性。 1.2 物理介质与拓扑结构： 详细考察各类传输介质，包括双绞线（UTP/STP）、光纤（单模与多模的差异及应用场景）以及无线电波的特性。对物理层连接的规范（如RJ-45接口标准、光纤连接器）进行详细讲解。同时，剖析常见的网络拓扑结构（星型、总线型、环型、网状型），并从可靠性、成本和扩展性角度评估其适用性。 1.3 信号完整性与干扰控制： 探讨电磁干扰（EMI）、串扰（Crosstalk）和反射等物理层挑战。讲解如何通过屏蔽技术、正确接地、使用高质量线缆以及时序设计来维持信号完整性，确保数据在长距离传输中不失真。 第二部分：数据链路层——可靠的数据传输与介质访问控制 数据链路层是网络通信的第一个智能层次，负责在相邻节点间提供可靠的数据传输服务。本部分重点关注如何解决共享介质的访问冲突和如何确保数据包的准确无误。 2.1 链路层的职责与错误控制： 系统阐述数据链路层的核心功能，特别是差错检测与纠正机制。我们将详细分析校验和（Checksum）、循环冗余校验（CRC）的数学原理和实现过程，理解它们在发现和定位传输错误中的作用。同时，深入讲解链路层如何通过重传机制实现可靠数据传输（Stop-and-Wait, Go-Back-N, Selective Repeat协议）。 2.2 介质访问控制（MAC）： 这是理解局域网（LAN）通信的关键。我们将区分连接介质（如点对点与广播）的访问需求。CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）——以太网的核心机制——将被彻底剖析，包括其竞争窗口、退避算法的数学模型。对于无线网络，我们将重点研究CSMA/CA（避免冲突），包括RTS/CTS握手过程及其在隐藏终端问题中的应用。 2.3 局域网技术与帧结构： 详细介绍主流的局域网技术，尤其是以太网的发展历程（从共享介质到交换式以太网）。深入解析IEEE 802.3标准，彻底解析以太网帧的结构，包括Preamble、SFD、源/目的MAC地址字段、类型字段以及FCS的含义与计算。 2.4 交换技术与VLAN： 讲解二层交换机的工作原理，包括MAC地址表的学习、转发和过滤机制。分析基于端口的MAC学习与基于时间的MAC老化过程。重点阐述虚拟局域网（VLAN）的必要性、实现原理（IEEE 802.1Q标记/Tagging），以及VLAN间路由（Inter-VLAN Routing）的常见配置模式。 第三部分：网络层——寻址、路由与互联网互联 网络层是实现全球互联的关键，它负责将数据包从源主机传输到目标主机，跨越多个异构网络。 3.1 逻辑寻址：IPv4与IPv6： 全面解析IP协议作为面向无连接服务的核心作用。深度剖析IPv4的地址结构、子网划分（Subnetting）的精髓，以及无分类域间路由（CIDR）如何革新了地址分配和路由聚合。随后，系统介绍IPv6的必要性、地址类型（单播、多播、任播）及其庞大的地址空间结构。 3.2 路由基础与路由协议： 定义路由器的核心功能：维护路由表、进行转发决策。详细介绍路由信息是如何被发现和传播的。 内部网关协议（IGP）： 深入比较距离向量路由协议（如RIP）的工作机制（毒化反转、贝尔曼-福特算法）与链路状态路由协议（如OSPF）的工作机制（Dijkstra算法、LSA类型、邻居建立与区域划分）。 外部网关协议（EGP）： 重点讲解边界网关协议（BGP）作为互联网骨干的支柱，理解其路径向量特性、AS路径属性以及策略驱动的路由决策过程。 3.3 IP辅助协议与网络地址转换（NAT）： 解析ICMP（Internet Control Message Protocol）在网络诊断（Ping、Traceroute）和差错报告中的关键作用。详细阐述ARP（地址解析协议）在IPv4网络中，如何从逻辑地址映射到物理地址的过程及其工作流程。深入分析NAT（网络地址转换）的必要性、分类（静态NAT、动态NAT、PAT/端口地址转换）及其对网络层透明性的影响。 第四部分：传输层——端到端服务的质量控制 传输层为应用层提供可靠或不可靠的端到端通信服务，管理会话的建立、维护和终止。 4.1 传输层概述与端口寻址： 明确传输层与网络层的区别，理解端口号在区分不同应用服务中的作用。 4.2 传输控制协议（TCP）：可靠性的保证 TCP是面向连接的协议，其可靠性建立在一系列复杂的机制之上。本节将详述： 三次握手与四次挥手：连接建立与终止的完整流程与状态转换。 滑动窗口机制：如何实现流量控制，防止发送方淹没接收方。 拥塞控制算法：深入研究慢启动（Slow Start）、拥塞避免（Congestion Avoidance）、快速重传（Fast Retransmit）与快速恢复（Fast Recovery）等算法，理解它们如何动态调整发送窗口大小以适应网络容量。 可靠性保证：利用序列号与确认号（ACK）实现有序数据交付和差错恢复。 4.3 用户数据报协议（UDP）：高效率的传输 对比TCP的复杂性，分析UDP的无连接、尽力而为的特性。探讨UDP在何种应用场景（如DNS查询、VoIP、流媒体）中比TCP更具优势，并分析其实现的数据报机制。 第五部分：应用层与网络安全基础 本部分将连接理论与日常应用，探讨终端用户如何通过网络获取服务，以及在日益复杂的网络环境中保护数据安全的关键技术。 5.1 常见应用层协议： 系统分析支撑互联网服务的核心应用协议： 万维网（Web）：HTTP/HTTPS的工作原理，请求/响应周期，状态码解析，以及HTTPS中SSL/TLS握手的基础流程。 邮件系统：SMTP、POP3和IMAP协议的功能划分与协作。 域名系统（DNS）：递归与迭代查询过程，根、TLD、权威服务器的角色，以及记录类型（A, CNAME, MX等）。 文件传输与远程访问：FTP、SSH的工作模式。 5.2 网络安全基础与访问控制： 引入网络安全的基本概念框架，包括CIA三元组（保密性、完整性、可用性）。 防火墙技术：分析包过滤防火墙、状态检测防火墙与代理防火墙的工作原理与策略配置。 加密技术概述：对比对称加密（如AES）与非对称加密（如RSA）的特点、优缺点及应用场景。 访问控制列表（ACLs）：详细讲解标准与扩展ACL的配置语法、匹配顺序和其在路由器/交换机上对流量进行过滤的具体作用。 通过对上述五个核心部分的系统学习和深入研究，读者将不仅掌握网络协议栈的理论框架，还能具备分析、设计和故障排除现代复杂网络系统的实际能力。

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这本书的语言风格是极其务实且充满现代感的，完全没有那种陈旧的学术腔调。它似乎明白，我们这些学习者需要的是能够立刻应用于实践的知识，而不是停留在理论层面的玄学探讨。举例来说，在讨论网络故障排除时，作者并没有给出长篇大论的理论步骤，而是直接给出了一个“排查清单”——“当你遇到设备无法获取IP地址时，请按此顺序检查：物理连接、DHCP服务器状态、子网掩码的正确性、网关的ARP解析……”这种即插即用的实用性内容，对于初入职场的技术人员来说，简直是救命稻草。我记得我第一次在真实环境中遇到DHCP租约耗尽的问题时，第一个反应就是查阅这本书的故障排除章节，里面的描述精确到了命令行层面的指令，让我得以迅速定位并解决了问题，节省了大量宝贵的排查时间。此外，作者对新兴技术如SDN（软件定义网络）的介绍，也把握得恰到好处，没有过度渲染，而是清晰地指出了它在传统网络架构中的定位和潜在的颠覆性，这让读者在学习经典知识的同时，也能对行业的未来发展方向保持敏感度。

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从排版和内容的组织逻辑来看，这本书的设计者显然是深谙学习曲线的规律。它并非一味地追求深奥，而是采取了一种“螺旋上升”的教学策略。初期的章节构建了坚实的基础，比如IP地址的划分、子网掩码的计算，这些内容被反复通过不同角度的小练习来巩固，确保读者不会因为基础不牢而在中途掉队。但最让我感到耳目一新的是，它在讲解复杂路由协议，比如OSPF或BGP时，竟然引入了类比模型，将路由器的决策过程比作城市交通指挥中心，将路由表比作复杂的时刻表。这个比喻非常贴切，瞬间打通了我对“度量值”（Metric）和“最佳路径选择”的困惑。以前看其他教材，总觉得这些协议是天书，需要死记硬背，但这本书让我理解了它们背后的“哲学”——网络设备是如何在有限的资源下，做出最优化的决策。而且，每隔几章就会有一个“综合项目回顾”，它要求你运用前面学到的所有知识（从物理层布线到应用层协议配置）来设计一个小型的办公网络，这极大地锻炼了读者的整体规划能力，将分散的知识点完美地串联了起来。

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真正让我对这本书产生高度认同感的是它对“网络伦理和法律框架”这一部分的探讨。在许多技术书籍中，这个部分往往是草草带过，似乎只是为了应付课程大纲的要求。然而，这本书用相当大的篇幅，严肃地讨论了数据隐私、网络中立性以及不同国家/地区对于数据存储和传输的法律差异。这种跨学科的视角，极大地提升了这本书的境界。它不仅仅是教你如何构建一个网络，更重要的是，它引导你思考：**你构建的网络将如何影响社会和个体？** 这种责任感和全局观的培养，是技术教育中最容易被忽视，但也是最关键的一环。我特别喜欢其中关于“技术实现与法律边界”的辩论性章节，它没有给出标准答案，而是鼓励读者去权衡技术可行性、商业利益与公共责任之间的复杂关系。这使得这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一部关于现代信息社会构建者的思想指南，它塑造的不仅仅是技术人员，更是具有社会责任感的未来数字公民。

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这本书的封面设计真是抓人眼球，那种深沉的蓝色调，搭配着一些电路板的抽象线条，一下子就把人拉进了信息世界的神秘感之中。我拿起它的时候，心里其实是带着一丝忐忑的，毕竟“网络”这个词听起来就自带技术壁垒，生怕里面充斥着我完全看不懂的专业术语和复杂的协议栈。然而，翻开第一章，我的担忧立刻烟消云散了。作者的叙事方式非常高明，他没有直接抛出OSI七层模型这种令人望而生畏的概念，而是从一个非常生活化的场景切入——想象一下你在家中如何通过Wi-Fi连接到全世界的信息海洋。这种“讲故事”的开篇手法，让原本枯燥的基础知识变得生动起来，仿佛每一个数据包的传输都有了画面感和目的性。特别是关于以太网基础的那一章，作者用非常简洁的图示解释了冲突域和广播域的区别，这比我过去在其他资料中看到的那些密密麻麻的文字描述要清晰高效得多。我记得有一次我在准备一个实习项目时，对VLAN的划分一直有些模糊的概念，但这本书里对VLAN的讲解，不仅解释了“是什么”，更深入地剖析了“为什么”需要它，以及如何在不同规模的网络中灵活运用。它不仅仅是知识的堆砌，更像是一份实战指南，引导你建立起一个完整的网络思维框架，让你从一个单纯的网络使用者，转变为一个能够理解和构建网络的“工程师的眼睛”。

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阅读这本书的过程，与其说是学习，不如说是一次思维的重塑之旅。我必须承认，我之前对网络安全部分的理解非常肤浅，停留在安装杀毒软件的层面。但这本书的深度远远超出了我的预期。它非常细致地探讨了网络层面的威胁，比如ARP欺骗和DNS劫持，并且令人惊喜的是，它没有停留在理论层面，而是提供了大量案例分析，这些案例往往来源于近几年真实发生的大型数据泄露事件。这种“以案说法”的方式，极大地增强了知识的说服力和紧迫感。我特别欣赏作者在阐述防火墙和VPN技术时所展现出的那种严谨性。他没有简单地将它们定义为“保护工具”，而是深入剖析了它们在不同安全策略下的配置逻辑和性能取舍。读到后面，我开始能够自己去分析一个企业网络拓扑图，并思考在哪个关键节点部署何种安全措施最为合理有效。这种从被动接受知识到主动进行系统分析的能力提升，是这本书给我带来的最大财富。它让我明白，在这个信息爆炸的时代，理解数据流动的路径和潜在的风险点，是每一个现代公民的必修课，而这本书无疑是最好的引路人。

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