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出版者:清华大学出版社

作者:曹忠民

出品人:

页数:278

译者:

出版时间:2005-6

价格:22.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787302109426

丛书系列:

图书标签:

• 互联网
• 网络技术
• 应用
• 教程
• 计算机
• 信息技术
• Web
• 编程
• 实践
• 入门

《计算机网络：原理与实践》 图书简介 本书旨在为读者构建一个全面而深入的计算机网络知识体系，涵盖从底层物理传输到上层应用协议的完整脉络。它不仅仅是一本理论教材，更侧重于网络设计、故障排除和前沿技术在实际环境中的应用。我们力求用严谨的学术语言，结合大量业界真实案例和生动的比喻，帮助读者透彻理解网络数据流动的奥秘。 第一部分：网络基础与物理层 本部分是理解整个网络世界的基石。我们从信息如何被编码和传输开始，详细阐述了电磁波、光纤、双绞线等物理介质的特性、优缺点及其在不同网络拓扑结构中的应用。重点剖析了信号的调制、解调过程，以及如何应对噪声干扰和信号衰减问题。此外，本书对网络拓扑结构（如总线型、星型、环型、网状型）进行了深入的比较分析，并探讨了现代数据中心和局域网中如何选择和部署最合适的物理布局。 第二部分：数据链路层与局域网技术 数据链路层是实现可靠数据传输的关键环节。本章详述了差错控制机制，包括校验和、循环冗余校验（CRC）等技术，确保数据在不可靠信道上的完整性。随后，本书聚焦于介质访问控制（MAC）协议，详细解析了CSMA/CD（以太网核心协议）和CSMA/CA（无线网络基础）的工作原理、竞争与非竞争机制。 在局域网技术方面，本书深度剖析了以太网的演进，从早期的共享介质到现代的交换式以太网。特别辟出章节讲解了二层交换机的原理，包括MAC地址学习、转发决策过程、VLAN（虚拟局域网）的划分、Trunking技术（如802.1Q标准）及其在安全和网络隔离中的重要作用。对于无线网络，则详细阐述了IEEE 802.11标准的各个版本（a/b/g/n/ac/ax），重点分析了Wi-Fi接入点的认证、加密（WEP, WPA2/3）机制，以及OFDM技术在提高无线频谱效率方面的贡献。 第三部分：网络层：IP寻址与路由 网络层是实现跨网络通信的核心。本书以IP协议为中心，系统介绍了IPv4的地址结构、子网划分（Subnetting）和无类别域间路由选择（CIDR）的实用技巧，并对IPv6的地址格式、扩展头部及过渡机制进行了详尽的介绍，强调向下一代互联网迁移的必要性。 路由协议是网络层的灵魂。本书将路由协议分为两大类进行深入探讨：内部网关协议（IGP）和外部网关协议（EGP）。对于IGP，我们细致讲解了距离矢量路由协议（如RIPv2）的 Bellman-Ford 算法局限性，并用大量篇幅阐述了链路状态路由协议（如OSPF）的运作机制，包括邻居建立、数据库同步、SPF算法的计算过程及其在大型网络中的负载均衡能力。对于EGP，则侧重于BGP（边界网关协议）的原理，包括路径属性、选路策略、AS间通信模型，并结合当前互联网骨干网的实际运行情况进行分析。此外，本书还覆盖了地址解析协议（ARP）和反向地址解析协议（RARP）的工作流程。 第四部分：传输层：可靠与高效的数据传输 传输层提供了进程到进程的通信服务。本书首先对比了TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）的设计哲学和应用场景。在TCP部分，我们详细解析了三次握手与四次挥手的连接管理过程，以及TCP的流量控制（滑动窗口机制）和拥塞控制策略（如慢启动、拥塞避免、快速重传与快速恢复）。书中通过动态图示展示了窗口大小的变化如何有效地管理网络带宽和避免拥塞崩溃。对于UDP，则侧重于其在实时应用（如DNS、VoIP）中的优势和挑战。 第五部分：应用层协议与服务 本部分将理论应用于用户最直接体验到的服务中。我们全面梳理了关键的应用层协议： 域名系统（DNS）： 深入解析了DNS的层次结构、查询类型（迭代与递归）、记录类型（A, CNAME, MX等）及其在负载均衡和故障转移中的作用。 超文本传输协议（HTTP/HTTPS）： 详细剖析了HTTP/1.1的请求/响应模式、状态码、Header字段的含义，并重点讲解了HTTP/2和HTTP/3（基于QUIC）在提升性能、减少延迟方面的革命性改进。HTTPS则深入讲解了SSL/TLS握手过程、证书链验证和加密算法的选择。 文件传输与邮件服务： 涵盖了FTP、SMTP、POP3和IMAP的工作流程及安全考量。 网络管理与安全基础： 介绍了SNMP（简单网络管理协议）的基本操作和MIB结构，为网络运维打下基础。 第六部分：网络安全与前沿技术 理解了网络基础后，本书将视角转向网络安全。我们讨论了防火墙的分类（包过滤、状态检测、应用层网关）和部署策略，入侵检测与防御系统（IDS/IPS）的工作原理。在加密技术方面，本书不再局限于应用层加密，而是扩展到网络层（IPSec）和传输层（TLS）的隧道和认证机制。 最后，本书面向未来，探讨了软件定义网络（SDN）的基本架构（控制平面与数据平面分离）、OpenFlow协议，以及网络功能虚拟化（NFV）对传统网络架构带来的冲击。 适用对象： 本书适合于计算机科学、通信工程、信息安全等相关专业的高年级本科生、研究生，以及希望系统性提升网络知识并深入理解现代网络基础设施的工程师和技术专业人士。阅读本书后，读者将具备独立分析和设计复杂网络架构的能力。

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这本书拿到手里，感觉内容排版非常注重实用性，不像有些技术书籍那样晦涩难懂，而是更倾向于手把手地指导读者去操作和理解。比如，它在讲解网络协议时，没有仅仅停留在理论层面，而是紧密结合实际的配置案例，这点对于初学者来说简直是福音。我记得有一章专门讲了TCP/IP的层次模型，作者并没有采用传统的自上而下的讲解方式，而是先从我们日常能接触到的应用层服务（比如网页浏览）入手，反推底层的数据封装过程，这种倒推的逻辑让那些原本抽象的概念立刻变得鲜活起来，我能够清晰地勾勒出数据包在网络中穿梭的完整路径。书中对一些关键技术的历史演进也有所涉及，比如从早期的局域网技术到现在的光纤接入，这种背景知识的补充，使得我们理解为什么现在的技术会是这个样子，而不是简单地接受一个“事实”。而且，书中的代码示例和截图都非常新颖，明显是基于当前主流的操作系统和软件环境制作的，这保证了读者在跟着练习时不会因为环境不匹配而感到挫败。总的来说，这本书的叙事节奏把握得很好，既有深度又不失温度，让人感觉作者真的是站在一个经验丰富的工程师的角度，耐心地为我们铺设学习的阶梯。

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初读这本教材，最让我眼前一亮的是它对“应用”场景的深度挖掘，它似乎不太满足于停留在概念的罗列，而是致力于搭建一座理论与工程实践之间的坚固桥梁。我注意到，在讲解网络安全基础时，作者没有采用常见的“打地鼠”式的漏洞罗列，而是构建了一套基于风险评估的防御框架。例如，书中详细分析了中间人攻击（MitM）在不同网络拓扑结构下的具体实现路径和防范措施，并配有流程图来清晰展示攻击链条的每一步。这种分析方法极大地提高了我的安全意识，让我明白技术本身是中立的，关键在于如何构建防护体系。另外，书中对新兴技术的引入也十分及时，它没有将重点完全锁定在经典的HTTP/1.1上，而是花了不少篇幅去探讨HTTP/2和WebSockets如何解决传统协议的性能瓶颈，甚至还涉及了如何利用CDN优化内容分发，这些内容在很多同类教材中往往是一笔带过或者完全缺失的。这种对前沿技术保持敏感度的编写风格，让这本书的价值远超一本基础教程，更像是一本面向未来网络的入门指南。

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这本书在细节处理上的严谨性令人印象深刻，体现了作者对知识的敬畏之心和对读者负责的态度。我注意到，对于一些存在争议或不同流派观点的技术术语，作者往往会采用中立的立场进行介绍，并标明主流的采纳标准，而不是武断地推崇某一家公司的私有实现。这种平衡的叙事避免了将单一的技术路线图强加给读者。尤其在讲解网络性能测试和故障排查时，书中提供了详尽的工具使用指南，比如如何有效利用`ping`、`traceroute`的进阶参数，以及如何解读Wireshark捕获的数据包，这些实操环节的指导细致入微，甚至精确到了命令行参数的排列顺序。最让人赞叹的是，书中为每个章节末尾都设置了“反思与探索”环节，这些问题往往不是简单的知识点回顾，而是需要结合实际环境进行假设性分析的开放性难题，极大地激发了读者自主钻研的兴趣，让人感觉这不是一本终点，而是一个不断深化的学习起点。

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这本书的语言风格非常平实、克制，没有过多的夸张辞藻，但每一个句子都像经过了严密的逻辑推敲，保证了信息的准确性和传递效率。我尤其欣赏它在处理复杂架构设计时的条理清晰度。比如，在介绍企业级网络架构时，作者使用了多层级的模块化描述方法，从物理层到逻辑层，再到管理层，层层递进，避免了信息过载。在我尝试理解虚拟化技术在网络中的应用时，书里用一个非常精妙的比喻，将虚拟交换机比作一个智能的“交通枢纽”，它根据数据包的目的地标签（VLAN ID）来决定流量的去向，这个比喻瞬间打通了我对Overlay网络的困惑。此外，编者在设计章节间的衔接时也颇费心思，不同主题之间的过渡非常自然，很少出现那种为了凑字数而硬拉关系的尴尬。读起来就像是在一位经验丰富、说话慢条斯理的教授的引导下进行系统学习，每走一步都踏实可靠，不会让人感到方向迷失。

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从一个更宏观的视角来看待这本书，它的价值体现在对整个互联网生态系统的全景式描绘上。这本书没有将“技术”孤立看待，而是将其置于整个信息社会运转的背景下进行阐述。例如，当讲到域名系统（DNS）时，它不仅解释了递归查询和迭代查询的区别，还深入探讨了DNS解析失败可能对商业活动带来的连锁反应，甚至是潜在的法律合规问题。这种跨学科的视野非常宝贵，它提醒我们，每一个技术细节最终都会映射到实际的商业价值和社会影响上。此外，书中对开源社区和标准制定组织的介绍也相当到位，让我们明白了互联网的标准并非凭空产生，而是复杂的利益平衡和技术共识的产物。这对于培养学生的全局观和未来参与行业标准的意识至关重要。阅读过程中，我经常会停下来思考，这本书不仅仅是在教我“如何做”，更是在启发我思考“为什么是这样”，这种启发性远超一本纯粹的操作手册的范畴。

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