TCP /IP详解 卷1:协议(英文版)

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isbn号码:9781109505702
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具体描述

《网络通信基础:从连接到数据的旅程》 这是一本深入探索现代网络通信核心原理的图书,它将带领读者踏上一段从基础连接建立到数据可靠传输的全面旅程。本书旨在揭示构成我们日常数字生活基石的网络协议栈的运作机制,并以清晰、易懂的方式阐释其内在逻辑。 第一部分:连接的基石——物理层与数据链路层 本书的开篇,我们将首先聚焦于网络通信最底层的物理介质和数据链路层。读者将了解到,无论是通过网线、光纤还是无线电波,数据是如何被转化为能够传输的信号,并在物理介质上传播的。我们将详细解析不同传输介质的特性、信号编码方式以及它们在信号完整性方面扮演的角色。 随后,我们将深入数据链路层,理解局域网(LAN)是如何在共享介质上高效且有序地工作的。这包括对以太网(Ethernet)协议的细致剖析,例如其帧结构、MAC地址的分配与查找机制(ARP协议),以及冲突检测与避免(CSMA/CD)等经典机制。本书还将探讨交换机(Switch)的工作原理,它们如何通过学习MAC地址表来隔离冲突域,从而提升网络效率。此外,对于无线局域网(WLAN),如Wi-Fi,其独特的介质访问控制方法(CSMA/CA)和安全机制(如WEP、WPA/WPA2/WPA3)也将得到充分的介绍。 第二部分:网络层的智慧——寻址与路由 在建立了可靠的链路层连接之后,本书将引领读者进入网络层。这里是实现跨网络通信的关键。我们将重点讲解IP(Internet Protocol)协议,这是互联网通信的灵魂。读者将深入理解IP地址的设计理念,包括IPv4和IPv6的不同之处,以及子网划分(Subnetting)和无类别域间路由(CIDR)如何有效地管理庞大的IP地址空间。 本书将详尽阐述IP数据包的封装过程,以及路由器(Router)在其中扮演的核心角色。我们将揭示路由表是如何构建的,以及路由协议(如RIP、OSPF、BGP)如何使得数据包能够跨越层层网络,从源头找到通往目的地的最佳路径。本书还将探讨网络地址转换(NAT)技术,它如何在有限的公网IP地址下,允许大量私有网络设备接入互联网。ICMP(Internet Control Message Protocol)协议,用于网络故障诊断和控制信息的传递,如ping和traceroute工具的原理,也将得到深入讲解。 第三部分:传输层的可靠——连接与数据流 当数据包抵达目标网络后,传输层将接管,确保应用层能够可靠、高效地接收和发送数据。本书将重点阐述TCP(Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)这两种核心传输层协议。 对于TCP,我们将详细解析其面向连接的特性,包括三次握手(Three-way Handshake)建立连接的过程,以及四次挥手(Four-way Handshake)优雅断开连接的机制。读者将深入理解TCP如何通过序列号、确认应答(ACK)、超时重传以及滑动窗口(Sliding Window)等机制,实现可靠的数据传输,确保数据不丢失、不重复、按序到达。流量控制(Flow Control)和拥塞控制(Congestion Control)也是TCP保证网络稳定运行的关键,本书将对其背后的算法和原理进行细致的讲解。 而对于UDP,我们将阐述其无连接、不可靠但高效的特性。读者将了解UDP在哪些场景下比TCP更具优势,例如DNS查询、实时音视频流等。本书还将探讨端口号(Port Number)的作用,它是如何区分同一台主机上运行的不同应用程序的网络服务的。 第四部分:应用层的精彩——服务的构建 在完成了底层协议栈的搭建后,本书的最后一部分将聚焦于应用层,这里是用户直接交互的层面。我们将介绍一系列在互联网上扮演重要角色的应用层协议,例如: HTTP/HTTPS(Hypertext Transfer Protocol/Secure): 网页浏览的核心协议,理解客户端与服务器如何交换信息,以及HTTPS如何通过SSL/TLS加密保护通信安全。 DNS(Domain Name System): 将人类易读的域名解析为IP地址的关键服务,理解其层级结构和查询过程。 SMTP/POP3/IMAP: 电子邮件的收发协议,了解邮件是如何在不同服务器之间传输以及用户如何访问自己的邮箱。 FTP(File Transfer Protocol): 文件传输协议,理解其数据传输和控制连接的分离设计。 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol): 动态主机配置协议,了解设备如何自动获取IP地址及其他网络配置信息。 结论 《网络通信基础:从连接到数据的旅程》不仅仅是一本技术手册,更是一次对互联网运作方式的深刻探索。通过本书的学习,读者将不再仅仅是互联网的使用者,更能成为一名理解其内在逻辑的洞察者。无论您是网络工程师、软件开发者,还是对技术充满好奇的爱好者,都能从中受益匪浅,为构建更强大、更可靠的网络世界打下坚实的基础。

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这本书的排版和结构设计也体现了其专业性。尽管内容极其庞杂,涉及大量协议细节和状态机图表,但整体的组织逻辑性非常强,章节之间的衔接自然流畅,使得读者在追踪一个特定协议的生命周期时,不会轻易迷失方向。对于初次接触这些复杂概念的读者来说,可能会觉得一开始有些吃力,但请相信,坚持读下去,你会发现作者已经为你铺设好了一条清晰的、由浅入深的认知路径。每一个章节的引入都会巧妙地回顾前序章节中建立的基础知识,确保了知识的累积是稳固的。总而言之,如果你对网络技术的热爱是建立在对底层机制的深刻理解之上,那么这本书无疑是投资回报率最高的学习资料之一。它不仅仅是教会你“如何配置”网络设备,更是让你理解“为什么”网络设备要如此工作。

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这本书的阅读体验,坦白地说,并非轻松愉快的那种“快餐读物”,它需要你投入足够的时间和精力去细细品味,但一旦你沉下心来,你会发现它所蕴含的知识密度是惊人的。我尤其欣赏作者在讲解那些关键协议时,总能穿插一些历史背景和早期的实现细节。这使得原本枯燥的协议规范变得鲜活起来,仿佛能看到早期工程师们在面对技术瓶颈时是如何一步步摸索和解决问题的。比如,对TCP可靠性机制——滑动窗口、序列号和确认应答的描述,简直是一场精彩的工程学展示。书中通过精确的图示和流程描述,将TCP的三次握手和四次挥手的状态迁移过程展现得淋漓尽致,让我彻底理解了为什么连接的建立和终止需要如此周折,以及这些步骤如何有效地避免了僵死连接和数据错乱。对于任何希望在网络深水区航行的人来说,这本书提供的深度和广度是其他任何入门或中级读物都无法比拟的,它迫使你从一个更高的抽象层次去审视网络通信的每一个环节。

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这本书简直是网络协议学习的圣经!我本来对TCP/IP协议栈的概念总是模模糊糊,尤其是数据包在不同层之间是如何封装和解封装的,一直让我困惑不解。然而,自从翻开这本著作,那种拨云见日的感觉真是太棒了。作者对IP寻址和路由机制的阐述,简直是细致入微到了令人发指的地步。他不仅仅是描述了协议规范,更是深入挖掘了设计这些协议背后的深层原因和权衡取舍,这一点对我理解互联网是如何演化到今天的至关重要。比如,对于IP头部字段中每一个比特位的含义,书里都给出了详尽的解释,甚至连那些看似次要的选项字段,也被单独拿出来进行了深入的剖析。读完关于ARP协议的部分,我终于明白了为什么在局域网内主机之间通信不需要经过路由器,以及地址解析过程中的每一个细节是如何保证信息准确传递的。这种对底层工作原理的彻底掌握,让我对构建和排查复杂的网络问题充满了信心。这本书的价值绝不仅仅停留在理论层面,它为我们提供了理解整个现代互联网基础设施的坚实地基。

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我不得不提一下本书在处理并发连接和拥塞控制方面的论述,这部分内容简直是教科书级别的范例。在网络日益拥挤的今天,理解TCP如何“礼貌”地管理带宽资源,避免网络崩溃,显得尤为重要。作者对慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复算法的剖析,逻辑清晰,层次分明。他不仅仅是罗列了这些算法的规则,更重要的是,他解释了这些规则背后的数学模型和统计学依据,让我们明白为什么选择特定的阈值和增长率是最佳的折中方案。每当阅读到关于窗口大小动态调整的部分,我都仿佛能亲眼看到数据包在网络中以最有效率的方式流动,并且在探测到拥塞时,系统能迅速做出反应并进行自我调整。这种对性能优化和稳定性保证的深刻洞察,使我对TCP的工程智慧产生了深深的敬佩。这本书真正做到了将理论的严谨性与实践的复杂性完美结合。

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与其他网络书籍相比,这本书最让我称道的一点是其严谨的、近乎“原著”的描述方式。它避免了过多主观的修饰和不必要的夸张,而是用最精确的术语和结构化的方式呈现事实。对于TCP/IP协议族中那些设计上存在争议或多重实现方式的地方,作者也给出了平衡的介绍,让读者能够形成自己的判断,而不是被单一的观点所主导。例如,在讨论传输层时,对UDP的描述虽然简短,但却精准地抓住了其“尽力而为”的特性,并明确指出了它在某些特定应用场景(如DNS查询或实时视频流)中不可替代的价值。这种对不同协议设计哲学保持中立和深入探讨的态度,是构建全面网络知识体系的关键。这本书更像是一份权威的参考手册,而不是一份快速入门指南,它的厚度本身就是其深度最好的证明。

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