TCP/IP Foundations

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出版者:Sybex
作者:Andrew G. Blank
出品人:
页数:304
译者:
出版时间:2004-09-17
价格:USD 24.99
装帧:Paperback
isbn号码:9780782143706
丛书系列:
图书标签:
  • 网络
  • TCP/IP
  • 网络协议
  • 计算机网络
  • 网络编程
  • 网络基础
  • 互联网
  • 数据通信
  • 网络安全
  • 协议分析
  • 底层原理
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具体描述

The world of IT is always evolving, but in every area there are stable, core concepts that anyone just setting out needed to know last year, needs to know this year, and will still need to know next year. The purpose of the Foundations series is to identify these concepts and present them in a way that gives you the strongest possible starting point, no matter what your endeavor. "TCP/IP Foundations" provides essential knowledge about the two protocols that form the basis for the Internet, as well as many other networks. What you learn here will benefit you in the short term, as you acquire and practice your skills, and in the long term, as you use them. Topics covered include: The origins of TCP/IP and the Internet The layers comprising the OSI and DoD models TCP/IP addressing Subnet masks Creating custom subnet masks Supernetting and Classless Inter-Domain Routing (CIDR) Name resolution The Domain Name System (DNS) and Dynamic DNS Windows Internet Naming Services (WINS) The Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) What to expect with IPv6

深入探索网络世界的基石:TCP/IP 协议详解 在信息爆炸的时代,网络已然渗透到我们生活的方方面面,而这一切的运转,都离不开一套核心的通信规则——TCP/IP协议族。这套协议如同数字世界的通用语言,架起了不同设备、不同网络之间沟通的桥梁。本书并非一本简单的技术手册,而是旨在带领读者穿越层层抽象,深入理解TCP/IP协议族的精髓,揭示互联网背后那些至关重要的运作机制。 为何要深入理解 TCP/IP? 许多人日常依赖互联网,却对其底层原理知之甚少。这就像我们能够熟练使用汽车,却对其发动机的构造一无所知。当遇到网络故障、性能瓶颈,或是需要进行网络安全防护、开发高性能网络应用时,缺乏对TCP/IP的深入理解,往往会让我们束手无策。 本书的目标正是填补这一知识鸿沟。我们不会止步于了解“是什么”,而是深入探究“为什么”和“如何做”。通过系统性的讲解,读者将能够: 理解网络通信的全过程: 从数据包的诞生,到跨越千山万水的传输,再到最终的重组与呈现,本书将层层剥开网络通信的神秘面纱。 掌握核心协议的工作原理: 深入剖析TCP、UDP、IP、ARP、ICMP等关键协议的设计思想、数据结构、工作流程,以及它们在网络通信中扮演的角色。 学会诊断和解决网络问题: 掌握利用工具分析网络流量、定位故障点的方法,提升排除网络故障的能力。 为高级网络技术打下坚实基础: 理解TCP/IP是深入学习路由、交换、安全、负载均衡、云计算等高级技术的前提。 本书内容概览: 本书将以严谨而清晰的逻辑,从基础概念入手,逐步深入到协议族的各个层面。 第一部分:网络通信基础与分层模型 在正式进入协议细节之前,我们将首先建立对网络通信整体框架的认知。 数据通信的基本原理: 探讨信号传输、编码、复用等基础概念,理解数据如何从一个地方转换为可在介质上传输的信号。 OSI 参考模型与 TCP/IP 四层模型: 对比和分析两种经典的分层模型,理解它们如何将复杂的网络通信过程划分为不同的功能层,降低了设计的复杂性,并促进了标准化。我们将重点关注 TCP/IP 四层模型,因为它更贴近实际的网络实现。 封装与解封装: 详细阐述数据在不同层之间如何被添加或移除头部信息,形成一个层层嵌套的数据包,并最终在接收端被还原。 第二部分:网络层(IP 协议)的奥秘 网络层是实现端到端通信的关键,IP 协议是其核心。 IP 地址的构成与分配: 深入理解 IPv4 和 IPv6 地址的结构,包括分类地址、私有地址、特殊地址,以及它们的划分规则。探讨 IP 地址的重要性,以及如何保证全球唯一性。 IP 数据报的结构: 详细解析 IP 数据报的各个字段,如版本、头部长度、服务类型、总长度、标识、标志、片偏移、生存时间(TTL)、协议、头部校验和、源 IP 地址、目的 IP 地址以及选项字段等。理解每个字段的功能以及它们如何协同工作。 IP 协议的工作流程: 阐述 IP 数据报如何从源主机封装,经过路由器转发,最终到达目的主机。重点解析路由选择机制,包括直接交付、间接交付以及路由表的作用。 地址解析协议(ARP): 讲解 ARP 如何实现 IP 地址到 MAC 地址的映射,这是 IP 协议在局域网内得以有效传输的基础。分析 ARP 请求和应答报文的格式和工作过程。 网际控制报文协议(ICMP): 深入理解 ICMP 的作用,包括差错报告(如目标不可达、超时)和查询(如回声请求/应答)。通过解析 ICMP 报文,理解网络诊断的原理,并初步接触网络分析工具的使用。 网络地址转换(NAT): 解释 NAT 的工作原理,以及它在 IPv4 地址稀缺情况下的重要作用。探讨 NAT 的不同类型及其对通信的影响。 第三部分:传输层(TCP 与 UDP 协议)的精髓 传输层负责端到端的数据传输,为应用层提供可靠或不可靠的服务。 TCP(传输控制协议)的可靠性机制: 面向连接的建立与释放: 详细解析 TCP 的三次握手和四次挥手过程,理解连接建立的可靠性和安全性。 数据传输的保障: 深入讲解 TCP 的序号、确认应答(ACK)、超时重传、滑动窗口、流量控制、拥塞控制等机制,理解 TCP 如何保证数据的按序、无损、可靠传输。 TCP 报文段的结构: 解析 TCP 报文段的各个字段,如源端口、目的端口、序号、确认号、数据偏移、标志位(SYN, ACK, FIN, RST, PSH, URG)、窗口大小、校验和、紧急指针等,理解它们在传输过程中的作用。 UDP(用户数据报协议)的简洁高效: 无连接、不可靠传输: 解释 UDP 的特点,以及它为何适用于对实时性要求高、允许少量丢包的应用(如 DNS、VoIP、在线游戏)。 UDP 数据报的结构: 解析 UDP 数据报的简单结构,包括源端口、目的端口、长度和校验和。 TCP 与 UDP 的选择: 分析在不同应用场景下,如何选择 TCP 或 UDP,以及它们各自的优缺点。 第四部分:应用层协议的实践 虽然本书的重点是 TCP/IP 协议族本身,但理解一些重要的应用层协议如何利用 TCP/IP 进行通信,有助于巩固知识。 域名系统(DNS): 讲解 DNS 如何实现域名到 IP 地址的解析,以及它在网络通信中的关键作用。 超文本传输协议(HTTP): 简要介绍 HTTP 的基本概念,以及它如何建立在 TCP 之上,实现 Web 内容的传输。 文件传输协议(FTP)与简单文件传输协议(TFTP): 介绍这两种文件传输协议的工作方式,以及它们与 TCP/IP 的结合。 其他常用应用层协议: 简要提及如 SMTP(邮件发送)、POP3/IMAP(邮件接收)、Telnet/SSH(远程登录)等,说明它们在 TCP/IP 协议族上的体现。 第五部分:网络安全与性能优化 理解 TCP/IP 的基础上,我们还将触及与安全和性能相关的话题。 TCP/IP 协议族的常见安全威胁: 介绍常见的网络攻击,如 SYN 洪水攻击、ARP 欺骗、IP 欺骗等,并简要说明其原理。 初步的网络安全防护: 讨论防火墙、入侵检测系统(IDS/IPS)等基本安全措施如何利用对 TCP/IP 的理解来工作。 理解网络性能的关键因素: 探讨带宽、延迟、丢包率、吞吐量等因素对网络性能的影响,以及 TCP/IP 协议族如何与之互动。 学习本书的收获: 通过学习本书,你将不再仅仅是网络的“使用者”,而是能够成为一名“理解者”。你将能够: 自信地分析网络流量: 掌握使用 Wireshark 等工具捕获和分析网络数据包,深入理解数据传输的细节。 高效地排查网络故障: 遇到网络不通、速度慢等问题时,能够有条理地进行分析,快速定位问题根源。 做出明智的网络设计决策: 在配置网络设备、部署应用服务时,能够从协议层面考虑,优化性能和安全性。 为更深入的网络技术学习奠定坚实基础: 为日后学习路由协议(OSPF, BGP)、交换技术、VPN、负载均衡、网络安全攻防等领域做好充分准备。 本书的目标是提供一套严谨、全面且易于理解的 TCP/IP 协议族知识体系。我们力求通过详细的图示、生动的比喻和深入的原理剖析,帮助读者真正掌握这门构建现代数字世界的基石技术。无论你是网络工程师、系统管理员、开发人员,还是对网络技术充满好奇的学习者,本书都将是你探索网络世界、提升专业技能的宝贵伴侣。

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读后感

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用户评价

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坦率地说,这本书在内容组织上的跳跃性,初读时着实让我有些摸不着头脑,它仿佛不是按照传统的自底向上的协议栈顺序推进,而是更倾向于一种“问题驱动”的叙事模式。例如,它没有先花大篇幅介绍物理层和链路层,而是直接抛出了一个实际场景中常见的“数据包丢失”问题,然后倒着追溯,从TCP的拥塞控制机制开始,逐步回溯到IP层的路由选择,最后才回到更基础的帧封装。这种“先见结果,再探成因”的写法,虽然打破了教科书的常规,却意外地激发了我强烈的求知欲——因为总有一个明确的目标在前方指引着我,让我有动力去克服中间的复杂性。然而,对于那些偏爱循序渐进、按部就班学习的读者来说,这可能需要更高的专注度来适应这种非线性的知识构建路径。我个人认为,正是这种打破常规的编排,使得本书在讲解复杂机制的相互依赖性时,显得尤为得心应手,清晰地勾勒出各个网络组件如何协同工作,共同支撑起我们日常的网络访问。

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在深入探讨网络安全与协议演进的章节,我感受到了作者远超一般技术撰写者的洞察力。这本书不仅仅是对现有标准的机械性复述,更像是一场关于网络架构未来走向的深入对话。作者巧妙地将历史上的安全漏洞,如中间人攻击的理论模型,与现代TLS/SSL握手过程中的信任链建立机制并置对比,使得安全协议的学习不再是死记硬背,而是一种对潜在风险的预防性设计。他们对BGP路径选择中的“黑洞路由”现象的分析,细致入微,甚至涉及到了对ISP间商业竞争如何影响数据流的隐晦探讨,这使得原本枯燥的路由协议讲解充满了社会学和经济学的色彩。这种将技术置于更宏大背景下的叙述手法,极大地提升了本书的格局,让读者不仅学会了如何配置网络,更明白了网络作为全球基础设施的脆弱性与复杂性,是一种非常高阶的知识传授方式。

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这本书的排版和视觉设计,透露着一种克制而专业的美学,完全摒弃了那种充斥着花哨彩图和廉价动态效果的“入门读物”的做派。它选择了大量的纯文本、清晰的伪代码块以及结构严谨的流程图,给人一种沉稳、值得信赖的感觉。特别是作者在展示数据包头部解析时,那种精确到比特位的十六进制展示和对应的字段解释,简直是强迫症患者的福音。每一张图表都服务于特定的技术点,没有任何多余的装饰,直接指向核心信息。这种“少即是多”的设计哲学,极大地减少了阅读时的认知负荷,使得我的注意力能完全集中在协议字段的位移和值的解读上。它不是一本用来“翻阅”的书,而是一本需要被“研究”的工具书。如果你习惯于在屏幕上阅读技术文档,那么这本书的实体印刷质量——纸张的触感、墨水的清晰度——都会为你提供一个沉浸式的、远离数字干扰的学习环境,这在深度技术钻研中是至关重要的加分项。

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这本书的结构真是让人耳目一新,它没有像其他技术书籍那样堆砌晦涩难懂的理论术语,而是用一种非常贴近实际应用的方式,将复杂的网络协议层层剥开,让我们得以窥见其运行的内在逻辑。我尤其欣赏作者在讲解诸如ARP解析和三次握手这些基础概念时的耐心与细致。他们似乎深谙初学者在面对这些抽象概念时的困惑,因此用了大量的比喻和生活化的场景来辅助理解。比如,在描述TCP的可靠性保证时,它引入了一个虚拟的“包裹递送员”的故事,将序列号、确认应答和重传机制描述得清晰易懂,仿佛我们自己就是那个在网络中传递信息的信使。读完这部分,我感觉自己不再是被动地接受知识,而是真正地参与到了网络通信的构建过程中。更难得的是,书中在深入讲解协议细节的同时,还穿插了许多历史背景和设计哲学,这让我理解了为什么这些协议会以现在这种形式存在,而不是仅仅停留在“是什么”的层面,而是升华到了“为什么是这样”。这种深度的剖析,极大地增强了我对网络底层原理的整体把握能力,远超我阅读其他同类书籍的体验。

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这本书最让我感到惊喜的是,它在对高级主题的处理上,保持了一种令人惊叹的平衡感,既没有过度简化以至于流于表面,也没有钻入RFC原文档的泥潭而令人生畏。例如,在讲解IPv6的过渡机制时,作者没有简单地罗列6to4、Teredo这些技术,而是通过一个精妙的模拟实验设计,让我们直观地看到不同过渡隧道在实际延迟和丢包率上的性能差异。这不仅仅是理论的验证,更像是提供了一套可操作的性能测试框架。此外,书中对性能优化和故障排除的讨论,也极为实用。它不是停留在理论上的“应该做什么”,而是给出了实际命令行工具的调用示例和日志分析的步骤指南,这些内容在实际工作中是立竿见影的宝贵财富。可以说,这本书成功地搭建了一座坚固的桥梁,连接了纯粹的学术理解与严苛的工程实践之间那道看似难以逾越的鸿沟。

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Super easy to follow.

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举例较多,比较易懂

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举例较多,比较易懂

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