计算机网络实验技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子

作者:石硕 编

出品人:

页数:290

译者:

出版时间:2002-9

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787505379497

丛书系列:

图书标签:

• 计算机网络
• 网络实验
• 实验技术
• 数据通信
• 网络协议
• TCP/IP
• 网络编程
• Wireshark
• 网络安全
• 计算机基础

《现代通信系统原理与实践》 本书导读： 本导读旨在为您勾勒出《现代通信系统原理与实践》一书的知识版图与学术价值，确保读者在翻阅之前，对本书内容体系有清晰的认知。本书并非聚焦于计算机网络内部的协议栈或特定的网络设备操作，而是从更宏观、更基础的物理层和信息论视角，深入剖析现代通信系统的设计哲学、核心算法及其工程实现。 本书的写作立足于一个核心信念：任何信息的高效、可靠传输，都必须建立在坚实的数学基础和对噪声、干扰的深刻理解之上。 因此，本书的结构严谨，逻辑递进，旨在培养读者从系统架构设计到关键模块实现的全面能力。 --- 第一部分：信息论基础与信道建模 本部分作为全书的理论基石，为后续的编码、调制与解调奠定了必要的数学框架。我们不以计算机网络中数据包的视角切入，而是着重于信息本身的度量与极限。 第一章：信息论基础回顾与扩展 本章从香农的信息熵开始，深入探讨自信息量、互信息、条件熵等核心概念。重点阐述了信源编码定理的意义——即数据压缩的理论极限。不同于网络中数据压缩算法（如LZW或Huffman编码）的实际应用，本章聚焦于这些算法背后的信息论驱动力。我们详细分析了速率失真理论在数据传输中的指导作用，强调其与网络带宽限制之间的本质区别。本章通过引入概率论中的随机过程，为后续的信道建模做好铺垫，尤其是对平稳随机过程的分析，为理解背景噪声的特性至关重要。 第二章：随机过程与噪声特性分析 通信系统最大的敌人是噪声。本章深入解析了高斯白噪声（AWGN）的严格数学定义、功率谱密度（PSD）的计算方法及其在不同时间尺度上的统计特性。我们详细探讨了平稳随机过程和遍历性的判定标准，这些标准直接影响着系统设计中是采用时间平均还是系综平均进行性能评估。此外，本章还引入了菲涅尔-傅里叶变换的概念，用于分析信号在复杂多径环境下的衰落特性，这与网络中通常讨论的拥塞控制和路由算法截然不同。我们深入讲解了瑞利分布（Rayleigh Distribution）和莱斯分布（Rician Distribution）的物理成因，并展示如何利用这些分布来精确预测接收信号的幅度衰落模型。 第三章：信道容量与性能界限 本章将信息论的理论推导转化为对系统设计性能的约束。核心内容是香农-哈特利定理的推导及其在有限带宽、有限信噪比（SNR）下的应用。本书详细比较了连续信道与离散信道的容量差异，并分析了MIMO系统中信道容量的提升机制（基于奇异值分解）。读者将理解，网络带宽的物理极限并非简单的波特率，而是受限于信噪比和带宽乘积的联合作用。本章还涉及了厄兰模型的某些概念的类比应用，但侧重于信号传输的物理极限而非资源调度。 --- 第二部分：信号调制与数字传输 本部分专注于如何将处理过的信息（比特流）转化为可用于物理信道传输的模拟信号，这是构建任何无线或有线通信系统的核心环节。 第四章：基带信号传输与脉冲整形 本章重点讨论脉冲整形滤波器的设计，尤其是升余弦滤波器（Raised Cosine Filter）。我们详细推导了奈奎斯特（Nyquist）第一准则和第二准则，用以消除码间干扰（ISI）。不同于计算机网络中对脉冲传输的简单提及，本章强调了时域卷积在实际信号恢复中的重要性，并引入了匹配滤波器（Matched Filter）的概念，解释了其如何在噪声背景下实现最优的信号检测，其性能指标是均方误差（MSE）的最小化，而非数据包的丢弃率。 第五章：数字调制技术：相位与幅度联合调制 本章系统梳理了从基本的振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）到正交幅度调制（QAM）和相移键控（PSK）的演变。重点在于星座图（Constellation Diagram）的构建及其在欧氏空间中的几何表示。本书对M-ary QAM的最小欧氏距离与平均功率之间的权衡关系进行了深入的定量分析。此外，我们详细探讨了高阶调制（如64QAM, 256QAM）的同步、相位噪声敏感性以及在实际信道中如何通过软判决来提升性能，这与网络层协议中的硬判决逻辑有本质区别。 第六章：最优检测理论 本章是本部分的高潮，它回答了“如何从带噪信号中恢复出原始比特”的问题。核心是最大似然准则（ML Detector）的推导，并证明在AWGN信道下，最小化错误概率的判决器是基于距离的判决器。我们详细阐述了相干解调和非相干解调的原理差异，并计算了不同调制方式下的误码率（BER）性能曲线。对BPSK、QPSK和M-PSK的BER公式推导，是理解系统性能瓶颈的关键。 --- 第三部分：信道编码与纠错机制 本部分关注于如何在不增加传输功率或带宽的情况下，通过增加冗余信息来对抗信道噪声，这是现代通信系统的“魔术”所在。 第七章：线性分组码与代数结构 本章从代数结构入手，引入伽罗瓦域（Galois Field）的构建，特别是$GF(2^m)$的运算规则。核心内容是线性分组码的生成矩阵（G）和校验矩阵（H）的构造，以及如何利用这些矩阵进行伴随式译码（Syndrome Decoding）。本书详细分析了汉明码（Hamming Codes）、循环冗余校验码（CRC）在错误检测中的应用，并深入探讨了卷积码（Convolutional Codes）的结构和维特比（Viterbi）译码算法的实现细节，特别是状态图和度量更新过程，这是软判决解码的核心。 第八章：现代前向纠错技术 本章聚焦于超越传统代数码的先进技术。我们详细讲解了里德-所罗门码（Reed-Solomon Codes）的BCH码基础，以及其在分组译码中的流程，包括查找错误位置多项式和计算误差值。更重要的是，本书详细介绍了迭代译码的思想，特别是Turbo码的结构（交织器、分量译码器、软输入/软输出SISO模块）及其接近香农极限的性能表现。本书还引入了LDPC码（低密度奇偶校验码）的稀疏矩阵结构和概率图模型，分析了其基于信念传播（Belief Propagation）的译码过程。这些技术是5G和Wi-Fi 6等现代标准的核心。 --- 第四部分：多址接入与系统性能增强 本部分将单用户通信扩展到多用户共享信道的情境，并讨论如何通过空间自由度来提升系统吞吐量。 第九章：多址接入技术原理 本章系统比较了频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）的原理与局限性。对于CDMA，本书深入分析了伪随机码（PN Codes）的特性（如自相关与互相关性能），并推导了扩频增益的理论值。我们重点分析了CDMA系统中的近远效应和多址接入干扰（MAI）的数学模型，并讨论了如何通过正交性设计来缓解这些问题。 第十章：正交频分复用（OFDM）系统深入分析 本章详述了OFDM作为现代宽带系统的核心技术。本书从傅里叶级数和周期延拓的角度推导了OFDM的IFFT/FFT实现原理，解释了其如何将复杂的时域均衡问题转化为多个并行的、平坦衰落的窄带通道。我们详细讨论了循环前缀（CP）在消除ISI中的作用，并分析了子载波间干扰（ICI）的产生机理及如何通过精确的频率同步来抑制。不同于网络层对OFDM在数据传输中的应用描述，本书聚焦于其在频率选择性衰落信道下的均衡技术和子载波功率分配优化。 第十一章：多天线系统（MIMO）与空间复用 本章探讨如何利用空间维度增加通信容量。我们详细解释了信道矩阵的秩、奇异值分解（SVD）在MIMO系统中的应用，展示了如何将一个M×N MIMO信道分解为多个独立的单输入单输出（SISO）信道，从而实现空间复用增益。本书还介绍了迫零（ZF）和最小均方误差（MMSE）预编码/解码方案的数学推导及其在实际系统中的复杂度权衡。 --- 总结： 《现代通信系统原理与实践》是一本为电子工程、信息与通信工程领域的专业人士和高年级学生量身打造的深度参考书。它完全脱离了计算机网络协议栈的视角，专注于信息在物理介质上传输的效率、可靠性、数学建模和算法实现，是理解无线电、光纤乃至任何现代通信基础设施背后“硬科学”的必备之作。全书贯穿严谨的数学推导和贴近工程实践的仿真分析，旨在构建一个完整、深入的通信系统知识体系。

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老实说，我买这本书的时候，是抱着试试看的心态，因为我之前尝试过几本网络实验书，要么是文档过时，要么是环境搭建复杂到让人望而却步。但《计算机网络实验技术》的处理方式非常人性化。它清楚地标明了每个实验所需软硬件环境的最低要求，并且对于虚拟化技术的应用给出了非常清晰的指导——无论是VMware还是VirtualBox，都有对应的操作步骤，大大降低了实验环境配置的门槛。我印象最深的是关于网络安全实验的那一章，作者没有采用那种“黑客入侵”式的夸张手法，而是非常严谨地介绍了如何使用Snort进行入侵检测和分析。它教会我如何解读IDS产生的告警日志，区分误报和真报，这才是网络安全工程师必备的素养。这种严谨、细致、注重工程实践的风格贯穿始终，使得这本书不仅仅是一本教材，更像是一本可以随时翻阅、查找解决方案的实战手册。对于正在准备网络工程师认证考试的同行们来说，这本书提供的实操经验绝对是能让你在实操环节脱颖而出的关键。

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我对这本书的评价是，它真正体现了“技术源于实践，回归于实践”的理念。我过去在配置复杂的QoS（服务质量）策略时总是感到头疼，不知道如何保证实时语音流的优先级。这本书中的实验部分，专门针对基于标记和整形策略的QoS进行了详细的演示，它不仅告诉你应该设置什么样的DSCP值，还教你如何利用工具验证这些标记是否被上游设备正确识别和处理。这种对细节的把控，体现了作者在实际网络运维中的丰富经验。而且，书中对一些常见网络性能瓶颈的分析非常到位，例如ARP表项泛滥、MAC地址表溢出等问题，都配有模拟故障和修复的实验流程。这使得学习过程充满了解决问题的成就感。这本书的实用性已经超出了普通实验指导书的范畴，它更像是一本高阶网络工程师的“工具箱”和“故障排除手册”，为我后续深入研究网络优化和自动化运维打下了坚实的基础。我强烈推荐给所有希望将网络知识转化为实战技能的工程师们。

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这本《计算机网络实验技术》着实让我这个网络初学者眼前一亮。我一直觉得网络技术是那种抽象难懂的理论堆砌，光看教科书上的那些协议栈和路由算法，脑袋里就开始冒烟。直到我翻开这本书，才发现原来学习网络可以这么“动手”。它不像其他教材那样只停留在概念层面，而是用大量的实验案例来引导你理解。比如，书中关于TCP/IP协议栈的讲解，不是干巴巴地介绍三次握手、四次挥手，而是直接带你用Wireshark去抓包，看那些SYN、ACK包是如何在网络中穿梭的，那种“眼见为实”的震撼感是任何文字描述都无法替代的。我特别喜欢它对Linux环境下网络工具的介绍，比如`ping`、`traceroute`的底层原理分析，以及如何利用它们进行网络故障排查。作者的叙述方式非常贴合实际工作场景，仿佛有一位经验丰富的工程师在旁边手把手地教你。尤其是在构建小型局域网和配置VPN的章节，步骤讲解得极其细致，即便是像我这样刚接触网络实验的新手，也能独立完成，并且对网络的安全性和稳定性有了更深层次的认识。这本书的价值，在于它成功地将理论的深度与实践的广度完美结合，让人在操作中真正理解“计算机网络”这门学科的脉络。

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这本书的叙事节奏和知识点的推进方式，展现出作者深厚的教学功底。它不像某些技术书籍那样，为了追求“新颖”而堆砌大量晦涩难懂的概念，而是非常扎实地从最基础的以太网帧结构入手，逐步升级到路由协议（如OSPF的LSA类型解析）的细节。最让我佩服的是，作者总能在讲解完理论后，立刻紧跟着一个相关的实验，将抽象的理论具象化。例如，在讲解子网划分（VLSM）时，书中不仅给了数学公式，还立即设计了一个实验，要求读者用Cisco Packet Tracer或GNS3来模拟一个跨部门的网络部署，并验证自己的IP地址规划是否高效。这种“理论-实践-验证”的闭环学习模式，极大地提高了我的学习效率和记忆深度。我发现自己不再是死记硬背那些协议号和端口号，而是真正理解了数据包在网络中流转的每一步的逻辑和必要性。对于想要系统性构建网络知识体系，而不是零碎学习网络知识的人来说，这本书的结构布局堪称典范。

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我对市面上很多号称“实践性强”的网络书籍持保留意见，因为很多所谓的实验只是简单的配置命令堆砌。然而，这本《计算机网络实验技术》给我带来了耳目一新的感觉。它探讨的问题往往更具深度和前瞻性。我特别欣赏它对SDN（软件定义网络）实验环境搭建的详尽描述，这在很多入门级的书籍中是很少见的。作者没有仅仅停留在OpenFlow的基础概念上，而是深入到如何使用Mininet搭建复杂的拓扑结构，并利用POX控制器编写简单的流规则，实现流量的动态转发和负载均衡。这种层次的实验设计，对于希望向更高阶网络架构发展的读者来说，无疑是一份宝贵的资源。此外，书中关于网络性能评估的部分也做得非常出色，它不仅仅是教你跑一个带宽测试工具，而是引导你去分析瓶颈出现在链路层、网络层还是应用层，并提供了量化的分析方法和工具使用技巧。整本书的结构设计极具匠心，每完成一个实验模块，都让人感觉自己掌握了一个实实在在、可以用于解决现实问题的技能包，而不是零散的知识点。

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