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出版者:冶金工业出版社

作者:陈应明

出品人:

页数:256

译者:

出版时间:2005-2

价格:28.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502437145

丛书系列:

图书标签:

• 计算机网络
• 网络应用
• 数据通信
• TCP/IP
• 网络协议
• 网络安全
• 网络编程
• 互联网
• 通信原理
• 网络技术

数字时代的基石：深度解析现代通信系统与网络架构 图书名称： 数字时代的基石：深度解析现代通信系统与网络架构 图书简介： 在信息爆炸的今天，支撑起我们日常数字生活的基石，正是那些错综复杂、高效可靠的通信系统与网络架构。本书并非聚焦于某一特定领域的教材，而是致力于为读者构建一个宏大而精密的知识全景图，深入剖析支撑现代信息社会运转的底层原理、关键技术、设计哲学与演进趋势。我们相信，只有理解了“为什么”和“如何做到”，才能更好地驾驭“能做什么”。 本书的结构设计旨在实现理论深度与工程实践的完美融合，内容涵盖了从物理层信号传输的奇妙世界到应用层服务交互的复杂机制，力求为网络工程师、系统架构师、信息安全专家乃至对信息技术有深厚兴趣的专业人士，提供一份兼具前瞻性与实用性的深度参考。 第一部分：通信基础与信号的物理世界 本部分是理解所有数字网络的基础。我们首先摆脱了传统教科书对基本概念的简单罗列，转而深入探讨信号在真实物理介质中面临的挑战与解决之道。 1. 信号的数学建模与变换： 我们将详细介绍傅里叶分析、小波变换在通信系统中的核心作用，不仅仅是工具的介绍，更侧重于如何利用这些数学工具来理解信号的频谱特性、带宽限制以及噪声对信息的影响。讨论如何通过优化调制方式来应对不同信道环境。 2. 物理层信道与传输介质： 深入剖析光纤通信、无线射频（RF）传播、以及铜缆网络的物理特性。重点关注信号的衰减、色散、串扰、多径效应等关键物理现象。对于无线部分，我们将详尽阐述电磁波的传播模型，包括自由空间传播、反射、衍射和散射对信号质量的影响，并引入信道编码理论的初步概念，以对抗信道引入的错误。 3. 基础调制与解调技术深度探讨： 超越ASK/FSK/PSK的初级介绍，本书重点分析了高阶调制技术（如QAM、OFDM）的性能优势、实现复杂度以及在不同场景（如蜂窝通信、Wi-Fi）中的应用权衡。尤其对正交频分复用（OFDM）的原理及其在应对频率选择性衰落方面的强大能力进行了细致的数学推导与应用案例分析。 第二部分：网络架构与协议栈的精妙设计 本部分是全书的核心，它聚焦于如何将物理层传输的原始比特流组织成可靠、高效、可路由的信息流。我们采用自顶向下的视角，辅以自底向上的验证，确保读者对整个协议栈的协作性有清晰的认知。 4. 数据链路层与介质访问控制（MAC）： 这一层是网络可靠性的第一道防线。我们不仅分析经典的ALOHA和CSMA/CD协议，更侧重于现代局域网（LAN）中交换机的运作机制——基于MAC地址的学习、转发决策过程。在广域网方面，重点剖析PPP协议栈、HDLC的帧结构及其错误检测机制。 5. 互联网协议（IP）的路由哲学与实现： 互联网的核心在于IP。本书对IPv4和IPv6的报文结构、地址分配策略（CIDR、VLSM）进行了详尽解析。路由部分是重中之重，深入探讨距离矢量（如RIP）与链路状态（如OSPF）路由算法的收敛性、开销计算与路径选择机制。对于BGP，我们将详细分析其作为互联网骨干协议的路径属性（Path Attributes）和策略控制能力。 6. 传输层：连接的质量保障： TCP和UDP的对比是基础，但本书更进一步探讨了TCP的拥塞控制机制。从慢启动、拥塞避免到快速重传、快速恢复的完整演进历程，结合RED、ECN等主动队列管理机制，展示了网络拥塞是如何被动态管理的。对于UDP，则重点分析QUIC协议如何利用UDP构建出更优的传输层体验。 7. 应用层协议的交互模式： 本部分涵盖了支撑Web 2.0和企业应用的必需协议。HTTP/1.1、HTTP/2乃至HTTP/3（基于QUIC）的演进路径、Header压缩、多路复用机制被详细对比。此外，DNS的层级结构、查询流程、缓存机制及其在负载均衡中的关键作用也将被深入剖析。 第三部分：现代网络环境下的关键挑战与高级主题 随着网络规模的扩大和应用需求的提升，传统设计面临着新的挑战。本部分关注如何利用先进技术解决现代网络环境中的复杂问题。 8. 网络虚拟化与软件定义网络（SDN）： 探讨传统网络控制平面与数据平面耦合带来的局限性，并深入解析SDN的核心理念——控制逻辑的集中化与解耦。重点分析OpenFlow协议的工作流程、控制器（Controller）的角色定位，以及Overlay网络（如VXLAN）在数据中心和广域网扩展中的应用。 9. 现代无线接入技术（5G及未来展望）： 侧重于5G技术如何通过大规模MIMO、波束赋形（Beamforming）、网络切片（Network Slicing）等手段，实现超高带宽、低延迟和大连接密度的目标。分析了无线资源调度在保障服务质量（QoS）中的关键作用。 10. 网络安全基础与韧性设计： 安全不再是附加模块，而是内建于架构之中。本部分讨论了网络层面的常见攻击（如DDoS、路由劫持）的原理与防御策略。重点分析公钥基础设施（PKI）、TLS/SSL握手过程的安全性保证，以及入侵检测系统（IDS/IPS）的基本工作模式。 11. 网络性能评估与故障诊断： 提供一套系统化的方法论，用于评估网络延迟、吞吐量、抖动等关键性能指标。介绍使用抓包工具（如Wireshark）进行深度协议分析的方法，以及如何通过系统日志和网络管理协议（SNMP）进行主动监控与故障隔离的实用技巧。 --- 本书旨在通过严谨的逻辑推导、丰富的工程实例和对前沿技术的深入探讨，使读者能够超越“配置”层面，真正掌握现代通信系统和网络架构的“设计心法”，从而在复杂多变的数字世界中，构建出稳定、高效、安全的连接。

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这本书的封面设计极具现代感，用深邃的蓝色和跳跃的红色线条勾勒出数据的流动与连接，让人一眼就能感受到它所蕴含的科技力量。内页的排版清晰，字体选择适中，阅读起来非常舒适，即使长时间研读也不会感到视觉疲劳。我特别欣赏作者在内容组织上的匠心独运，它并没有直接跳入晦涩难懂的技术细节，而是从一个宏观的视角切入，为我们描绘了一个完整、生动的网络世界图景。开篇部分，作者用非常生动的比喻，将复杂的网络协议栈比拟为日常生活中邮件的寄送过程，这种接地气的讲解方式，极大地降低了初学者的入门门槛。我记得书中有一章专门讨论了早期的局域网技术演进，作者旁征博引，不仅讲述了技术本身，还穿插了当时工程师们在面对带宽限制和冲突检测时所付出的努力和智慧，读起来仿佛在翻阅一部网络技术发展史，充满了人文关怀和对先驱者的敬意。这种叙事手法，使得原本枯燥的技术学习过程，变成了一场引人入胜的探索之旅。

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这本书的语言风格非常独特，它不像某些技术书籍那样严肃刻板，反而带有一种老派学者的严谨与幽默感。作者在解释一些复杂的网络安全概念时，常常会引用一些历史典故或者哲学思辨，使得原本紧张的攻防场景变得富有张力。比如，在讨论中间人攻击时，作者并没有直接抛出加密算法，而是先描绘了一个古希腊时代信息传递的场景，然后引申到公钥基础设施（PKI）的必要性，这种由远及近的阐述方式，极大地激发了我的好奇心和求知欲。此外，作者对于术语的定义极为精准，每一个缩写都给出了完整的英文全称和精确的上下文解释，这对于我们这些需要阅读大量英文技术文档的读者来说，是极大的便利。这本书读起来，就像是坐在一位经验丰富、知识渊博的导师身边，听他娓娓道来，既能学到硬核技术，又能领悟到背后的设计哲学。

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我必须要提一下这本书在实践操作指导方面的卓越表现。理论知识固然重要，但如果不能转化为实际操作能力，那知识就只能停留在纸面上。这本书在这方面做得极为出色。书中穿插了大量的“实验盒子”环节，这些环节通常以伪代码或者特定厂商（如思科、华为等主流设备）的CLI配置片段形式出现，内容紧密结合了前文讲解的协议。例如，在讲解OSPF区域划分与LSA类型时，作者就提供了一套完整的实验拓扑和对应的配置步骤，甚至连基本的故障排除思路都考虑进去了。我按照书中的指导，在自己的虚拟环境中搭建了那套拓扑，从邻居关系的建立到区域间路由的注入，每一步都运行得异常顺畅，错误率极低，这极大地增强了我的信心。这种“边学边练”的学习模式，使得我对协议的理解不再是停留在“是什么”的层面，而是深入到了“如何做”的实践层面，这种对实践的重视，是很多同类书籍所欠缺的。

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这本书最大的亮点，或许在于它对网络演进趋势的深刻洞察与前瞻性分析。它不仅仅是对现有技术的总结，更像是一份对未来网络的“路线图”。书中对软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）的介绍，并非是简单地罗列OpenFlow协议或ETSI NFV的框架，而是深入分析了这种范式转变对传统网络运维模式、安全边界以及云服务交付能力的根本性影响。作者甚至大胆预测了未来十年内，网络边缘智能的强化趋势，并探讨了量子计算对现有加密体系可能带来的颠覆性挑战。这种对“未来已来”的描绘，让我对即将步入的职业生涯有了更清晰的战略规划。它激励我去学习那些尚未完全成熟但潜力巨大的新技术，而不是仅仅停留在维护现有稳定系统的舒适区。读完此书，我感觉自己不仅仅是掌握了一套技术知识，更重要的是，我获得了一种面向未来的、动态的、批判性的技术思维框架。

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这本书的深度和广度都远超我的预期。我原本以为这只是一本侧重于TCP/IP协议栈基础概念的入门读物，但当我深入阅读后，发现它对路由算法，尤其是BGP的内部工作原理，进行了非常深入和透彻的剖析。作者没有满足于教科书式的定义罗列，而是通过大量精心绘制的流程图和实际案例分析，将那些看似抽象的路由决策过程，变得直观可感。尤其是在讲解多播路由时，书中详细对比了PIM-SM和PIM-DM的差异，并辅以详细的状态机转换图，这对于正在准备专业认证考试的我来说，简直是如获至宝。更让我印象深刻的是，作者在讨论拥塞控制算法时，不仅回顾了经典的TCP Tahoe、Reno，还花了不少篇幅介绍了近年来新兴的BBR等面向延迟的控制机制，这显示出作者紧跟技术前沿的专业素养，确保了读者学到的知识不会很快过时。对于任何想在网络工程领域深耕的专业人士而言，这本书无疑是案头必备的参考手册。

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