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出版者:清华大学

作者:徐小明

出品人:

页数:142

译者:

出版时间:2007-10

价格:16.00元

装帧:

isbn号码:9787302158813

丛书系列:

图书标签:

• 计算机网络
• 网络应用
• 实验教程
• TCP/IP
• 网络协议
• 数据通信
• 网络编程
• 网络安全
• 计算机基础
• 高等教育

深度解析：现代通信系统的基石与前沿实践 书籍名称： （此处省略，此书名为“计算机网络应用与实验教程”） 内容简介： 本书聚焦于当代信息社会赖以运转的核心基础设施——现代通信系统及其底层原理，并辅以面向实践的前沿技术应用案例与设计方法。它并非一本关于特定软件或应用操作的入门指南，而是致力于构建读者对整个网络架构、协议栈、物理层传输机制，以及支撑万物互联的底层算法与安全机制的深刻理解。 本书的编纂旨在填补理论与工程实践之间的鸿沟，面向对象是具备一定基础知识，渴望深入理解网络科学的工程师、研究人员以及高年级学生。全书内容结构严谨，逻辑递进，从宏观的系统架构到微观的信号处理，层层深入，确保读者不仅知其然，更能明其所以然。 --- 第一部分：通信系统基础与信息论的融合 本部分奠定了理解所有现代通信系统的理论基石。我们首先回顾信息论的核心概念，包括熵、互信息、信源编码定理，这些是量化信息和理解数据压缩效率的数学工具。重点在于探讨香农-哈特利定理（Shannon-Hartley Theorem）在信道容量上的指导意义，为后续的实际信道设计提供理论上限参考。 随后，内容转向信号与系统的基础回顾，强调傅里叶变换、拉普拉斯变换在频域分析中的重要性，这是理解调制解调过程的关键。我们详细分析了模拟与数字信号的表示，包括采样定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem）的工程应用，以及量化误差的控制。 在物理层设计层面，本书深入探讨了数字调制技术。内容涵盖幅度、频率、相位调制（ASK, FSK, PSK）的原理，并重点分析了正交频分复用（OFDM）技术，阐述其在消除多径干扰、提高频谱效率上的优势，并将其与现代无线通信标准（如LTE/5G基础架构）进行关联。我们还会涉及信道编码的原理，包括线性分组码、卷积码以及 Turbo 码和 LDPC 码等现代高性能前向纠错（FEC）技术的设计思想和性能评估。 --- 第二部分：核心传输介质与物理链路层 本部分专注于信息如何在不同的物理介质上传输的工程实现。 有线传输方面， 我们细致剖析了光纤通信系统。内容包括光纤的结构、光波导原理、色散（Chromatic Dispersion）和非线性效应（如四波混频）对高速传输的影响及补偿技术（如色散补偿光纤和电子色散补偿）。同时，对铜缆传输，如双绞线和同轴电缆在局域网环境中的特性、近端串扰（NEXT）和远端串扰（FEXT）的抑制策略进行了详尽论述。 无线传输方面， 书籍深入探讨了电磁波传播特性，包括自由空间传播、反射、折射、绕射和衰落（Fading）现象。我们引入了小尺度衰落模型（如瑞利分布和莱斯分布）和大尺度路径损耗模型，并介绍了功率控制和分集技术（如时分、频分、码分和空分分集）在提升链路可靠性中的作用。 在链路层协议的设计上，本书超越了基础的 CSMA/CD 概念，着重分析了高效率的介质访问控制（MAC）协议，特别是在混合有线/无线环境下的性能瓶颈和优化方案。 --- 第三部分：网络架构、路由原理与大规模系统设计 本部分转向网络层及更宏观的架构设计，重点在于如何实现全球范围内的可靠数据转发。 路由算法是核心内容之一。我们详尽分析了链路状态算法（如 OSPF）和距离向量算法（如 RIP）的内在工作机制、收敛特性和可扩展性限制。随后，书籍过渡到边界网关协议（BGP），深入剖析其实际运作的路径选择策略、策略路由的实现方式，以及如何应对互联网路由黑洞和稳定性的挑战。 网络地址与命名机制方面，本书提供了对 IPv4/IPv6 协议栈的深入理解，特别是地址聚合（CIDR）的设计哲学及其对路由表规模的影响。我们还探讨了移动IP和多播路由在复杂网络中的实现方案。 拥塞控制与服务质量（QoS）被视为现代网络运行的生命线。本书详细解读了 TCP 拥塞控制算法的演进（如 Reno, Cubic, BBR），分析了它们在不同网络时延和带宽条件下的表现差异。QoS 方面，我们重点剖析了区分服务（DiffServ）和集成服务（IntServ）模型的架构，以及整形（Shaping）和缓冲（Buffering）技术在保证服务等级协议（SLA）中的应用。 --- 第四部分：安全机制、前沿传输技术与未来展望 本部分将理论与当前最迫切的安全需求及新兴技术相结合。 网络安全基石：书籍系统地介绍了加密算法的原理，包括对称加密（AES）和非对称加密（RSA, ECC）的数学基础和性能权衡。在认证授权方面，我们深入探讨了公钥基础设施（PKI）的工作流程，以及数字签名和证书在建立信任链中的作用。对于网络层攻击，如 DoS/DDoS 的防御机制和IPSec 隧道的建立与封装过程也有详尽的分析。 新兴传输技术：内容聚焦于软件定义网络（SDN）的架构，分析了控制器、数据平面分离如何带来前所未有的灵活性和集中管理能力。我们探讨了网络功能虚拟化（NFV）如何通过 VNF 降低硬件依赖，并分析了这些技术对运营商网络的颠覆性影响。 此外，书籍对量子通信的基础概念进行了引入，讨论了量子密钥分发（QKD）的技术可行性，并展望了经典网络架构在后量子时代的潜在变革方向。 结论： 本书旨在提供一个全面、深入且面向工程实践的通信系统知识体系，它所涵盖的知识点是构建、维护和创新下一代高速、高可靠、安全通信基础设施所必需的。全书的重点在于原理的严谨推导和复杂系统的结构分析，而非表面的工具操作。

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这部《计算机网络应用与实验教程》的封面设计得非常直观，色彩搭配沉稳又不失现代感，很容易让人联想到信息时代的脉络与连接。初次翻开时，我首先注意到的是其内容编排的逻辑性。绪论部分没有冗长空泛的理论铺陈，而是迅速切入了网络协议栈的层次结构，用清晰的图示解析了OSI七层模型和TCP/IP模型的关键区别与联系。这种开门见山的处理方式，对于急于上手的学习者来说简直是福音。例如，在讲解IP寻址和子网划分时，作者没有直接抛出复杂的公式，而是通过几个贴近实际的企业网络案例，引导读者逐步推导出计算方法，使得原本晦涩难懂的概念变得异常生动和易于掌握。实验环节的设置也相当精妙，它并没有停留在理论的复述上，而是紧密结合了当下主流的网络设备操作和主流的操作系统环境。我尤其欣赏其中关于“如何使用Wireshark进行深度数据包捕获与分析”的章节，它不仅仅是教你如何使用工具，更重要的是教会你如何像一个专业的网络工程师那样去“阅读”数据流，这极大地提升了我对网络故障排查的信心。对于我们这些需要将理论转化为实践的工程技术人员来说，这本书无疑提供了一座坚实的桥梁，连接了书本知识与生产一线的实际需求。

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这本书在处理网络故障排除和性能调优时所展现出的系统性思维，让我受益匪浅。很多教程在讲到故障时，通常只给出“检查线路”或“重启服务”这种模糊的建议，但本书不同，它提供了一个结构化的故障排除流程图，类似于“自顶向下”或“自底向上”的排查模型，并针对每一层可能出现的具体错误，列举了可执行的诊断命令和预期的输出结果。这套方法论本身就价值千金。此外，书中关于流量工程和拥塞控制的讨论，非常贴合当前云计算和大规模数据中心的需求。作者详细阐述了如何通过调整拥塞窗口、区分不同应用优先级来优化网络资源分配，这些内容在很多基础教材中是完全被忽略的。这本书的深度和广度，使其成为了一个可以伴随职业生涯初期持续参考的工具书，而不是一本读完即束之高阁的教科书。它真正教会我的，是像系统架构师一样思考网络问题的能力，而不是仅仅停留在配置命令的记忆层面。

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读完这本书的后半部分，特别是关于网络安全和新兴应用接入的部分，我深感作者对行业前沿动态的把握非常到位。传统的教材往往在这些领域处理得比较滞后，但此书却花了相当大的篇幅去探讨VPN的配置细节、防火墙策略的制定逻辑，甚至还简要触及了SDN（软件定义网络）的基本思想和应用场景。这不仅仅是一本入门教程，更像是一份面向未来的学习路线图。印象最深的是关于网络性能优化和QoS（服务质量）的章节，作者没有停留在理论定义上，而是通过模拟高并发访问场景，展示了如何调整TCP窗口大小、如何配置流量整形，这些实操性的指导对于提升大型应用的用户体验至关重要。此外，书中的代码示例和配置文件片段都经过了充分的验证，可以直接在标准的环境中运行，这为自学过程中的调试省去了大量时间。总的来说，这本书的深度和广度都令人满意，它没有满足于“教你知道网络是什么”，而是致力于“教你如何构建和维护一个高性能、安全可靠的网络环境”，这才是现代IT从业者真正需要的核心竞争力。

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这本书的语言风格非常严谨且富有条理，阅读体验是流畅且高效的。它没有使用过多花哨的修辞手法，而是力求用最精确的技术术语来描述复杂的技术原理，这一点对于我这种追求精确性的技术人员来说非常重要。例如，在讲解路由协议如OSPF和BGP时，作者对邻居关系建立、LSA/LDP的交互过程的描述，逻辑链条清晰得几乎不需要多次回看就能理解。排版设计也体现了专业水准，关键术语和命令都用粗体或特定的颜色块突出显示，使得在查阅和复习时能够快速定位重点信息。有一个小小的细节值得称赞：书中的图表质量非常高，它们不是简单的方框和箭头组合，而是力求还原真实网络拓扑的示意图，这极大地帮助了空间想象力的构建。如果说有什么可以稍微改进的地方，或许是希望在某些基础概念的引入时，能再多增加一两个更生活化的类比，以便完全没有背景的初学者能更快地跨越最初的理解门槛。但瑕不掩瑜，对于已经有一定基础，希望系统化提升的读者而言，这本书无疑是极佳的参考资料。

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我发现在许多网络技术书籍中，理论和实践往往是割裂的——要么是纯理论的堆砌，要么是操作手册式的罗列。然而，这部教材成功地找到了一个绝妙的平衡点。它并非仅仅在理论章节后简单附上实验指导，而是将实验设计成了对前一章理论的“强制性验证”过程。例如，讲解了ARP协议的工作机制后，紧接着的实验就是让你用抓包工具去观察广播请求和单播应答的整个过程，这种即时反馈机制极大地巩固了学习效果。我个人最喜欢它的综合项目设计，比如“构建一个三层小型企业网络并部署基础安全策略”。这个项目要求读者综合运用IP规划、VLAN划分、路由配置、ACL过滤等多个章节的知识点，真正模拟了一次从零开始的网络搭建任务。完成这个项目后，你会发现自己对网络架构的整体把握能力有了质的飞跃，不再是零散知识点的集合，而是形成了一个完整的技术体系。这种注重内化和实践迁移的设计理念，是这本书区别于市面上许多同类教材的显著优点。

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