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页数:377

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出版时间:2009-9

价格:49.00元

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isbn号码:9787121095207

丛书系列:

图书标签:

• 军事通信
• 电源系统
• 通信工程
• 电力电子
• 维护保养
• 网络工程
• 军事技术
• 电力系统
• 可靠性
• 电磁兼容

现代信息系统中的数据传输与网络安全 图书简介 本书深入探讨了现代信息社会中数据传输的底层原理、关键技术以及所面临的安全挑战。全书共分六个主要部分，结构严谨，内容涵盖了从基础信号理论到复杂网络架构的广泛知识领域，旨在为读者提供一个全面、深入且具有实践指导意义的参考框架。 --- 第一部分：数据传输基础与物理层原理 本部分聚焦于数据如何在物理介质上传输的根本机制。我们将从信息论的视角出发，阐述数字化过程的必要性与核心概念，包括采样、量化和编码。 1. 信号与系统理论回顾： 详细分析了连续时间信号和离散时间信号的数学表示，傅里叶变换及其在频域分析中的应用。重点阐述了带宽、信噪比（SNR）和信息速率之间的基本关系，为理解高速传输奠定理论基础。 2. 调制技术详解： 系统地介绍了模拟和数字调制技术。对于数字调制，深入分析了幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）、相位键控（PSK）以及正交幅度调制（QAM）的原理、优缺点和在不同信道条件下的性能表现。特别关注了带宽效率和抗干扰能力之间的权衡。 3. 传输介质特性： 对双绞线、同轴电缆、光纤以及无线信道这四种主要的物理传输介质进行了详细的物理和电磁特性分析。针对光纤通信，探讨了单模与多模光纤的结构、损耗、色散问题，以及光电器件（如LED和半导体激光器）的工作原理。 4. 物理层协议与接口标准： 考察了电气和光学接口的规范，如RS-232、以太网物理层（PHY）标准，以及这些标准如何确保不同设备之间可靠的比特流交换。 --- 第二部分：数据链路层与介质访问控制（MAC） 本部分将视线从单一信道的物理传输提升到网络中的数据帧结构和多址接入控制层面。 1. 差错控制技术： 详细介绍了数据链路层如何通过校验机制保证数据完整性。内容涵盖奇偶校验、循环冗余校验（CRC）的生成与检测算法，以及前向纠错（FEC）的基本原理和应用场景。 2. 流量控制与可靠传输： 深入剖析了停止等待协议（Stop-and-Wait）、后退N帧协议（Go-Back-N）和选择重传协议（Selective Repeat）的工作流程和效率分析。强调了滑动窗口机制在实现全双工、高效率数据流控制中的作用。 3. 介质访问控制（MAC）： 重点分析了共享介质网络中的竞争与协调问题。详述了基于竞争的协议（如ALOHA及其变体）和基于轮询的协议（如令牌环）。对于局域网领域，深入探讨了载波侦听多址访问/冲突检测（CSMA/CD）和载波侦听多址访问/冲突避免（CSMA/CA）的机制及其在以太网和Wi-Fi中的具体实现。 4. 局域网技术： 对标准以太网（如10BASE-T, Gigabit Ethernet）的帧结构、编码方式（如曼彻斯特编码）进行了剖析，并简要介绍了局域网设备（如集线器、网桥）在链路层的工作模式。 --- 第三部分：网络层与互联技术 本部分是理解现代互联网骨干结构的关键。内容聚焦于数据包如何在不同网络间路由和转发。 1. 路由算法与协议： 深入研究了路由选择的理论基础，区分了静态路由和动态路由。详细解析了距离矢量路由协议（如RIP）和链路状态路由协议（如OSPF）的工作原理、度量标准和收敛特性。同时，介绍了外部网关协议（EGP）的概念，特别是BGP（边界网关协议）在AS（自治系统）间互联中的核心作用。 2. IP协议簇详解： 全面解析IPv4和IPv6的数据报格式、分片与重组机制，以及IP地址的层次结构。重点探讨了子网划分（Subnetting）和无类别域间路由（CIDR）技术，它们是提高地址利用率和简化路由表的关键。 3. IPv6的演进与过渡： 阐述了IPv6的设计动机、地址结构、邻居发现协议（NDP）以及IPv4到IPv6的过渡机制（如双栈、隧道技术）。 4. 拥塞控制与服务质量（QoS）： 分析了网络层中缓解拥塞的机制，如漏桶算法和令牌桶算法。探讨了区分服务（DiffServ）和集成服务（IntServ）在保障特定业务流QoS方面的策略和实现。 --- 第四部分：传输层与应用服务 本部分关注端到端的数据流管理，以及用户直接交互的应用层服务。 1. 传输层协议对比： 对TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）进行了深入的对比分析。 TCP的可靠性机制： 详细解释了TCP的四次握手、三次挥手过程，滑动窗口的流量控制，以及快重传/快恢复的拥塞控制算法（如Tahoe, Reno, CUBIC）。 UDP的应用： 分析了UDP在流媒体、DNS等对延迟敏感场景中的优势。 2. 端口寻址与连接管理： 阐述了端口号的作用，以及套接字（Socket）在应用层和传输层之间的接口功能。 3. 核心应用层协议： 详细解析了与数据交换密切相关的应用协议： 域名系统（DNS）： 递归查询与迭代查询的过程，根服务器结构。 超文本传输协议（HTTP/HTTPS）： 从HTTP/1.1到HTTP/2的性能改进，请求/响应模型，以及状态管理（Cookie）。 文件传输协议（FTP）与简单邮件传输协议（SMTP）。 --- 第五部分：网络架构与虚拟化技术 本部分将理论知识应用于现代网络基础设施的构建和优化。 1. 交换机与路由器的深入理解： 区分了二层交换与三层路由的功能，重点分析了交换机MAC地址表学习机制、VLAN（虚拟局域网）的划分与Trunking协议（如802.1Q）。 2. 软件定义网络（SDN）基础： 介绍了SDN的控制平面与数据平面分离的架构思想，OpenFlow协议的作用，以及SDN如何提高网络的灵活性和可编程性。 3. 网络功能虚拟化（NFV）： 阐述了NFV如何将传统硬件网络设备的功能（如防火墙、负载均衡器）虚拟化为软件实例，部署在通用服务器上，从而实现资源的高效利用。 4. 无线网络技术概述： 聚焦于IEEE 802.11系列标准（Wi-Fi）在物理层和MAC层的特点，包括OFDM的使用、MIMO技术对频谱效率的提升，以及现代无线接入点（AP）的管理机制。 --- 第六部分：网络安全基础与威胁防御 在数据传输和网络构建的基础上，本部分强调了保障信息安全的必要技术手段。 1. 密码学基础在网络中的应用： 区分了对称加密（AES）和非对称加密（RSA）的原理和适用场景。详细介绍了哈希函数在数据完整性校验中的作用，以及数字签名的构造与验证流程。 2. 密钥管理与证书体系： 阐述了公钥基础设施（PKI）的构成，包括证书颁发机构（CA）的角色，以及TLS/SSL握手过程如何利用证书实现安全通信。 3. 网络边界防御技术： 深入分析了防火墙（Stateful Inspection, 应用层网关）的工作原理。重点介绍了入侵检测系统（IDS）和入侵防御系统（IPS）基于特征和基于行为的检测方法。 4. 常见网络攻击剖析： 分析了针对不同网络层面的攻击手段，包括拒绝服务攻击（DoS/DDoS）、中间人攻击（MITM）、网络嗅探和SQL注入等应用层威胁，并提出了相应的缓解策略。 --- 本书内容侧重于对网络通信、协议设计及其基础设施安全的原理和技术进行系统性、工程性的讲解，是网络工程师、系统架构师和信息安全专业人员的理想参考资料。

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老实说，我原本以为这会是一本晦涩难懂的天书，充满了只有电气工程师才懂的术语和公式。然而，这本书的叙述风格却出乎意料地具有一种“讲故事”的魅力，特别是涉及到历史案例分析的时候。它巧妙地将现代电源技术的演进，与几次关键历史军事行动中的通信保障问题联系起来。比如，书中有一段分析了冷战时期某个关键节点上，由于早期电源系统抗干扰能力不足，导致的情报传递延迟事件，然后立刻无缝衔接到当前如何利用新型隔离变压器和滤波器技术来规避类似风险。这种对比手法非常高明，它让技术不再是孤立的存在，而是成为了影响战局的关键变量。阅读过程中，我感觉自己像是在跟随一位经验丰富的老兵，一步步走过那些曾经的“鬼门关”，学习他当年是如何用有限的资源，保证信息流动的畅通无阻。它不仅是关于电源的，更是关于如何在极端压力下做出正确决策的指南。

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与其他同类书籍相比，这本书在“维护与寿命周期管理”方面的内容深度是空前的。我尤其关注了关于标准件寿命预测的那部分。作者似乎对“计划性报废”有着强烈的反感，书中提供了一套基于传感器数据和运行历史的预测性维护模型，旨在将组件的实际使用寿命榨干到最后一刻，同时避免突发性失效。例如，书中详细分析了不同品牌电解电容在连续纹波电流和温度循环下的等效寿命计算方法，并给出了推荐的替换阈值。这种对成本控制和最大化装备可用率的关注，体现了极强的实战导向。它不仅仅教你如何让系统跑起来，更重要的是，教你如何让它在最少的干预下，以最低的成本，跑得更久、更稳定。这本书的价值，在于它将“维护”提升到了战略保障的高度。

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我购买这本书的初衷是想了解最新的绿色能源在军事通信领域的应用前景，而这本书在这方面的着墨虽然不是主角，却显得非常务实和前瞻。它没有盲目鼓吹太阳能或燃料电池的万能性，而是用大量数据对比了它们在不同气候带和不同功率需求下的效率衰减模型。最让我眼前一亮的是关于“混合能源调度系统”的介绍，它描述了一个复杂的软件算法，能够实时根据战场信息（如天气预报、预计通信时长）自动优化选择是使用主电源、备用电池还是部署临时性的可再生能源单元。这显示出编写者对未来战场环境的深刻理解——未来的通信保障不再是简单的“接上电源”，而是一个动态、智能的能源网络管理问题。这种将高层战略需求与底层硬件实现紧密结合的视角，非常具有启发性。

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这本书的图表质量令人印象深刻，这一点对于我这种偏向视觉化学习的人来说至关重要。我尤其想提一下它对“能量密度与可靠性平衡”这一核心矛盾的解读。书中大量的性能对比图表，清晰地展示了在追求更轻便、更小巧的电池或发电机模块时，其在持续放电时间和耐受冲击性上所做的妥协。作者没有回避这种工程上的两难，反而将其作为核心讨论点，并提出了几种创新的解决方案，例如基于人工智能的负载预测性供电管理。这些图表不是随便放上去充数的，每一个曲线、每一个标注，似乎都在为论证某个技术观点提供坚实的视觉证据。读完关于车载移动电源模块热管理的那几章，我几乎能想象出那狭小空间内，热量是如何被层层导出和消散的。这种将抽象概念具象化的能力，是这本书超越普通技术手册的标志。

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这本厚厚的书，光是书名就让人感到一丝严肃和专业，但翻开内页，我发现它真正打动我的地方，在于那些看似枯燥的技术细节背后，所蕴含的对“稳定”二字的极致追求。比如，书中详尽阐述了不同地理环境下，如高原、沙漠、雨林等，电源系统如何应对极端温度和湿度的挑战。我印象最深的是关于“冗余设计”的那一章节，作者用极其直白的语言解释了为什么在通信链路至关重要的时刻，备份电源的切换必须做到毫秒级的响应，并且如何通过复杂的算法预判潜在的故障点。书里没有太多宏大的叙事，反而是非常扎实的工程学思维在支撑。我特别欣赏它在故障排查部分的处理方式，不是简单地罗列故障代码，而是深入到电路层级，分析电磁兼容性（EMC）对电源模块性能的影响，这对于一线维护人员来说，简直就是一本救命手册。读完这一部分，我开始明白，为什么每一次成功的远程指挥，背后都有这样一套沉默但极其可靠的电力基础设施在支撑。那种对细节的偏执，让我对整个军事通信保障体系有了更深一层的敬意。

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