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The Internet Book: Everything You Need to Know about Computer Networking and How the Internet Works(因特网之书:计算机网络与因特网工作原理) cover

计算机科学

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The Internet Book: Everything You Need to Know about Computer Networking and How the Internet Works(因特网之书:计算机网络与因特网工作原理)

Douglas E. Comer

英文原名: The Internet Book: Everything You Need to Know about Computer Networking and How the Internet Works

一本不用数学的计算机网络入门书,从底层通信技术一直讲到人们日常使用的各种服务,说明因特网如何运作。书中把电话网、数字网和分组交换网的简要历史,与对 IP、TCP 和命名机制的清晰讲解结合起来,最后讨论应用、安全以及因特网更广泛的作用。

需要的基础: 无;只要求日常使用电脑和网页的经验。

难度等级
入门
学术层次
本科
computer networksinternettcp/ippacket switchingnetwork security入门

01 / 导读

导读

引用

Comer, D. E. (2018). The Internet Book: Everything You Need to Know about Computer Networking and How the Internet Works (5th ed.). Chapman & Hall (CRC Press, Taylor & Francis).

章节概要

第五版共34个短章,据出版社介绍约400页,含102幅彩色插图。出版社把全书分为四部分:通信系统的概念和术语;互联网的历史与增长;互联网的基本技术,即硬件如何组织、软件如何实现通信;以及互联网上可用的应用服务,对每项服务都说明它提供什么、如何运作。各章标题与这一结构相吻合,全书最后以经济话题和全球数字图书馆的构想收尾。作者科默是普渡大学教授,自20世纪70年代末参与互联网研究项目,并曾任互联网架构委员会(IAB)委员;他说写这本书是为了回应那些想要一个既在技术上准确又通俗易懂的解释的人。

第1–6章:The Internet is Everywhere(无处不在的互联网);Telephones Everywhere(无处不在的电话);The World Was Once Analog(世界曾经是模拟的);The Past and Present Digital Network(过去与现在的数字网络);Basic Communication(基本通信);Local Area Networks(局域网)

开篇部分介绍通信系统的概念和词汇。第1章讲互联网如何无处不在,之后的章节标题依次追溯电话系统、模拟通信和数字网络,再到基本通信和局域网。

第7–8章:Internet: Motivation and Beginnings(互联网:动机与起源);The Incredible Growth(惊人的增长)

历史部分:互联网为何被创建、增长得有多快。出版社称,这部分记录了数字革命的速度,并为理解互联网底层设计的意义提供背景。

第9–12章:Packet Switching(分组交换);Internet: A Network of Networks(互联网:网络的网络);Internet Access Using Broadband and Wireless(通过宽带和无线接入互联网);Internet Performance(互联网性能)

技术部分从核心概念讲起:把数据分成分组,把众多网络连成一体,连接家庭和设备的宽带与无线技术,以及决定互联网快慢的因素。

第13–18章:IP: Software to Create a Virtual Network(IP:创建虚拟网络的软件);TCP: Software for Reliable Communication(TCP:实现可靠通信的软件);Clients, Servers, and Internet Services(客户端、服务器与互联网服务);Names for Computers(计算机的名字);Sharing an Internet Connection (NAT)(共享互联网连接(NAT));Why the Internet Works Well(互联网为何运转良好)

让互联网运转起来的软件:使众多网络表现得像一个虚拟网络的IP,提供可靠传输的TCP,服务的客户端-服务器模型,计算机的名字,用于共享一条连接的网络地址转换,以及讨论这一设计为何行之有效的收尾一章。出版社把这一部分定位为后续各章的基础,也能帮助读者在面对推销员推荐的产品和服务时提出恰当的问题。

第19–23章:Electronic Mail(电子邮件);The World Wide Web: Browsers and Basics(万维网:浏览器与基础);The World Wide Web: HTML and Web Pages(万维网:HTML与网页);The World Wide Web: Web Pages that Change(万维网:会变化的网页);Social Networking and Personal Publishing(社交网络与个人发布)

应用部分从电子邮件开始,接着用三章讲万维网——从浏览器到HTML页面,再到会变化的网页——然后是社交网络与个人发布。

第24–29章:The Internet of Things (IOT)(物联网);Internet Search (Search Engines)(互联网搜索(搜索引擎));Voice and Video Communication (VOIP)(语音与视频通信(VoIP));File Transfer and Data Sharing(文件传输与数据共享);Remote Desktop(远程桌面);Cloud Services and Cloud Computing(云服务与云计算)

更多服务:联网设备、搜索引擎、语音和视频通话、文件传输与共享、远程桌面访问以及云计算。

第30–32章:Network Security (Encryption and Firewalls)(网络安全(加密与防火墙));Security Scams: Fooling Users(安全骗局:愚弄用户);Secure Access from a Distance (VPNs)(远程安全访问(VPN))

面向普通用户的安全:加密与防火墙、欺骗用户的骗局,以及虚拟专用网络。出版社特别提到书中关于如何避开骗局和夸大营销宣传的建议。

第33–34章:Internet Economics and Electronic Commerce(互联网经济与电子商务);A Global Digital Library(全球数字图书馆)

全书最后讨论互联网的经济与网上商业,以及作为全球信息图书馆的互联网。

核心概念

第1–8章:通信与历史

  • 模拟通信与数字通信:表示和传送信息的两种方式,通过电话网络的历史加以追溯。
  • 局域网:在有限范围内连接计算机的网络。
  • 互联网的增长:从一个研究项目迅速扩展为全球系统。

第9–18章:互联网如何运作

  • 分组交换:把数据分成分组、共享网络资源,这是互联网设计背后的基本思想。
  • 网络的网络:把互联网看作众多独立网络的联合。
  • IP:使互连的网络表现为单一虚拟网络的软件。
  • TCP:把不可靠的分组传送变成可靠通信的软件。
  • 客户端-服务器模型:由服务器程序向客户端程序提供服务。
  • 域名与NAT:计算机的名字,以及让多台设备共享一条互联网连接的机制。

第19–34章:服务与社会

  • 万维网:浏览器、HTML页面以及会变化的网页。
  • 物联网与云计算:联网的设备,以及由远程数据中心提供的服务。
  • 加密、防火墙与VPN:保护用户及其通信的基本手段。
  • 骗局:针对用户而非机器的欺骗手法。

评析

优点

  • 由互联网先驱为非专业读者而写。 出版社指出本书面向没有深厚技术背景的读者,前几章会解释所需的术语;科默亲身参与互联网建设的经历使书中的解释更具权威。出版社引用的圣安塞姆学院亚当·R·阿尔比纳评价说,这是一本全面而非技术性的入门书,借助日常例子和类比,使毫无技术背景的读者也能理解。
  • 机制与服务并重。 本书对每项服务都既讲它提供什么,也讲它如何运作,因此读者先学到TCP和IP,再看到它们在电子邮件、网页和视频通话中如何发挥作用。
  • 以历史作解释。 关于互联网动机与增长的两章,加上讲电话和模拟通信的各章,说明了互联网的设计为何如此,而不是把它当作理所当然。
  • 章节短小而自成一体。 约400页分为34章,平均每章十几页;应用各章每章讲一项服务,很适合选读。

局限

  • 重概念而非技术。 本书并不打算讲授协议格式、算法或性能分析;网络课程需要另用完整的教材来学习这些内容。
  • 部分内容已显陈旧。 这一版出版于2018年,无法反映此后服务、安全威胁和接入技术的变化;历史部分不易过时,但讲具体服务的章节应带着这一点去读。
  • 重服务的广度而轻深度。 34章中有16章讲应用及其社会背景,而目录中没有专门讲路由的章节,而路由正是技术课程的核心话题之一。

在课程中的定位

本书是网络课程最平缓的入口:为从未学过网络的读者绘制的一幅整个互联网的概念地图。福鲁赞的 Data Communications and Networking with TCP/IP Protocol Suite 是完整的入门教材,从物理层向上逐层展开,技术细节多得多;先读或同时读科默的书,可以帮助学生把每一层放进整体图景中。库罗斯和罗斯的 Computer Networking: A Top-Down Approach 以及塔能鲍姆、费姆斯特和韦瑟罗尔的 Computer Networks 是标准的本科教材,需要一定的编程基础。

通过真实抓包记录讲解协议的福尔和史蒂文斯的 TCP/IP Illustrated, Volume 1,以及关于高速网络实现的研究生教材——瓦尔盖塞和徐的 Network Algorithmics,都远远超出本书范围。在技术课程中,科默的书不能替代上述任何一本,但很适合作为它们之前的第一本读物,也适合作为只修一门网络课程的其他专业学生的参考书。

如何使用本书

本书适合即将修读第一门网络课程的计算机专业新生、需要了解互联网但不需要工程细节的信息系统、商科及其他专业的学生,以及普通读者。它只要求读者在日常生活中熟悉计算机和网页。

  • 用于技术课程: 先认真读第9–18章,它们涵盖分组交换、IP、TCP、域名和NAT,这些正是完整教材随后要展开的概念。再加上讲基本通信和局域网的第5–6章。
  • 用于通识或非专业课程: 按顺序阅读。第2–8章的历史有助于理解后面的设计为何重要。
  • 在服务各章中挑选: 第19–34章可根据兴趣选读;讲安全的第30–32章值得每个人阅读。

把每一章与你已经在用的工具联系起来,主动地阅读:读到地址和NAT时查看自己的网络设置,读万维网各章时观察网页的加载过程。准备继续修读技术课程的学生,可以边读边记下问题,再到福鲁赞或库罗斯和罗斯讲协议的章节中寻找答案。