01 / 導讀
導讀
引用
Forouzan, B. A. (2021). Data Communications and Networking with TCP/IP Protocol Suite (6th ed.). McGraw Hill.
章節概要
第六版約866頁，由13章、6個附錄、一份參考文獻和一份詞彙表組成。根據出版社的說明，這一版經過大幅重整，減少了章數，更緊密地依照TCP/IP協定組的結構編排。序言提出兩項組織原則。第一，透過協定分層來教授網路，因為定址、訊框化與封包化等概念會在多個層次反覆出現，比較各層的處理方式更容易理解。第二，採用由下而上的順序：每一層都建立在下一層所提供的服務之上，因此讀者先看到位元在實體層如何傳送，再看到程式在應用層如何交換訊息。五個層次之後是三章範圍更廣的主題。
第1章：Introduction（導論）
資料通訊與網路的入門，定義協定分層，並簡要介紹TCP/IP協定組和OSI模型——全書其餘部分所使用的兩種參考架構。
第2章：Physical Layer（實體層）
協定組的第一層。序言指出，本章說明資料與訊號的關係，介紹類比訊號和數位訊號，討論作為善用可用頻寬手段的多工技術，最後深入到實體層之下的傳輸媒介本身。
第3章：Data-Link Layer（資料鏈結層）
協定組的第二層，關注相鄰節點之間在單一鏈路上的通訊。
第4–6章：Local Area Networks: LANs（區域網路）；Wide Area Networks: WANs（廣域網路）；Connecting Devices and Virtual LANs（連接設備與虛擬區域網路）
討論具體網路技術的三章：區域網路、廣域網路，以及把網段串接起來的設備和虛擬區域網路。
第7–8章：Network Layer: Data Transfer（網路層：資料傳輸）；Network Layer: Routing of Packets（網路層：封包路由）
網路層占兩章：一章談資料如何跨越互連的網路從一台主機送到另一台主機，另一章談如何為封包選擇路由。
第9章：Transport Layer（傳輸層）
行程對行程的傳遞，也就是網際網路傳輸協定所在的層次。
第10章：Application Layer（應用層）
協定組的最高層，程式在這一層交換訊息。
第11–13章：Multimedia（多媒體）；Network Management（網路管理）；Cryptography and Network Security（密碼學與網路安全）
出版社說明這是探討層次以外主題的三個收尾章節：網路上的多媒體、網路的管理，以及密碼學及其在網路安全上的應用。
核心概念
第1章：導論
- 協定分層：把通訊工作劃分成若干層，每一層為上一層提供服務。
- TCP/IP協定組：網際網路所依據的分層協定集合，也是全書的組織架構。
- OSI模型：為了和TCP/IP對照而介紹的七層參考模型。
第2–6章：實體層、資料鏈結層與網路技術
- 資料與訊號：資訊本身與它在媒介上的類比或數位表示之間的區別。
- 多工：多個訊號共用一條鏈路的頻寬。
- 傳輸媒介：位於實體層之下的實體載體。
- 區域網路、廣域網路與連接設備：不同規模的網路技術，以及包括虛擬區域網路在內、把它們連在一起的設備。
第7–10章：網路層、傳輸層與應用層
- 網路層資料傳輸：跨越多個網路把封包從來源主機送到目的主機。
- 路由：為封包選擇行進的路徑。
- 傳輸層：通訊雙方主機上行程之間的傳遞。
- 應用層：程式用來交換訊息的協定。
第11–13章：延伸主題
- 多媒體網路：在網路上傳送音訊和視訊。
- 網路管理：監控和控制網路的運作。
- 密碼學與網路安全：跨越各層保護通訊。
評析
優點
- 逐層檢視原理。 序言主張透過分層來教授網路，這對初學者確實是優點：定址、訊框化等反覆出現的概念會在不同層次多次出現，它們的共同用途因此變得清楚。
- 完整的由下而上課程。 在進入網路層之前，實體層、資料鏈結層、區域網路、廣域網路和連接設備各有專章，13章中有5章用於網路層以下的層次，訊號與媒介也獲得獨立的說明。這使本書不只適合資訊工程科系，也適合電機電子工程與資訊科技相關科系。
- 網路層分為兩章。 把資料傳輸和路由分開，讓每個主題都有充足篇幅，有助於學生攻克網路中常被認為最難的部分。
- 參考配套。 6個附錄、參考文獻和詞彙表，為初次接觸這個領域的讀者提供支援。
局限
- 篇幅大。 約866頁的內容超過一個學期，教師必須決定哪些部分深入講授。
- 應用層出現得晚。 依由下而上的順序，學生要到第10章才接觸應用層。以網頁、電子郵件等熟悉服務為學習動力的讀者，或有程式作業的課程，可能比較想從最上層開始。
- 涵蓋面廣，但對進階學習而言深度有限。 最後三章各把一個領域（多媒體、管理、安全）濃縮成一章；需要了解協定詳細行為或安全細節的學生還得延伸閱讀。
在課程中的定位
佛洛贊的這本書是網路課程中內容完整、由下而上的入門教科書。道格拉斯·柯默的 The Internet Book 是篇幅短得多、不涉及數學的概覽，寫給沒有技術背景的讀者；可以在讀佛洛贊之前先讀，建立整體圖像，也可以在底層細節難以定位時對照閱讀。庫羅斯和羅斯的 Computer Networking: A Top-Down Approach 以相反的順序講同樣的五層，從應用出發，用網際網路協定說明設計上的取捨；如果課程想從網頁和socket開始，它是主要的替代選擇。塔能鮑姆、費姆斯特和威瑟羅爾的 Computer Networks 與佛洛贊一樣從實體層向上沿分層模型展開，並假設讀者具備一定的程式設計和作業系統背景，很適合作為第二本教科書。
在後續學習中，佛爾和史蒂文斯的 TCP/IP Illustrated, Volume 1 透過真實的封包擷取紀錄展示網際網路協定的行為，假設讀者已修過大學部網路課程，因此適合在第7–10章之後閱讀。瓦吉斯和徐的 Network Algorithmics 是探討如何讓網路軟體和硬體更快的研究所教科書，遠超出本書範圍。
如何使用本書
本書適合資訊工程、資訊科技以及電機或電子工程科系、正在修第一門資料通訊或網路課程的一二年級學生。出版社的介紹並未預設讀者具備網路知識；一般的電腦素養和高中數學是合理的起點，若熟悉圖表和基礎代數，第2章關於訊號的內容會比較容易理解。
一個實用的閱讀計畫：
- 打基礎： 先讀第1章，再讀第2章和第3章。這幾章提供分層、訊號、媒介和訊框等後續一切內容所依賴的詞彙。
- 在第4–6章中取捨。 資訊工程課程可以講區域網路和連接設備，略讀廣域網路；工程或資訊科技課程可以三章都講。
- 網際網路的核心： 第7–10章。在兩章網路層和傳輸層上投入最多時間，日後每一門網路課程都會再碰到這些內容。
- 選讀： 第11–13章視課程目標而定。第13章可以作為通往資安課程的橋樑。
由於每一層都建立在下一層之上，不妨把五層畫成一頁圖，並為每章註明它談的是哪一層、向上提供什麼服務。學習網路層和傳輸層各章時，可以搭配封包擷取工具觀察真實流量，讓抽象的協定描述變得具體。