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The Internet Book: Everything You Need to Know about Computer Networking and How the Internet Works(網際網路之書:電腦網路與網際網路運作原理) cover

電腦科學

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The Internet Book: Everything You Need to Know about Computer Networking and How the Internet Works(網際網路之書:電腦網路與網際網路運作原理)

Douglas E. Comer

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

一本不使用數學的電腦網路入門書,從底層通訊技術一路談到人們每天使用的各種服務,說明網際網路如何運作。書中結合電話網路、數位網路與分封交換網路的簡史,以及對 IP、TCP 與命名機制的清楚說明,最後討論應用、資安與網際網路更廣泛的角色。

需要的基礎: 無;只需日常使用電腦與網頁的經驗。

難度等級
入門
學術層次
大學部
computer networksinternettcp/ippacket switchingnetwork security入門

01 / 導讀

導讀

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).

章節概要

第五版共34個短章,根據出版社的資料約400頁,含102幅彩色插圖。出版社把全書分為四部分:通訊系統的概念與術語;網際網路的歷史與成長;網際網路的基本技術,也就是硬體如何組織、軟體如何實現通訊;以及網際網路上可用的應用服務,對每項服務都說明它提供什麼、如何運作。各章標題與這個架構相符,全書最後以經濟主題和全球數位圖書館的構想作結。作者柯默是普渡大學教授,自1970年代末參與網際網路研究計畫,並曾任網際網路架構委員會(IAB)委員;他說寫這本書是為了回應那些想要一個既在技術上正確、又淺顯易懂的解釋的人。

第1–6章:The Internet is Everywhere(無所不在的網際網路);Telephones Everywhere(無所不在的電話);The World Was Once Analog(世界曾經是類比的);The Past and Present Digital Network(過去與現在的數位網路);Basic Communication(基本通訊);Local Area Networks(區域網路)

開頭的部分介紹通訊系統的概念與詞彙。第1章談網際網路如何無所不在,之後的章節標題依序追溯電話系統、類比通訊和數位網路,再到基本通訊與區域網路。

第7–8章:Internet: Motivation and Beginnings(網際網路:動機與起源);The Incredible Growth(驚人的成長)

歷史部分:網際網路為何誕生、成長得有多快。出版社表示,這部分記錄了數位革命的速度,並為理解網際網路底層設計的意義提供背景。

第9–12章:Packet Switching(封包交換);Internet: A Network of Networks(網際網路:網路的網路);Internet Access Using Broadband and Wireless(透過寬頻與無線連上網際網路);Internet Performance(網際網路效能)

技術部分從核心概念談起:把資料切成封包、把眾多網路連成一體、連接家庭與裝置的寬頻與無線技術,以及決定網際網路快慢的因素。

第13–18章:IP: Software to Create a Virtual Network(IP:建立虛擬網路的軟體);TCP: Software for Reliable Communication(TCP:實現可靠通訊的軟體);Clients, Servers, and Internet Services(用戶端、伺服器與網際網路服務);Names for Computers(電腦的名稱);Sharing an Internet Connection (NAT)(共用網際網路連線(NAT));Why the Internet Works Well(網際網路為何運作良好)

讓網際網路運作的軟體:讓眾多網路表現得像一個虛擬網路的IP、提供可靠傳遞的TCP、服務的用戶端-伺服器模型、電腦的名稱、用來共用一條連線的網路位址轉換,以及討論這套設計為何有效的收尾一章。出版社把這部分定位為後續各章的基礎,也能幫助讀者在面對業務員推銷的產品和服務時提出恰當的問題。

第19–23章:Electronic Mail(電子郵件);The World Wide Web: Browsers and Basics(全球資訊網:瀏覽器與基礎);The World Wide Web: HTML and Web Pages(全球資訊網:HTML與網頁);The World Wide Web: Web Pages that Change(全球資訊網:會變動的網頁);Social Networking and Personal Publishing(社群網路與個人發布)

應用部分從電子郵件開始,接著以三章談全球資訊網——從瀏覽器到HTML網頁,再到會變動的網頁——然後是社群網路與個人發布。

第24–29章:The Internet of Things (IOT)(物聯網);Internet Search (Search Engines)(網際網路搜尋(搜尋引擎));Voice and Video Communication (VOIP)(語音與視訊通訊(VoIP));File Transfer and Data Sharing(檔案傳輸與資料分享);Remote Desktop(遠端桌面);Cloud Services and Cloud Computing(雲端服務與雲端運算)

更多服務:連網裝置、搜尋引擎、語音與視訊通話、檔案傳輸與分享、遠端桌面存取,以及雲端運算。

第30–32章:Network Security (Encryption and Firewalls)(網路安全(加密與防火牆));Security Scams: Fooling Users(資安詐騙:愚弄使用者);Secure Access from a Distance (VPNs)(遠端安全存取(VPN))

給一般使用者的資安知識:加密與防火牆、欺騙使用者的詐騙手法,以及虛擬私人網路。出版社特別提到書中關於如何避開詐騙和誇大行銷宣傳的建議。

第33–34章:Internet Economics and Electronic Commerce(網際網路經濟與電子商務);A Global Digital Library(全球數位圖書館)

全書最後探討網際網路的經濟與網路商務,以及作為全球資訊圖書館的網際網路。

核心概念

第1–8章:通訊與歷史

  • 類比通訊與數位通訊:表示與傳送資訊的兩種方式,透過電話網路的歷史加以追溯。
  • 區域網路:在有限範圍內連接電腦的網路。
  • 網際網路的成長:從一個研究計畫迅速擴展為全球系統。

第9–18章:網際網路如何運作

  • 封包交換:把資料切成封包、共享網路資源,這是網際網路設計背後的基本概念。
  • 網路的網路:把網際網路看成眾多獨立網路的結合。
  • IP:讓互連的網路表現為單一虛擬網路的軟體。
  • TCP:把不可靠的封包傳遞轉變為可靠通訊的軟體。
  • 用戶端-伺服器模型:由伺服器程式向用戶端程式提供服務。
  • 網域名稱與NAT:電腦的名稱,以及讓多台裝置共用一條網際網路連線的機制。

第19–34章:服務與社會

  • 全球資訊網:瀏覽器、HTML網頁,以及會變動的網頁。
  • 物聯網與雲端運算:連網的裝置,以及由遠端資料中心提供的服務。
  • 加密、防火牆與VPN:保護使用者及其通訊的基本手段。
  • 詐騙:針對使用者而非機器的欺騙手法。

評析

優點

  • 由網際網路先驅為非專業讀者而寫。 出版社指出本書寫給沒有深厚技術背景的讀者,前幾章會解釋所需的術語;柯默親身參與網際網路建設的經歷,使書中的解釋更具權威。出版社引用的聖安瑟倫學院亞當·R·阿爾比納評論說,這是一本全面而非技術性的入門書,藉由日常例子和類比,讓毫無技術背景的讀者也能理解。
  • 機制與服務並重。 本書對每項服務都既說明它提供什麼,也說明它如何運作,因此讀者先學到TCP和IP,再看到它們在電子郵件、網頁和視訊通話中如何發揮作用。
  • 以歷史作為解釋。 談網際網路動機與成長的兩章,加上談電話和類比通訊的各章,說明了網際網路的設計為何如此,而不是把它視為理所當然。
  • 章節短小而自成一體。 約400頁分成34章,平均每章十幾頁;應用各章每章談一項服務,很適合選讀。

局限

  • 重概念而非技術。 本書並不打算教授協定格式、演算法或效能分析;網路課程需要另用完整的教科書來學習這些內容。
  • 部分內容已顯過時。 這一版出版於2018年,無法反映此後服務、資安威脅和接取技術的變化;歷史部分不易過時,但談具體服務的章節應帶著這一點去讀。
  • 重服務的廣度而輕深度。 34章中有16章談應用及其社會背景,而目錄中沒有專門談路由的章節,路由卻是技術課程的核心主題之一。

在課程中的定位

本書是網路課程最平緩的入口:為從未學過網路的讀者繪製的一幅網際網路整體概念地圖。佛洛贊的 Data Communications and Networking with TCP/IP Protocol Suite 是完整的入門教科書,從實體層向上逐層展開,技術細節多得多;先讀或同時讀柯默的書,可以幫助學生把每一層放進整體圖像中。庫羅斯和羅斯的 Computer Networking: A Top-Down Approach,以及塔能鮑姆、費姆斯特和威瑟羅爾的 Computer Networks,是標準的大學部教科書,需要一定的程式設計基礎。

透過真實封包擷取紀錄講解協定的佛爾和史蒂文斯 TCP/IP Illustrated, Volume 1,以及談高速網路實作的研究所教科書——瓦吉斯和徐的 Network Algorithmics,都遠超出本書範圍。在技術課程中,柯默的書無法取代上述任何一本,但很適合當作讀它們之前的第一本書,也適合作為只修一門網路課的其他科系學生的參考書。

如何使用本書

本書適合即將修第一門網路課的資訊科系新生、需要了解網際網路但不需要工程細節的資訊管理、商管及其他科系學生,以及一般讀者。它只要求讀者在日常生活中熟悉電腦和網頁。

  • 用於技術課程: 先仔細讀第9–18章,它們涵蓋封包交換、IP、TCP、名稱和NAT,正是完整教科書接下來要展開的概念。再加上談基本通訊和區域網路的第5–6章。
  • 用於通識或非專業課程: 依序閱讀。第2–8章的歷史有助於理解後面的設計為何重要。
  • 在服務各章中挑選: 第19–34章可依興趣選讀;談資安的第30–32章值得每個人閱讀。

把每一章和你已經在用的工具連結起來,主動閱讀:讀到位址和NAT時查看自己的網路設定,讀全球資訊網各章時觀察網頁的載入過程。準備繼續修技術課程的學生,可以邊讀邊記下問題,再到佛洛贊或庫羅斯和羅斯談協定的章節中尋找答案。