計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

前言

這本經(jīng)典著作問世已經(jīng)10余年了，在這些年中發(fā)生的許多事情是令人驚奇的。Web已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)階段變革到了萬(wàn)維網(wǎng)時(shí)期，基于IP的語(yǔ)音和P2P內(nèi)容共享已經(jīng)出現(xiàn)了，百兆技術(shù)已經(jīng)普及，寬帶網(wǎng)也已經(jīng)進(jìn)入了家庭，僵尸網(wǎng)絡(luò)和其他可怕的安全問題越來越多。很多事情都發(fā)生了變化，新技術(shù)不斷出現(xiàn)，但因特網(wǎng)的基礎(chǔ)依舊存在。.10年中，本書也進(jìn)行了多次修改，發(fā)展到了第4版。但本書的基本創(chuàng)作理念與第1版是相同的，本書給出了你所需要的事實(shí)，并將這些事實(shí)置于更廣泛的背景下，這樣，即使細(xì)節(jié)發(fā)生了改變，你所掌握的知識(shí)仍然是有用的。本書不僅告訴你網(wǎng)絡(luò)的今天，而且使你能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的明天做準(zhǔn)備。本書增加了新的特征，即通過頁(yè).. ...

內(nèi)容概要

本書是國(guó)內(nèi)外使用最廣泛的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)典教材。全書按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模型（物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、介質(zhì)訪問控制層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層），自下而上系統(tǒng)地介紹了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本原理，并給出了大量實(shí)例。在講述各網(wǎng)絡(luò)層的同時(shí)，還融合了近年來迅速發(fā)展起來的各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如Internet、SONET、ADSL、CDMA、WLAN和藍(lán)牙等。另外，針對(duì)當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀以及計(jì)算機(jī)安全的重要性，本書用了一整章的篇幅對(duì)計(jì)算機(jī)安全進(jìn)行了深入討論。    本書的適用對(duì)象很廣泛。對(duì)于學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的本科生以及研究生，本書都可以作為教材或教學(xué)參考書。每一章后面的大量練習(xí)題，可用于課程作業(yè)或復(fù)習(xí)要點(diǎn)。對(duì)于從事網(wǎng)絡(luò)研究、網(wǎng)絡(luò)工程以及使用和管理網(wǎng)絡(luò)的科研和工程技術(shù)人員，本書也是一本很有價(jià)值的參考讀物。

作者簡(jiǎn)介

作者：（美國(guó)）特南鮑姆（Tanenbaum A.S.）  譯者：潘愛民潘愛民，浙江海寧人，獲得了南開大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)士學(xué)位，清華大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位，以及北京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)博士學(xué)位。他從中學(xué)時(shí)代開始接觸計(jì)算機(jī)編程，經(jīng)歷了從DOS到Windows各種版本的發(fā)展歷程。潘愛民于1994年開始在北京大學(xué)計(jì)算機(jī)研究所從事計(jì)算機(jī)應(yīng)用方向的研究和開發(fā)工作，2000年破格晉升為副研究員。2002年擔(dān)任北京大學(xué)計(jì)算機(jī)研究所信息安全研究室主任。    潘愛民曾經(jīng)長(zhǎng)期從事軟件技術(shù)的研究和開發(fā)工作，并且撰寫了大量的軟件技術(shù)文章，1999年曾經(jīng)是《微電腦世界》雜志社的合作專家。他著寫了《COM原理與應(yīng)用》（1999年出版），翻譯了多部關(guān)于軟件開發(fā)技術(shù)的經(jīng)典名作，如《Visual C++技術(shù)內(nèi)幕》（第四、六版）、《C++ Primer中文版》（第三版）、《COM本質(zhì)論》、《Effective Java中文版》等。潘愛民于2000年開始轉(zhuǎn)向網(wǎng)絡(luò)與信息安全方向的研究，先后承擔(dān)了兩項(xiàng)由863計(jì)劃資助的研究項(xiàng)目，并發(fā)表了多篇學(xué)術(shù)論文。    從2001年開始，潘愛民在北京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)系承擔(dān)研究生課程教學(xué)，共講授了三門課程：《組件技術(shù)》、《網(wǎng)絡(luò)與信息安全》和《程序開發(fā)環(huán)境分析與實(shí)踐》，深受學(xué)生歡迎。其中前兩門課程的講義放在Internet上，可直接下載。    潘愛民獲得了2001年微軟亞洲研究院“微軟學(xué)者”稱號(hào)，2002年度北京大學(xué)優(yōu)秀教學(xué)獎(jiǎng)。2003年獲得理學(xué)博士學(xué)位，專業(yè)方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)與信息安全。他現(xiàn)已加入微軟亞洲研究院，從事網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)方向的研究工作。  

書籍目錄

第1章 概述  1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用    1.1.1 商業(yè)應(yīng)用    1.1.2 家庭應(yīng)用    1.1.3 移動(dòng)用戶    1.1.4 社會(huì)問題  1.2 網(wǎng)絡(luò)硬件    1.2.1 局域網(wǎng)    1.2.2 城域網(wǎng)    1.2.3 廣域網(wǎng)    1.2.4 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)    1.2.5 家庭網(wǎng)絡(luò)    1.2.6 互聯(lián)網(wǎng)  1.3 網(wǎng)絡(luò)軟件    1.3.1 協(xié)議層次    1.3.2 各層的設(shè)計(jì)問題    1.3.3 面向連接與無(wú)連接的服務(wù)    1.3.4 服務(wù)原語(yǔ)    1.3.5 服務(wù)與協(xié)議的關(guān)系  1.4 參考模型    1.4.1 OSI參考模型    1.4.2 TCP/IP參考模型    1.4.3 OSI參考模型與TCP/IP參考模型的比較    1.4.4 OSI模型和協(xié)議的缺點(diǎn)    1.4.5 TCP/IP參考模型的缺點(diǎn)  1.5 網(wǎng)絡(luò)實(shí)例    1.5.1 Internet    1.5.2 面向連接的網(wǎng)絡(luò)：X.25、幀中繼和ATM    1.5.3 以太網(wǎng)    1.5.4 無(wú)線LAN：802.11  1.6 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化    1.6.1 電信領(lǐng)域中最有影響的組織    1.6.2 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域中最有影響的組織    1.6.3 Internet標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域中最有影響的組織  1.7 度量單位  1.8 本書其余部分的概要  1.9 本章小結(jié)  習(xí)題第2章 物理層  2.1 數(shù)據(jù)通信的理論基礎(chǔ)    2.1.1 傅立葉分析    2.1.2 帶寬受限的信號(hào)    2.1.3 信道的最大數(shù)據(jù)傳輸率  2.2 有導(dǎo)向的傳輸介質(zhì)    2.2.1 磁介質(zhì)    2.2.2 雙絞線    2.2.3 同軸電纜    2.2.4 光 纖  2.3 無(wú)線傳輸    2.3.1 電磁波譜    2.3.2 無(wú)線電傳輸    2.3.3 微波傳輸    2.3.4 紅外線和毫米波    2.3.5 光波傳輸  2.4 通信衛(wèi)星    2.4.1 地球同步衛(wèi)星    2.4.2 中間軌道衛(wèi)星    2.4.3 低軌道衛(wèi)星    2.4.4 衛(wèi)星和光纖  2.5 公共交換電話網(wǎng)絡(luò)    2.5.1 電話系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)    2.5.2 電話業(yè)中的政治學(xué)    2.5.3 本地回路：調(diào)制解調(diào)器、ADSL和無(wú)線    2.5.4 干線和多路復(fù)用    2.5.5 交 換  2.6 移動(dòng)電話系統(tǒng)    2.6.1 第一代移動(dòng)電話：模擬語(yǔ)音    2.6.2 第二代移動(dòng)電話：數(shù)字語(yǔ)音    2.6.3 第三代移動(dòng)電話：數(shù)字語(yǔ)音與數(shù)據(jù)  2.7 有線電視    2.7.1 共天線電視    2.7.2 基于有線電視網(wǎng)絡(luò)的Internet    2.7.3 頻譜分配    2.7.4 電纜調(diào)制解調(diào)器    2.7.5 ADSL與有線電視網(wǎng)  2.8 本章小結(jié)  習(xí)題第3章 數(shù)據(jù)鏈路層  3.1 數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)計(jì)要點(diǎn)    3.1.1 為網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)    3.1.2 分 幀    3.1.3 錯(cuò)誤控制    3.1.4 流控制  3.2 錯(cuò)誤檢測(cè)和糾正    3.2.1 糾錯(cuò)碼    3.2.2 檢錯(cuò)碼  3.3 基本數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議    3.3.1 一個(gè)無(wú)限制的單工協(xié)議    3.3.2 一個(gè)單工的停-等協(xié)議    3.3.3 有噪聲信道的單工協(xié)議  3.4 滑動(dòng)窗口協(xié)議    3.4.1 一個(gè)1位滑動(dòng)窗口協(xié)議    3.4.2 使用回退n幀技術(shù)的協(xié)議    3.4.3 使用選擇性重傳的協(xié)議  3.5 協(xié)議驗(yàn)證    3.5.1 有限狀態(tài)機(jī)模型    3.5.2 Petri網(wǎng)模型  3.6 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議示例    3.6.1 HDLC-高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制    3.6.2 Internet中的數(shù)據(jù)鏈路層  3.7 本章小結(jié)  習(xí)題第4章 介質(zhì)訪問控制子層  4.1 信道分配問題    4.1.1 LAN和MAN中的靜態(tài)信道分配方案    4.1.2 LAN和MAN中的動(dòng)態(tài)信道分配方案  4.2 多路訪問協(xié)議    4.2.1 ALOHA    4.2.2 載波檢測(cè)多路訪問協(xié)議    4.2.3 無(wú)沖突的協(xié)議    4.2.4 有限制的競(jìng)爭(zhēng)協(xié)議    4.2.5 波分多路訪問協(xié)議    4.2.6 無(wú)線LAN協(xié)議  4.3 以太網(wǎng)    4.3.1 以太網(wǎng)電纜    4.3.2 曼切斯特編碼    4.3.3 以太網(wǎng)MAC子層協(xié)議    4.3.4 二元指數(shù)后退算法    4.3.5 以太網(wǎng)的性能    4.3.6 交換式以太網(wǎng)    4.3.7 快速以太網(wǎng)    4.3.8 千兆以太網(wǎng)    4.3.9 IEEE 802.2：邏輯鏈路控制    4.3.10 關(guān)于以太網(wǎng)的回顧  4.4 無(wú)線LAN    4.4.1 802.11協(xié)議棧    4.4.2 802.11物理層    4.4.3 802.11 MAC子層協(xié)議    4.4.4 802.11幀結(jié)構(gòu)    4.4.5 服 務(wù)  4.5 寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)    4.5.1 802.11和802.16的比較    4.5.2 802.16協(xié)議棧    4.5.3 802.16物理層    4.5.4 802.16 MAC子層協(xié)議    4.5.5 802.16幀結(jié)構(gòu)  4.6 藍(lán)牙技術(shù)    4.6.1 藍(lán)牙的體系結(jié)構(gòu)    4.6.2 藍(lán)牙應(yīng)用    4.6.3 藍(lán)牙協(xié)議棧    4.6.4 藍(lán)牙無(wú)線電層    4.6.5 藍(lán)牙基帶層    4.6.6 藍(lán)牙L2CAP層    4.6.7 藍(lán)牙的幀結(jié)構(gòu)  4.7 數(shù)據(jù)鏈路層交換    4.7.1 從802.x到802.y的網(wǎng)橋    4.7.2 本地的網(wǎng)絡(luò)互連    4.7.3 生成樹網(wǎng)橋    4.7.4 遠(yuǎn)程網(wǎng)橋    4.7.5 轉(zhuǎn)發(fā)器、集線器、網(wǎng)橋、交換機(jī)、路由器和網(wǎng)關(guān)    4.7.6 虛擬LAN  4.8 本章小結(jié)  習(xí)題第5章 網(wǎng)絡(luò)層  5.1 網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計(jì)要點(diǎn)    5.1.1 存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)分組交換    5.1.2 向傳輸層提供的服務(wù)    5.1.3 無(wú)連接服務(wù)的實(shí)現(xiàn)    5.1.4 面向連接服務(wù)的實(shí)現(xiàn)    5.1.5 虛電路子網(wǎng)和數(shù)據(jù)報(bào)子網(wǎng)的比較  5.2 路由算法    5.2.1 優(yōu)化化原則    5.2.2 最短路徑路由    5.2.3 擴(kuò)散法    5.2.4 距離矢量路由    5.2.5 鏈路狀態(tài)路由    5.2.6 分級(jí)路由    5.2.7 廣播路由    5.2.8 多播路由    5.2.9 移動(dòng)主機(jī)的路由    5.2.10 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的路由    5.2.11 對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)查詢  5.3 擁塞控制算法    5.3.1 擁塞控制的通用原則    5.3.2 擁塞預(yù)防策略    5.3.3 虛電路子網(wǎng)中的擁塞控制    5.3.4 數(shù)據(jù)報(bào)子網(wǎng)中的擁塞控制    5.3.5 負(fù)載脫落    5.3.6 抖動(dòng)控制  5.4 服務(wù)質(zhì)量    5.4.1 需 求    5.4.2 獲得好的服務(wù)質(zhì)量所使用的技術(shù)    5.4.3 綜合服務(wù)    5.4.4 區(qū)分服務(wù)    5.4.5 標(biāo)簽交換和MPLS  5.5 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)    5.5.1 網(wǎng)絡(luò)的不同之處    5.5.2 網(wǎng)絡(luò)如何連接起來    5.5.3 串聯(lián)虛電路    5.5.4 無(wú)連接的網(wǎng)絡(luò)互連    5.5.5 隧道技術(shù)    5.5.6 互聯(lián)網(wǎng)路由    5.5.7 分 段  5.6 Internet上的網(wǎng)絡(luò)層    5.6.1 IP協(xié)議    5.6.2 IP地址    5.6.3 Internet控制協(xié)議    5.6.4 OSPF-內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議    5.6.5 BGP-外部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議    5.6.6 Internet多播    5.6.7 移動(dòng)IP    5.6.8 IPv6  5.7 本章小結(jié)  習(xí)題第6章 傳輸層  6.1 傳輸服務(wù)    6.1.1 向上層提供的服務(wù)    6.1.2 傳輸服務(wù)原語(yǔ)    6.1.3 Berkeley Socket(伯克利套接字)    6.1.4 套接字程序設(shè)計(jì)的例子：一個(gè)Internet文件服務(wù)器  6.2 傳輸協(xié)議的要素    6.2.1 編 址    6.2.2 建立連接    6.2.3 釋放連接    6.2.4 流控制和緩沖    6.2.5 多路復(fù)用    6.2.6 崩潰恢復(fù)  6.3 一個(gè)簡(jiǎn)單的傳輸協(xié)議    6.3.1 服務(wù)原語(yǔ)示例    6.3.2 傳輸實(shí)體示例    6.3.3 傳輸實(shí)體作為一個(gè)有限狀態(tài)機(jī)的示例  6.4 Internet傳輸協(xié)議-UDP    6.4.1 UDP介紹    6.4.2 遠(yuǎn)過程調(diào)用    6.4.3 實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議  6.5 Internet傳輸協(xié)議-TCP    6.5.1 TCP介紹    6.5.2 TCP服務(wù)模型    6.5.3 TCP協(xié)議    6.5.4 TCP數(shù)據(jù)段的頭    6.5.5 TCP連接的建立    6.5.6 TCP連接的釋放    6.5.7 TCP連接的管理模型    6.5.8 TCP傳輸策略    6.5.9 TCP擁塞控制    6.5.10 TCP定時(shí)器管理    6.5.11 無(wú)線TCP和UDP    6.5.12 事務(wù)型TCP  6.6 性能問題    6.6.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的性能問題    6.6.2 網(wǎng)絡(luò)性能的測(cè)量    6.6.3 具有更好性能的系統(tǒng)設(shè)計(jì)    6.6.4 快速的TPDU處理    6.6.5 針對(duì)千兆網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議  6.7 本章小結(jié)  習(xí)題第7章 應(yīng)用層  7.1 DNS-域名系統(tǒng)    7.1.1 DNS名字空間    7.1.2 資源記錄    7.1.3 名字服務(wù)器  7.2 電子郵件    7.2.1 結(jié)構(gòu)與服務(wù)    7.2.2 用戶代理    7.2.3 消息格式    7.2.4 消息傳輸    7.2.5 最后的投遞  7.3 萬(wàn)維網(wǎng)    7.3.1 結(jié)構(gòu)概述    7.3.2 靜態(tài)Web文檔    7.3.3 動(dòng)態(tài)Web文檔    7.3.4 HTTP-超文本傳輸協(xié)議    7.3.5 性能增強(qiáng)    7.3.6 無(wú)線Web  7.4 多媒體    7.4.1 數(shù)字音頻介紹    7.4.2 音頻壓縮    7.4.3 流式音頻    7.4.4 Internet電臺(tái)    7.4.5 IP語(yǔ)音    7.4.6 視頻簡(jiǎn)介    7.4.7 視頻壓縮    7.4.8 視頻點(diǎn)播    7.4.9 Mbone-多播骨干網(wǎng)  7.5 本章小結(jié)  習(xí)題第8章 網(wǎng)絡(luò)安全  8.1 密碼學(xué)    8.1.1 密碼學(xué)簡(jiǎn)介    8.1.2 置換密碼    8.1.3 轉(zhuǎn)置密碼    8.1.4 一次一密    8.1.5 兩條基本的密碼學(xué)原則  8.2 對(duì)稱密鑰算法    8.2.1 DES-數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)    8.2.2 高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)AES    8.2.3 密碼算法的使用模式    8.2.4 其他密碼算法    8.2.5 密碼分析  8.3 公開密鑰算法    8.3.1 RSA    8.3.2 其他的公開密鑰算法  8.4 數(shù)字簽名    8.4.1 對(duì)稱密鑰簽名    8.4.2 公開密鑰數(shù)字簽名    8.4.3 消息摘要    8.4.4 生日攻擊  8.5 公鑰的管理    8.5.1 證書    8.5.2 X.509    8.5.3 公開密鑰基礎(chǔ)設(shè)施  8.6 通信安全    8.6.1 IPSec    8.6.2 防火墻    8.6.3 虛擬私有網(wǎng)絡(luò)    8.6.4 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全  8.7 認(rèn)證協(xié)議    8.7.1 基于共享秘密密鑰的認(rèn)證    8.7.2 建立一個(gè)共享密鑰：Diffie-Hellman密鑰交換協(xié)議    8.7.3 使用密鑰分發(fā)中心的認(rèn)證協(xié)議    8.7.4 使用Kerberos的認(rèn)證協(xié)議    8.7.5 使用公開密鑰密碼學(xué)的認(rèn)證協(xié)議  8.8 電子郵件安全    8.81 PGP-Pretty Good Privacy    8.8.2 PEM-Privacy Enhanced Mail    8.8.3 S/MIME  8.9 Web安全    8.9.1 威脅    8.9.2 安全的命名機(jī)制    8.9.3 安全套接字層SSL    8.9.4 移動(dòng)代碼的安全  8.10 社會(huì)問題    8.10.1 隱私    8.10.2 言論自由    8.10.3 版權(quán)  8.11 本章小結(jié)  習(xí)題第9章 閱讀書目和參考文獻(xiàn)  9.1 進(jìn)一步閱讀的建議    9.1.1 簡(jiǎn)介和綜合論著    9.1.2 物理層    9.1.3 數(shù)據(jù)鏈路層    9.1.4 介質(zhì)訪問控制子層    9.1.5 網(wǎng)絡(luò)層    9.1.6 傳輸層    9.1.7 應(yīng)用層    9.1.8 網(wǎng)絡(luò)安全  9.2 按字母順序的參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第1章 概述在過去的三個(gè)世紀(jì)中，每一個(gè)世紀(jì)都有一種占主導(dǎo)地位的技術(shù)。18世紀(jì)伴隨著工業(yè)革命到來的是大型機(jī)械系統(tǒng)的時(shí)代；19世紀(jì)是蒸汽機(jī)的時(shí)代；而在20世紀(jì)的發(fā)展歷程中，關(guān)鍵的技術(shù)是信息收集、處理和分發(fā)。在其他的發(fā)展方面，我們還可以看到：遍布全球的電話網(wǎng)絡(luò)建立起來了；無(wú)線電廣播和電視出現(xiàn)了；計(jì)算機(jī)工業(yè)誕生了，并且以超乎想象的速度在增長(zhǎng)；另外，通信衛(wèi)星也發(fā)射上天了。技術(shù)快速發(fā)展的一個(gè)直接結(jié)果是，這些領(lǐng)域正在快速地融合，信息收集、傳輸、存儲(chǔ)和處理之間的差別正在迅速地消失。對(duì)于具有數(shù)百個(gè)辦公室的大型組織來說，盡管這些辦公室分布在廣闊的地理區(qū)域中，但未來期望的情景是，工作人員只要單擊一下按鈕，就可以查看到最遠(yuǎn)處分部的狀態(tài)。隨著信息收集、處理和分發(fā)能力的不斷提高，我們對(duì)于更加復(fù)雜的信息處理技術(shù)的需求也增長(zhǎng)得更快。與其他的工業(yè)（比如汽車和航空運(yùn)輸業(yè)）相比，計(jì)算機(jī)工業(yè)還非常年輕，盡管如此，計(jì)算機(jī)技術(shù)卻在很短的時(shí)間內(nèi)有了驚人的進(jìn)展。在計(jì)算機(jī)誕生之初的20年間，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是高度集中化的，通常位于一個(gè)很大的房間中。該房間通常配有玻璃墻，參觀的人透過玻璃墻可以欣賞到里邊偉大的電子奇跡。中等規(guī)模的公司或者大學(xué)可能會(huì)有一臺(tái)或者兩臺(tái)計(jì)算機(jī)，而大型的研究機(jī)構(gòu)最多也就幾十臺(tái)計(jì)算機(jī)。要在20年內(nèi)生產(chǎn)出大量同樣功能但是體積比郵票還小的計(jì)算機(jī)，在當(dāng)時(shí)的人們看來純屬科學(xué)幻想。計(jì)算機(jī)和通信的結(jié)合對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組織方式產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。把一臺(tái)大型的計(jì)算機(jī)放在一個(gè)單獨(dú)的房間中，然后用戶帶著他們的處理任務(wù)去房間里上機(jī)，這種“計(jì)算機(jī)中心”的概念現(xiàn)在已經(jīng)完全過時(shí)了。由一臺(tái)計(jì)算機(jī)來處理整個(gè)組織中所有的計(jì)算需求，這種老式的模型已經(jīng)被新的模型所取代，在新的模型下，由大量獨(dú)立的、但相互連接起來的計(jì)算機(jī)來共同完成計(jì)算任務(wù)。這些系統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（computer networks）。如何設(shè)計(jì)這些網(wǎng)絡(luò)，并且將這些網(wǎng)絡(luò)組織起來，這是本書的主題。在本書中，我們將使用術(shù)語(yǔ)“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”來表示通過同一種技術(shù)相互連接起來的一組自主計(jì)算機(jī)的集合。如果兩臺(tái)計(jì)算機(jī)能夠交換信息，則稱這兩臺(tái)計(jì)算機(jī)是相互連接的（interconnected）。兩臺(tái)機(jī)器之間的連接不一定要通過銅線，光纖、微波、紅外線和通信衛(wèi)星也可以用來建立連接。以后我們將會(huì)看到，網(wǎng)絡(luò)可以有不同的大小、形狀和形式。Internet或者萬(wàn)維網(wǎng)（Wor1d Wide Web）都不是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，可能很多人對(duì)此會(huì)覺得很奇怪。到本書末尾的時(shí)候，你就會(huì)明白其中的原因?，F(xiàn)在給出一個(gè)簡(jiǎn)單的答案：Internet并不是一個(gè)單一的網(wǎng)絡(luò)，而是一個(gè)由許多個(gè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)；Web是一個(gè)分布式系統(tǒng)，它運(yùn)行在Internet之上。在一些文獻(xiàn)中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和分布式系統(tǒng)（distributed system）這兩個(gè)概念容易使人混淆。兩者的關(guān)鍵差別在于：在一個(gè)分布式系統(tǒng)中，一組獨(dú)立的計(jì)算機(jī)展現(xiàn)給用戶的是一個(gè)統(tǒng)一的整體，就好像是一個(gè)系統(tǒng)似的。通常，對(duì)用戶來說，分布式系統(tǒng)只有一個(gè)模型或-范型。在操作系統(tǒng)之上有一層軟件中間件（midd1eware）負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)這個(gè)模型。一個(gè)著名的分布式系統(tǒng)的例子是萬(wàn)維網(wǎng)（Wor1d Wide Web），在萬(wàn)維網(wǎng)中，所有的一切看起來就好像是一個(gè)文檔（Web頁(yè)面）一樣。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，這種統(tǒng)一性、模型以及其中的軟件都不存在。用戶看到的是實(shí)際的的。如果一個(gè)用戶希望在一臺(tái)遠(yuǎn)程機(jī)器上運(yùn)行一個(gè)程序，那么，他①必須登錄到遠(yuǎn)程機(jī)器上，然后在那臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行該程序。實(shí)際上，分布式系統(tǒng)是建立在網(wǎng)絡(luò)之上的軟件系統(tǒng)。正是因?yàn)檐浖奶匦?，所以分布式系統(tǒng)具有高度的內(nèi)聚性和透明性。因此，網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)之間的區(qū)別更多地在于軟件（特別是操作系統(tǒng)），而不是硬件。然而，這兩個(gè)主題之間也有許多重合的地方。例如，分布式系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都需要移動(dòng)文件。不同之處在于是誰(shuí)來發(fā)起移動(dòng)操作，是系統(tǒng)還是用戶?雖然本書的焦點(diǎn)主要在于網(wǎng)絡(luò)，但是討論到的許多話題在分布式系統(tǒng)中也是很重要的。有關(guān)于分布式系統(tǒng)的更多信息，請(qǐng)參考（Tanenbaum and Van Steen，2002）。1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用在開始討論技術(shù)細(xì)節(jié)之前，首先值得花一點(diǎn)時(shí)間來說明為什么人們對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)很感興趣，以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可用來做些什么事情。畢竟，如果沒有人對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)感興趣的話，那就不會(huì)建立這么多計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)了。我們首先討論針對(duì)公司和個(gè)人的傳統(tǒng)用法，然后再轉(zhuǎn)移到最新的一些發(fā)展動(dòng)向，包括針對(duì)移動(dòng)用戶和家庭網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用上來。1.1.1 商業(yè)應(yīng)用許多公司都具有相當(dāng)數(shù)量的計(jì)算機(jī)。例如，一家公司可能用一些單獨(dú)的計(jì)算機(jī)來監(jiān)視生產(chǎn)過程、記錄庫(kù)存，以及管理工資的發(fā)放工作。最初的時(shí)候，這些計(jì)算機(jī)都是獨(dú)立工作的，但是后來管理部門決定將這些計(jì)算機(jī)連接起來，以便將有關(guān)整個(gè)公司的信息關(guān)聯(lián)起來，并且可以隨時(shí)訪問這些信息。將這個(gè)公司的情形更加泛化一點(diǎn)，這里涉及到的問題是資源共享（resource sharing），其目標(biāo)是，讓每一個(gè)人都可以訪問所有的程序、設(shè)備和特殊的數(shù)據(jù)，并且做到跟這些資源和用戶的物理位置無(wú)關(guān)。一個(gè)既顯然又非常普遍的例子是，讓一個(gè)辦公室里的所有工作人員共用同一臺(tái)打印機(jī)。公司沒有必要為每一個(gè)工作人員都配備一臺(tái)個(gè)人打印機(jī)，而且，一臺(tái)高性能的網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)通常比一大批獨(dú)立的打印機(jī)更加便宜，打印速度更快，而且也更容易維護(hù)。然而，比共享物理資源（比如打印機(jī)、掃描儀和CD刻錄機(jī)）更重要的是共享信息。每一個(gè)大型的或中等規(guī)模的公司和許多小型的公司都越來越依賴于計(jì)算機(jī)化的信息。大多數(shù)公司都有顧客記錄、庫(kù)存信息、收到的賬單記錄、財(cái)務(wù)報(bào)告、繳稅信息以及其他更多的在線信息。如果一家銀行的所有計(jì)算機(jī)都不能工作了，那么這家銀行可能堅(jiān)持不了5分鐘。如果一個(gè)現(xiàn)代化的生產(chǎn)車間使用了計(jì)算機(jī)控制的裝配線，那么計(jì)算機(jī)崩潰后也不可能繼續(xù)工作?，F(xiàn)在，即使是很小規(guī)模的旅行社，甚至只有三個(gè)人規(guī)模的律師事務(wù)所也與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有著密切的聯(lián)系，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，雇員們可以即時(shí)地訪問有關(guān)的信息和文檔。對(duì)于小公司而言，可能所有的計(jì)算機(jī)都在一個(gè)辦公室里，或者位于同一個(gè)建筑物內(nèi)，但是對(duì)于大型的公司，計(jì)算機(jī)和雇員們可能分散在許多個(gè)辦公室中，甚至分散在不同國(guó)家的多個(gè)分支機(jī)構(gòu)中。然而，紐約的一個(gè)銷售員有時(shí)候需要訪問新加坡的產(chǎn)品庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù)。換句話說，一個(gè)用戶離他要訪問的數(shù)據(jù)相隔15 000公里，但是他仍然要訪問這些數(shù)據(jù)，就好像這些數(shù)據(jù)存放在本地一樣。簡(jiǎn)而言之，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的這個(gè)目標(biāo)可以定義為：企圖打破“地理位置的束縛（tyranny of geography）”。按照最簡(jiǎn)單的形式，你可以把一個(gè)公司的信息系統(tǒng)想象成：由一個(gè)或者多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，以及許多需要遠(yuǎn)程訪問這些數(shù)據(jù)庫(kù)的雇員們組成的。在這個(gè)模型中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在性能較強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)上，稱為服務(wù)器（server）。通常這些服務(wù)器集中在同一個(gè)場(chǎng)所，并且由系統(tǒng)管理員對(duì)它們進(jìn)行維護(hù)。相反，雇員們的桌子上有一些簡(jiǎn)單的機(jī)器，稱為客戶（c1ient），通過這些客戶，雇員可以訪問遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)，例如，他們可以訪問遠(yuǎn)程的電子表格。（有時(shí)候，我們也把客戶機(jī)器的使用者稱作“客戶”，但是根據(jù)上下文環(huán)境，你應(yīng)該可以判斷出到底是指機(jī)器，還是指機(jī)器的用戶。）客戶和服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)連接起來，如圖1.1所示。請(qǐng)注意，這里我們只是用一個(gè)簡(jiǎn)單的橢圓形來表示一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，而沒有表達(dá)其中的任何細(xì)節(jié)。當(dāng)我們從抽象意義上來表達(dá)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，就使用這種形式。當(dāng)有需要的時(shí)候，我們也會(huì)提供更多的細(xì)節(jié)。這整個(gè)結(jié)構(gòu)稱為“客戶-服務(wù)器模型（client—server model）”。這種模型有很廣泛的應(yīng)用，它也是許多網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的基礎(chǔ)。當(dāng)客戶和服務(wù)器位于同一個(gè)建筑物內(nèi)（比如，屬于同一個(gè)公司）的時(shí)候，這種模型是適用的；當(dāng)客戶和服務(wù)器相隔很遠(yuǎn)的時(shí)候，這種模型也是適用的。例如，當(dāng)一個(gè)人在家里訪問一個(gè)Web頁(yè)面的時(shí)候，就使用了這種模型；其中，遠(yuǎn)程的Web服務(wù)器就是模型中的服務(wù)器，用戶的個(gè)人計(jì)算機(jī)是模型中的客戶。在大多數(shù)情況下，一臺(tái)服務(wù)器可以處理許多客戶的請(qǐng)求。

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