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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115441249

商品编码：20332961719

包装：平装

出版时间：2017-01-01

书名：网络是怎样连接的

图书定价：49元

图书作者：［ 日］ 户根勤

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2017/1/1 0:00:00

ISBN号：9787115441249

开本：16开

页数：360

版次：1-1

日文版重印32次！ 
“计算机网络概论”图解趣味版 
蹲马桶就能看懂的网络基础知识 
《Wireshark网络分析就这么简单》作者林沛满 作序推荐！ 

本书适合 
1. 菜鸟程序员入门进阶 
2. 中级程序员查漏补缺 
3. 高手程序员向家人（女友、老妈等）普及计算机知识 

a.如果你好奇从在浏览器中输入网址到显示出网页内容网络中到底发生了什么 
b.如果你想知道网络设备和软件在网络内部是如何工作的 
c.如果你已经掌握了一些零散的网络知识但是想要形成完整的知识脉络 
d.如果你想在工作和生活中更好地应用网络 

那么就该读一读这本书，全面系统地掌握网络基础知识！ 

以图配文，深入讲解网络基础知识 
语言通俗，即使是文科生也能看得懂 
特设“网络术语其实很简单”专栏，生动有趣

第1章 浏览器生成消息 1 
——探索浏览器内部 
1．1 生成HTTP请求消息 5 
1．1．1 探索之旅从输入网址开始 5 
1．1．2 浏览器先要解析URL 7 
1．1．3 省略文件名的情况 9 
1．1．4 HTTP的基本思路 10 
1．1．5 生成HTTP请求消息 14 
1．1．6 发送请求后会收到响应 20 
1．2 向DNS服务器查询Web服务器的IP地址 24 
1．2．1 IP地址的基本知识 24 
1．2．2 域名和IP地址并用的理由 28 
1．2．3 Socket库提供查询IP地址的功能 30 
1．2．4 通过解析器向DNS服务器发出查询 31 
1．2．5 解析器的内部原理 32 
1．3 全世界DNS服务器的大接力 35 
1．3．1 DNS服务器的基本工作 35 
1．3．2 域名的层次结构 38 
1．3．3 寻找相应的DNS服务器并获取IP地址 40 
1．3．4 通过缓存加快DNS服务器的响应 44 
1．4 委托协议栈发送消息 45 
1．4．1 数据收发操作概览 45 
1．4．2 创建套接字阶段 48 
1．4．3 连接阶段：把管道接上去 50 
1．4．4 通信阶段：传递消息 52 
1．4．5 断开阶段：收发数据结束 53 

怪杰Resolver 55 

第2章 用电信号传输TCP/IP数据 57 
——探索协议栈和网卡 
2．1 创建套接字 61 
2．1．1 协议栈的内部结构 61 
2．1．2 套接字的实体就是通信控制信息 63 
2．1．3 调用socket时的操作 66 
2．2 连接服务器 68 
2．2．1 连接是什么意思 68 
2．2．2 负责保存控制信息的头部 70 
2．2．3 连接操作的实际过程 73 
2．3 收发数据 75 
2．3．1 将HTTP请求消息交给协议栈 75 
2．3．2 对较大的数据进行拆分 78 
2．3．3 使用ACK号确认网络包已收到 79 
2．3．4 根据网络包平均往返时间调整ACK号等待时间 83 
2．3．5 使用窗口有效管理ACK号 84 
2．3．6 ACK与窗口的合并 87 
2．3．7 接收HTTP响应消息 89 
2．4 从服务器断开并删除套接字 90 
2．4．1 数据发送完毕后断开连接 90 
2．4．2 删除套接字 92 
2．4．3 数据收发操作小结 93 
2．5 IP与以太网的包收发操作 95 
2．5．1 包的基本知识 95 
2．5．2 包收发操作概览 99 
2．5．3 生成包含接收方IP地址的IP头部 102 
2．5．4 生成以太网用的MAC头部 106 
2．5．5 通过ARP查询目标路由器的MAC地址 108 
2．5．6 以太网的基本知识 111 
2．5．7 将IP包转换成电或光信号发送出去 114 
2．5．8 给网络包再加3个控制数据 116 
2．5．9 向集线器发送网络包 120 
2．5．10 接收返回包 123 
2．5．11 将服务器的响应包从IP传递给TCP 125 
2．6 UDP协议的收发操作 128 
2．6．1 不需要重发的数据用UDP发送更高效 128 
2．6．2 控制用的短数据 129 
2．6．3 音频和视频数据 130 

插进Socket里的是灯泡还是程序 132 

第3章 从网线到网络设备 135 
——探索集线器、交换机和路由器 
3．1 信号在网线和集线器中传输 139 
3．1．1 每个包都是独立传输的 139 
3．1．2 防止网线中的信号衰减很重要 140 
3．1．3 “双绞”是为了抑制噪声 141 
3．1．4 集线器将信号发往所有线路 146 
3．2 交换机的包转发操作 149 
3．2．1 交换机根据地址表进行转发 149 
3．2．2 MAC地址表的维护 153 
3．2．3 特殊操作 154 
3．2．4 全双工模式可以同时进行发送和接收 155 
3．2．5 自动协商：确定最优的传输速率 156 
3．2．6 交换机可同时执行多个转发操作 159 
3．3 路由器的包转发操作 159 
3．3．1 路由器的基本知识 159 
3．3．2 路由表中的信息 162 
3．3．3 路由器的包接收操作 166 
3．3．4 查询路由表确定输出端口 166 
3．3．5 找不到匹配路由时选择默认路由 168 
3．3．6 包的有效期 169 
3．3．7 通过分片功能拆分大网络包 170 
3．3．8 路由器的发送操作和计算机相同 172 
3．3．9 路由器与交换机的关系 173 
3．4 路由器的附加功能 176 
3．4．1 通过地址转换有效利用IP地址 176 
3．4．2 地址转换的基本原理 178 
3．4．3 改写端口号的原因 180 
3．4．4 从互联网访问公司内网 181 
3．4．5 路由器的包过滤功能 182 

集线器和路由器，换个名字身价翻倍？ 184 

第4章 通过接入网进入互联网内部 187 
——探索接入网和网络运营商 
4．1 ADSL接入网的结构和工作方式 191 
4．1．1 互联网的基本结构和家庭、公司网络是相同的 191 
4．1．2 连接用户与互联网的接入网 192 
4．1．3 ADSL Modem将包拆分成信元 193 
4．1．4 ADSL将信元“调制”成信号 197 
4．1．5 ADSL通过使用多个波来提高速率 200 
4．1．6 分离器的作用 201 
4．1．7 从用户到电话局 203 
4．1．8 噪声的干扰 204 
4．1．9 通过DSLAM到达BAS 205 
4．2 光纤接入网（FTTH） 206 
4．2．1 光纤的基本知识 206 
4．2．2 单模与多模 208 
4．2．3 通过光纤分路来降低成本 213 
4．3 接入网中使用的PPP和隧道 217 
4．3．1 用户认证和配置下发 217 
4．3．2 在以太网上传输PPP消息 219 
4．3．3 通过隧道将网络包发送给运营商 223 
4．3．4 接入网的整体工作过程 225 
4．3．5 不分配IP地址的无编号端口 228 
4．3．6 互联网接入路由器将私有地址转换成公有地址 228 
4．3．7 除PPPoE之外的其他方式 230 
4．4 网络运营商的内部 233 
4．4．1 POP和NOC 233 
4．4．2 室外通信线路的连接 236 
4．5 跨越运营商的网络包 238 
4．5．1 运营商之间的连接 238 
4．5．2 运营商之间的路由信息交换 239 
4．5．3 与公司网络中自动更新路由表机制的区别 241 
4．5．4 IX的必要性 242 
4．5．5 运营商如何通过IX互相连接 243 

名字叫服务器，其实是路由器 246 

第5章 服务器端的局域网中有什么玄机 249 
5．1 Web服务器的部署地点 253 
5．1．1 在公司里部署Web服务器 253 
5．1．2 将Web服务器部署在数据中心 255 
5．2 防火墙的结构和原理 256 
5．2．1 主流的包过滤方式 256 
5．2．2 如何设置包过滤的规则 256 
5．2．3 通过端口号限定应用程序 260 
5．2．4 通过控制位判断连接方向 260 
5．2．5 从公司内网访问公开区域的规则 262 
5．2．6 从外部无法访问公司内网 262 
5．2．7 通过防火墙 263 
5．2．8 防火墙无法抵御的攻击 264 
5．3 通过将请求平均分配给多台服务器来平衡负载 265 
5．3．1 性能不足时需要负载均衡 265 
5．3．2 使用负载均衡器分配访问 266 
5．4 使用缓存服务器分担负载 270 
5．4．1 如何使用缓存服务器 270 
5．4．2 缓存服务器通过更新时间管理内容 271 
5．4．3 最原始的代理——正向代理 276 
5．4．4 正向代理的改良版——反向代理 278 
5．4．5 透明代理 279 
5．5 内容分发服务 280 
5．5．1 利用内容分发服务分担负载 280 
5．5．2 如何找到最近的缓存服务器 282 
5．5．3 通过重定向服务器分配访问目标 285 
5．5．4 缓存的更新方法会影响性能 287 

当通信线路变成局域网 291 
第6章 请求到达Web服务器，响应返回浏览器 293 
——短短几秒的“漫长旅程”迎来终点 
6．1 服务器概览 297 
6．1．1 客户端与服务器的区别 297 
6．1．2 服务器程序的结构 297 
6．1．3 服务器端的套接字和端口号 299 
6．2 服务器的接收操作 305 
6．2．1 网卡将接收到的信号转换成数字信息 305 
6．2．2 IP模块的接收操作 308 
6．2．3 TCP模块如何处理连接包 309 
6．2．4 TCP模块如何处理数据包 311 
6．2．5 TCP模块的断开操作 312 
6．3 Web服务器程序解释请求消息并作出响应 313 
6．3．1 将请求的URI转换为实际的文件名 313 
6．3．2 运行CGI程序 316 
6．3．3 Web服务器的访问控制 319 
6．3．4 返回响应消息 323 
6．4 浏览器接收响应消息并显示内容 323 
6．4．1 通过响应的数据类型判断其中的内容 323 
6．4．2 浏览器显示网页内容！访问完成！ 326 

Gateway是通往异世界的入口 328 
附录 330 
后记 334 
致谢 334 
作者简介 335

《网络是怎样连接的》以探索之旅的形式，从在浏览器中输入网址开始，一路追踪了到显示出网页的内容为止的整个过程，以图配文，讲解了网络的全貌，并重点介绍了实际的网络设备和软件是如何工作的。目的是帮助读者理解网络的本质意义，理解实际的设备和软件，进而熟练运用网络技术。同时，专设了“网络术语其实很简单”专栏，以对话的形式介绍了一些网络术语的词源，颇为生动有趣。

户根勤（作者）
早先从事软件开发，后进入网络行业。曾供职于日本网络设备厂商（外资企业）和国内网络集成商，从事产品开发和技术咨询等工作。在工作之余还进行演讲、写作等活动。1998年离开公司，开始以演讲、写作以及运营论坛为主业。
周自恒（译者）
知名技术图书译者、全栈程序员、自然科学爱好者。初中时曾获得信息学奥赛天津赛区一等奖，曾任某管理咨询公司战略技术总监。
译有《图解CIO工作指南（第4版）》《大数据的冲击》《代码的未来》《30天自制操作系统》《图解密码技术》《家用游戏机简史》《有趣的二进制》等。

《穿梭在比特的海洋：互联网的幕后故事》 这是一个信息爆炸的时代，我们早已习惯了指尖轻点即可连接世界。从清晨的第一封邮件，到深夜的视频通话，网络已经渗透到我们生活的每一个角落。然而，在这看似触手可及的便捷背后，隐藏着一个庞大而复杂的系统，一个由无数电缆、服务器、路由器以及无数人的智慧共同构建的奇妙世界。 《穿梭在比特的海洋：互联网的幕后故事》并非一本教你如何“连接网络”的说明书，也非市面上那些泛泛而谈的普及读物。它是一次深入的探索，一次对互联网之所以能够存在的“根本性”问题的追溯。我们将抛开那些技术术语的堆砌，用清晰的叙事，为你揭示那些隐藏在日常使用之下的，连接全球的每一个“瞬间”是如何发生的。 第一章：信号的起源——从电报到全球网络的曙光 在探讨现代互联网之前，我们必须回到它的“祖先”。你会惊奇地发现，那些看似古老的技术，如电报和电话，已经孕育了连接世界的最初的基因。我们将追溯电报如何通过编码和解码，实现了远距离的信息传递，以及电话系统如何开启了点对点的实时语音通信。这些基础性的技术，为后来的数据网络奠定了物理和概念上的基石。 我们将深入了解早期的通信线路，例如海底电缆的铺设，一项充满艰辛和智慧的工程，它如何跨越海洋，将大陆连接起来。你将了解到，早在计算机诞生之前，人类就已经在不懈地追求“远方”与“此地”的沟通。这不仅是技术的进步，更是人类文明迈向更紧密连接的必然。 第二章：战争的催化剂——冷战下的军事需求与ARPANET的诞生 信息时代的曙光并非一蹴而就，它在特殊历史背景下找到了加速发展的契机。第二次世界大战后，冷战的阴影笼罩着世界，军事通信的安全性和可靠性成为各国关注的焦点。我们将剖析美苏两国在核威慑背景下，对通信技术提出的严峻挑战。 在这股需求浪潮中，美国国防部高级研究计划局（ARPA）应运而生，并启动了一个极具前瞻性的项目——ARPANET。本书将详细解读ARPANET的设计初衷，它如何试图构建一个去中心化的、能够抵抗局部损坏的网络，以确保关键信息在极端情况下的传递。你将了解到，那些最初连接大学和研究机构的几个节点，是如何孕育出日后席卷全球的互联网雏形。 我们将深入探讨分组交换（Packet Switching）这一革命性的技术理念。它如何将庞大的数据分割成小的数据包，并允许这些数据包独立寻址、传输，最后在目的地重新组装。这与传统的电路交换有着本质的区别，也是实现网络高效、灵活连接的关键。 第三章：协议的语言——TCP/IP与互联网的统一 一个成功的网络，离不开统一的“语言”。在ARPANET发展的过程中，不同的计算机系统之间存在着巨大的通信鸿沟。如何让这些“说着不同方言”的机器互相理解，成为了亟待解决的难题。 本章将聚焦于TCP/IP协议族的诞生和演进。你将了解到，Vint Cerf和Bob Kahn等先驱者是如何设计出这套被誉为“互联网基石”的协议。我们将详细解释TCP（传输控制协议）和IP（网际协议）各自承担的角色：IP负责为数据包寻址和路由，确保它们能够跨越不同的网络到达目的地；而TCP则负责确保数据包的可靠传输，处理丢包、乱序等问题，确保信息的完整性。 TCP/IP协议的开放性和通用性，使得它能够被各种不同硬件和操作系统所支持，从而打破了信息孤岛，实现了真正意义上的“网络互联”。我们将看到，这套看似简单的协议，是如何为互联网的爆炸式增长铺平道路，让来自世界各地的计算机能够组成一个统一的、庞大的信息网络。 第四章：从学术到大众——万维网的出现与信息的可及性 即便有了TCP/IP，互联网的早期应用仍然局限于学术界和军事领域，普通大众很难接触和理解。直到万维网（World Wide Web）的出现，互联网才真正向世界敞开了大门。 我们将回顾Tim Berners-Lee在欧洲核子研究中心（CERN）的创新历程，以及他如何发明了HTML（超文本标记语言）、URL（统一资源定位符）和HTTP（超文本传输协议）。你将了解到，HTML是如何实现文本、图片、链接等多种信息的有机整合，URL如何为每一个网络资源提供了唯一的地址，而HTTP则规范了浏览器和服务器之间的通信方式。 本章还将探讨第一个图形化浏览器Mosaic的出现，它极大地降低了用户使用互联网的门槛，让信息变得更加直观和易于获取。从那时起，互联网不再是少数技术精英的专属领域，它开始真正地走向大众，改变着人们获取信息、交流互动的方式。 第五章：看不见的基建——光纤、路由器与数据传输的物理奥秘 我们每天发送和接收的数据，是如何跨越千山万水，瞬间到达目的地的？这背后离不开庞大而精密的物理基础设施。 我们将揭示光纤通信的革命性意义。你将了解到，光纤如何利用光信号来传输数据，其传输速度和容量远远超过传统的铜线。我们将探索引入我们日常生活中的“数据管道”——海底光缆，这些横跨大洋的光缆，是连接全球通信的生命线。 同时，我们也将深入理解路由器（Router）在网络中的关键作用。它并非简单的“连接器”，而是负责在错综复杂的网络路径中，为数据包选择最优的传输路径，转发数据，确保信息能够高效、准确地送达。你将了解到，路由器是如何通过复杂的算法和路由表，在海量数据流中做出“决策”的。 第六章：守护的盾牌——网络安全与隐私的挑战 随着互联网的普及，其带来的便利也伴随着新的挑战，其中最显著的便是网络安全和隐私问题。 本章将探讨网络攻击的各种形式，从简单的恶意软件到复杂的黑客攻击，以及它们对个人、企业乃至国家安全构成的威胁。我们将解释加密技术（如SSL/TLS）是如何在数据传输过程中保护信息的机密性和完整性的。 同时，我们也将关注数据隐私的伦理困境。在信息被大量收集和分析的时代，个人隐私如何得到保障？我们将探讨各种隐私保护技术和法律法规，以及它们在平衡信息流动与个人权利之间所扮演的角色。 第七章：无处不在的连接——从固定到移动，从PC到万物 互联网的发展从未停止，它不断地突破着连接的边界。 我们将回顾无线通信技术的发展，从早期的Wi-Fi到如今的4G、5G，以及未来的6G，它们如何让我们摆脱线缆的束缚，实现随时随地的连接。 更重要的是，我们将展望物联网（IoT）的未来。当家中的电器、汽车、甚至是穿戴设备都能够连接到互联网时，一个全新的智能世界将展现在我们面前。我们将探讨物联网带来的机遇与挑战，以及它将如何进一步改变我们的生活方式。 结语：连接的未来，我们如何继续书写？ 《穿梭在比特的海洋：互联网的幕后故事》带你穿越了互联网从无到有，从简陋到精密的演进历程。它不是一个终点，而是一个起点。我们所处的时代，正经历着前所未有的技术变革，而互联网，作为这场变革的核心驱动力，将继续以我们难以想象的速度向前发展。 这本书旨在让你对这个我们习以为常却又至关重要的科技奇迹，有一个更深刻、更全面的认识。它让你看到，每一个数据的背后，都凝聚着无数人的智慧与汗水，每一次的连接，都承载着跨越时空的梦想。理解了它的运作机制，我们才能更好地利用它，应对它带来的挑战，并共同书写连接的更美好的未来。

评分☆☆☆☆☆

说实话，在读这本书之前，我对“网络连接”的理解仅限于“能上网”这个层面。我从未想过，在这个过程中，到底发生了什么。这本书就像一个循循善诱的老师，一步一步地引导我，从最基础的信号传输，到更高级的协议通信，让我逐渐建立起一个关于网络连接的完整认知体系。书中对不同网络设备的职能划分，例如路由器是如何决定数据包的路径，交换机是如何在局域网内高效地转发数据的，都讲解得非常到位。我印象深刻的是关于网络安全的一些基本概念，比如防火墙的作用，虽然书中没有深入探讨复杂的安全技术，但它让我意识到了信息传输过程中潜在的风险，以及必要的防护措施。这本书的优点在于，它既有理论深度，又不失实践指导意义，很多地方都让我联想到自己日常使用网络的场景，豁然开朗。读完这本书，我对互联网的信任度大大提高，因为我看到了其背后严谨的设计和精密的运作。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我大开眼界！我一直以为网络连接就是插上网线，或者打开Wi-Fi信号，然后就能上网了，但这本书彻底颠覆了我的认知。它用一种非常生动有趣的方式，剥开了网络连接的层层迷雾，让我看到了背后那些复杂却又精妙的运作机制。从最基础的物理线路，比如那些埋在地下的光缆，到空中传播的无线电波，它都进行了详细的介绍。我没想到，每一次点击网页，每一次发送消息，背后都牵扯着如此多的环节和技术。书中对数据包的传输过程讲解得尤为细致，它比喻成信件的邮递过程，但又比那复杂得多，需要经过路由器、交换机等一系列设备的层层转发，而且还要解决丢包、延迟等问题。这本书没有枯燥的技术术语堆砌，而是用通俗易懂的语言，结合大量的图示和类比，让非专业人士也能轻松理解。我尤其喜欢它关于TCP/IP协议的讲解，让我明白了为什么我们在上网时能够如此顺畅地获取信息。总而言之，这本书让我对网络世界有了全新的认识，不再仅仅是一个“黑盒子”，而是由无数个精密部件协同工作的巨大系统。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像一本引人入胜的科普读物，将原本可能枯燥的技术知识，用一种非常引人入胜的方式呈现出来。我特别喜欢它在讲解过程中穿插的各种实际案例和历史背景。它会告诉你，为什么互联网会发展成今天这个样子，以及那些奠定基础的协议是如何被设计出来的。书中对各种网络拓扑结构的讲解，以及不同网络类型（如局域网、广域网）的特点，都让我对网络的物理结构有了更直观的认识。我从未想过，那些分布在全球各地的数据中心，是如何通过海量的网络线路连接在一起，形成这样一个巨大的信息网络。这本书还简要提及了无线网络的发展，以及Wi-Fi等技术是如何改变我们的连接方式。它不仅仅是在解释“如何连接”，更是在讲述一个关于人类协作、信息共享的宏大叙事。对于那些想了解互联网底层原理，却又担心技术过于艰深的朋友来说，这本书绝对是一个绝佳的选择。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对科技充满好奇心的人，我总是想深入了解那些我们日常生活中不可或缺的技术。这本书恰好满足了我这个愿望，它以一种非常系统和深入的方式，讲解了网络连接的方方面面。一开始，我以为它会充斥着晦涩难懂的专业术语，但读下来发现，作者非常有技巧地将复杂的概念拆解开来，并且逻辑清晰地展开。从物理层的连接介质，到数据链路层的MAC地址，再到网络层的IP地址和路由选择，最后到传输层的TCP/UDP，以及应用层的HTTP等等，这本书几乎涵盖了网络通信的每一个关键层次。它让我明白了，我们看到的网页，发送的邮件，进行的视频通话，实际上都是经过一系列协议和算法处理后的结果。书中关于IP地址分配和域名解析（DNS）的讲解，让我惊叹于这个庞大而有序的网络是如何形成的。它不仅仅是技术的罗列，更像是在讲述一个关于信息如何跨越千山万水，最终抵达目的地的奇妙旅程。这本书的价值在于，它提供了一个全面的视角，让我能够站在更高处，理解整个网络世界的运行逻辑。

评分☆☆☆☆☆

这本书带来的不仅仅是知识的增长，更是一种思维方式的转变。在阅读过程中，我开始更加关注那些我们习以为常的“魔法”，比如打开浏览器就能看到信息，发送消息对方立刻收到。这本书让我明白了，这些“魔法”的背后，是无数科学家和工程师智慧的结晶，是无数次实验和优化的结果。它将网络连接的复杂性，转化为了一个个清晰的逻辑步骤，让我能够理解数据是如何从一个设备出发，经过层层关卡，最终到达另一个设备的。书中对网络拥堵、丢包等问题的解决方案的介绍，让我看到了工程师们是如何在现实世界中处理各种技术难题的。总而言之，这本书让我对网络世界有了更深刻的敬畏之心，同时也激发了我进一步探索相关领域的热情。它是一本值得反复阅读，并从中汲取智慧的优秀读物。

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