圖解計算機網絡：Internet、移動通信與雲計算

宋波，教授，沈陽師範大學軟件學院，教師。1999年3月畢業於日本國立福岡教育大學研究生院教育技術專業，研究方向：軟件工程、Java技術、人工智能、教育信息智能化，碩士生導師。主要教材著作如下：

目 錄

 

CONTENTS 

 

第1 章網絡的基本概念 001

 

 

1.1 “網絡”一詞的含義——何為網絡 002

1.2 網絡的連接方法——網絡連接形式及其類型 004

1.3 連接網絡所需的條件——網絡構成要素 .006

1.4 通過網絡發送數據的方法——數據傳輸的原理 .008

專欄1 數字鍵盤和電話數字的配置差異 .010

第2 章數據交換的原理 012

 

 

2.1 通信所需的通信條款——協議 013

2.2 高效通信的分層結構——網絡層次結構（層） 015

2.3 各設備進行通信的階層模型——網絡模型 017

2.4 互聯網通信協議——TCP/IP 019

2.5 識別源網絡或目的地網絡的標識符——IP 地址.021

2.6 不同長度的兩個IP 地址——IPv4 和IPv6 .023

2.7 設備或終端固有標識符——MAC 地址025

2.8 通信時檢查MAC 地址的協議——ARP 027

2.9 識別應用程序或客戶端類型的標識符——端口號 030

2.10 固定電話中的一對一連接通信方式——線路交換方式 032 

2.11 數據分開傳輸的通信方式——數據包交換方式 034

2.12 

連接局域網和處理數據包的設備——路由器 036

2.13 

無線局域網信號匯集設備——接入點 038

2.14 

多條線路集成裝置——集線器（線路集中器） .040

2.15 

集中線路切換連接目的地的裝置

——交換機（交換集線器） 042 

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2.16 傳輸數據的線路——電纜 044

2.17 連接電纜的接口部——連接器 046

2.18 IP 地址自動分配協議——DHCP 048

2.19 轉換IP 地址的原理——NAT/NAPT 051

2.20 

控制通信路徑的功能——路由 053

2.21 

路由器無法確定的未知分組目的地——默認網關 .055

2.22 網絡劃分網段的原理——子網 057

專欄2 轉移到IPv6 的必要性060

第3 章網絡的種類和構成 061

 

 

3.1 

設備連接的方式不同——客戶端服務器類型和

點對點類型 .062 

3.2 

有限網絡的範圍——LAN .064

3.3 

連接辦公室內的網絡——以太網 .066

3.4 

無線電波連接的設備網絡——無線局域網 069

3.5 

局域網管理標準——IEEE 802.x 標準 071

3.6 

連接更大範圍的網絡——WAN.073

3.7 

分割和合並段的原理——VLAN076

3.8 

集中網絡管理功能的構造——SDN 078

3.9 

企業局域網——局域網間相互連接的網絡 080

3.10 

通過路由器中繼互聯網的網絡——與互聯網

連接的網絡 082 

3.11 

由移動設備連接到互聯網的網絡——利用移動網絡

的網絡 .084

專欄3 互聯網的源點：Web 3.0086

 

 

第4 章　互聯網的構造 088

 

 

4.1 連接網絡之間的廣泛網絡——互聯網的構造 089

4.2 互聯網實現各種功能的條款——互聯網協議 091

4.3 使用SMTP 或POP 收發郵件——收發郵件的構造 .093

4.4 網絡服務器和網絡客戶端的通信——瀏覽網頁的構造 .095

IV 

 

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4.5 識別互聯網位置的標識符——URL/URI 097

 

 

4.6 網絡交互協議——HTTP/HTTPS .100

 

 

4.7 管理域名和IP 地址的構造——DNS102

 

 

4.8 檢查通信狀態的協議——ICMP 104

 

 

4.9 遠程登錄服務器的協議——TELNET107

 

 

4.10 加密遠程連接協議——SSH 109

 

 

4.11 收發文件的協議——FTP 111

 

 

4.12 網絡時間協議——NTP .113

 

 

4.13 其他網絡技術和協議——Ajax/REST API 116

專欄4 時常聽到的安全對策 118

 

 

第5 章雲的構造原理 120

 

 

5.1 雲的構成要素——雲的構造 121

 

 

5.2 邏輯配置服務器的技術——服務器虛擬化 123

 

 

5.3 節點自主通信技術——分布式技術 125

 

 

5.4 雲服務的使用模式——IaaS/PaaS/SaaS/DaaS 127

 

 

5.5 使用互聯網資源的構造——雲計算/ 內部部署 129

 

 

5.6 靠近終端的位置分散配置服務器的構造——邊緣計算 .131

 

 

5.7 虛擬構建應用程序運行環境的技術——容器 134

 

 

5.8 組合功能實現應用程序的技術——微服務 136

 

 

5.9 亞馬遜運營的雲平臺——AWS138

 

 

5.10 微軟運營的雲平臺——Microsoft Azure .140

 

 

5.11 谷歌運營的雲平臺——Google Cloud 142

 

 

5.12 雲服務的使用形式——私有雲和公共雲 144

 

 

5.13 數據管理平臺——CDP / DDP 146

專欄5 雲時代的網絡 148

 

 

第6 章移動設備與無線通信的構造 150

 

 

6.1 連接移動終端、基站和交換站的網絡——移動網絡 151

 

 

6.2 移動網絡通信標準——4G/5G 153

 

 

6.3 特定區域建設的5G 網絡——本地5G .155

 

 

V 

 

 

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6.4 

使用移動終端的通信服務——移動設備通信 158

 

 

6.5 

IEEE 802.11 系列無線連接技術——Wi-Fi .160

 

 

6.6 

公共設施和商店提供無線局域網——公共無線局域網 .162

 

 

6.7 

低功耗和長距離通信技術——LPWA 164

 

 

6.8 

與外部設備和IC 卡進行短距離通信的技術

——Bluetooth / NFC 166 

 

6.9 連接多個傳感器的網絡——傳感器網絡 .168

專欄6 無線通信和海底電纜 171

 

 

第7 章　安全 172

 

 

7.1 

保護資產所需——安全基礎和概念 173

 

 

7.2 

惡意軟件或程序——惡意軟件/ 計算機病毒 175

 

 

7.3 

無法識別狀態下的通信技術——加密技術 177

 

 

7.4 

基於密鑰的加密和解密技術——公用密鑰加密方式/ 

公開密鑰加密方式 .179 

 

7.5 

證明連接點合法性的原理——服務器證書/ 

證書頒發機構 181 

 

7.6 

加密通信協議——SSL/TLS 183

 

 

7.7 

管控外部攻擊的工作原理——防火墻 185

 

 

7.8 

與內部網絡隔離的網段——DMZ 187

 

 

7.9 

檢測內部網絡入侵的構造——IDS/IPS 190

 

 

7.10 建立網絡內虛擬專用線路的技術——VPN/ 隧道192

 

 

7.11 檢測網絡異常的方法——流量監視/ 日誌監視 194