前 言Computer Networking:A Top-Down Approach,Seventh Edition欢迎阅读《计算机网络:自顶向下方法》的第7版。自从本书第1版于16年前出版以来,这本书已经被数百所大学和学院采用,被译为14种语言,并被世界上几十万的学生和从业人员使用。我们倾听了许多读者的意见,赞扬之声不绝于耳。
第7版的新颖之处我们认为本书成功的一个重要原因是,持续地为计算机网络教学提供了一种新颖和与时俱进的方法。在第7版中,我们做了不少改变,但也保持了我们认为(并且得到了使用本书的教师和学生的认可)本书最为重要的方面:它的自顶向下方法,它关注因特网和计算机网络的现代处理方式,它的注重原理和实践,以及它易于理解的风格和学习计算机网络的方法。然而,第7版进行了相当多的修订和更新。
本书的长期读者将注意到,自该教科书出版以来,我们首次改变了各章的组织结构。以往包括在一章中的网络层,现在包括在第4章(该章关注网络层的所谓“数据平面”组件)和第5章(该章关注网络层的“控制平面”)中。网络层范围的扩展反映了软件定义网络(SDN)重要性的迅速提升,无可置疑地证明了十年来网络非常重要和令人兴奋的进展。尽管SDN是相对新近的创新,但它已经迅速在实践中得到应用,所以介绍现代计算机网络而不涉及SDN已经成为不可想象的事。先前包括在第9章中的网络管理主题,现在已经放入新的第5章中了。我们一如既往地更新了本书的许多其他章节,以反映自第6版以来网络领域的新变化。从教科书中撤除的材料一如既往地能够在本书的配套网站中找到。比较重要的一些更新如下:
为反映因特网不断增长的范围和应用,更新了第1章。
讨论应用层的第2章进行了重大更新。我们删除了FTP和分布式散列表的材料,增加了有关应用层视频流和内容分发网,以及Netflix和YouTube学习案例的新节。套接字编程已从Python 2更新为Python 3。
讨论运输层的第3章进行了适度更新。异步传递方式(ATM)网络的材料已被更流行的因特网显式拥塞通告(ECN)的材料所代替,用ECN教授相同的原理。
第4章讨论网络层的“数据平面”组件。数据平面是每台路由器的转发功能,它决定到达路由器的一条输入链路的分组是如何转发到该路由器的一条输出链路的。我们更新了在所有前面版本中都能找到的有关传统因特网转发的材料,并且增加了分组调度的材料。还增加了有关通用转发的新节,就像SDN中实践的那样。该章也有很多更新。有关多播和广播通信方面的材料已被删除。
第5章讨论网络层的控制平面功能。这种网络范围的逻辑控制着数据报如何沿着从源主机到目的主机的路由器的端到端路径选择路由。如同前面版本一样,我们包括路由选择算法以及在今天的因特网中所使用的路由选择协议(更新了对BGP的讨论)。增加了有关SDN控制平面的新节,讲述了如何在所谓的SDN控制器中实现路由选择和其他功能。
第7章讨论无线网络和移动网络,更新了有关802.11(所谓WiFi)网络和蜂窝网络(包括4G和LTE)的材料。
第8章讨论网络安全,这在第6版中已经全面更新过了,本版中该章仅进行了适度更新。
第9章较之第6版进行了适度调整,有关视频流和内容分发网的材料已经放到第2章了,有关分组调度的材料已经放进第4章了。
增加了与每章后面习题相关的重要新材料。与前面各版一样,对课后习题进行了修订、增加和删除。
在新版本的修订过程中,我们的目标一如既往,继续关注因特网和计算机网络的现代处理方式,注重原理和实践。
本书读者对象本书适用于计算机网络的第一门课程,既可用于计算机科学系的学生,也可用于电气工程系的学生。就编程语言而言,本书仅假定学生具有C、C++、Java或Python的编程经验(也只是在几个地方用到)。与许多入门性的其他计算机网络教科书相比,尽管本书表述更为精确,分析更为细致,然而书中很少用到高中阶段没有教过的数学概念。我们有意避免使用任何高等微积分、概率论或随机过程的概念(尽管我们为具有这种高级背景的学生准备了某些课后习题)。因此,本书适用于本科生课程和一年级研究生课程。它对于电信业的从业人员也应当有用。
本书的独特之处计算机网络这门课程极为复杂,涉及许多以错综复杂的方式彼此交织的概念、协议和技术。为了处理这种大跨度和高复杂性,许多计算机网络教科书都围绕计算机网络体系结构的“层次”来组织内容。借助于这种分层的组织结构,学生能够透过计算机网络的复杂性看到其内部,他们在学习整个体系结构的某个部分中的独特概念和协议的同时,也能看清所有这些部分如何整合在一起的全貌。从教学法的角度来看,我们的个人体验是这种分层的教学方法的确是卓有成效的。尽管如此,我们发现那种自底向上的传统教学方法,即从物理层到应用层逐层进行讲解的方法,对于现代计算机网络课程并非是最佳的方法。
自顶向下方法本书于16年前首次以自顶向下的方式来对待网络,这就是说从应用层开始向下一直讲到物理层。我们从教师以及学生那里得到的反馈证实了这种自顶向下方法有许多好处,并且从教学法来讲的确很好实施。第一