TCP/IP网络编程之四书五经

[本文发表于《程序员》杂志2003年第12期，作者孟岩]

        TCP/IP协议是当前广域网和局域网通用的网络协议，因此，基于TCP/IP的编程就格外重要。从应用上来说，现在直接利用C层次Socket API进行TCP/IP编程的人确实越来越少了，各种现成的框架（如ACE、Java、.NET FCL）和控件（如IP*Works）大大简化了TCP/IP编程的难度。但是，如果想要在这个领域达到融会贯通的地步，不打下坚实的基础是不可想象的。正如Richard Stevens在TCP/IP Illustrated中所说，在网络编程领域，开发者所遇到的实际问题中，大约有90%都与开发者对于TCP/IP的理解相关。高层的框架和控件总结了TCP/IP的主要使用模式，并且进行了抽象和封装，这固然非常好，但是想要真正掌握TCP/IP网络编程的真谛，恐怕需要认真学习下面几本著作。

 

1.Richard Stevens，TCP/IP Illustrated, Vol.1 / Vol.2 / Vol.3
《 TCP/IP详解(第一卷)协议 》《 TCP/IP详解 卷2：实现 》《 TCP/IP详解卷3：TCP事务协议、HTTP、NNTP和UNIX域协议 》
《 TCP/IP详解卷1:协议（英文版） 》《 TCP/IP详解卷2：实现（英文版）》《 TCP/IP详解卷3：TCP事务协议、HTTP、NNTP和UNIX域协议（英文版）》
这是一本众望所归的书。自从1994年出版以来，TCP/IP Illustrated就一直是TCP/IP领域具有传奇色彩的圣经级著作。这一套著作共分为三卷，第一卷通过实际动手实验的方式深入探讨TCP/IP协议，第二卷逐行解释了4.4BSD系统TCP/IP协议栈的15,000行实现代码，第三卷探讨了T/TCP和HTTP等高级协议。整套书最大的特点就是贴近实战，完全符合程序员的胃口，不空谈，不说教，用实验和代码来说明问题。写作这样的书，对于作者要求非常之高，即使在今天看来，敢于这么写作的作者也是凤毛麟角。Richard Stevens以他的写作风格和作品，在TCP/IP编程领域竖立起一座丰碑，令其他作者高山仰止，心向往之。在下文将要提到的Effective TCP/IP Programming一书中，甚至把“读Stevens的书”专门列为一个条款。这套著作的地位，可见一斑。

学习这套书，与其说需要读，不如说需要做。Stevens最强调程序员的两项能力，一是读代码，二是动手实验。他在自己所有的书里都敦促读者将范例输入电脑，亲自编译、运行和调试。这当然需要花费大量的时间和精力，但是如果有读者能够扎扎实实地这么做，那么他所付出的每一分钟都将会有双倍的回报。

 

2.Richard Stevens, UNIX Network Programming, 2/e, Vol.1 / Vol.2
《 UNIX网络编程卷2:进程间通信（影印版·第2版） 》《 UNIX网络编程（第2版）第1卷：套接口API和X/Open传输接口API 》
又是Richard Stevens，又是经典名著。这本书的第一版问世于1990年，是Stevens的开山之作，一举奠定了Stevens在网络编程领域的重要地位。如果说TCP/IP Illustrated解答了“什么是TCP/IP”和“TCP/IP是怎么实现的”两个问题，那么这本书则是在回答“怎样运用TCP/IP开发网络应用程序”的问题。显而易见，这本书的内容更加贴近普通程序员，因此，大多数人是先学习UNP，然后再深入学习TCP/IP Illustrated。这也是一本让人伤感的书，Richard Stevens从1997年开始撰写此书第二版，制定了一个宏大的计划，卷1阐述Socket API和TLI API，卷2阐述除Socket之外的其他IPC机制，卷3阐述网络编程应用。应该说，卷1和卷2都是为了给卷3打基础。然而天妒英才，就在世人翘首企盼第三卷的时候，1999年9月1日，Richard Stevens英年早逝。留下这套未完成的巨著，让人感慨不已。不过最近从Prentice Hall传来好消息，出版社已经找到合适的作者，重新修订这套经典巨著，其中第一卷即将问世，并且已经在Amazon上热卖。相信会有当世高人沿着Stevens的足迹给我们续写第三卷的，让我们拭目以待。

可选图书：Douglas E. Comer, Internetworking with TCP/IP, Vol.1 / Vol.2 / Vol.3
《 用TCP/IP进行网际互联第一卷：原理、协议与结构（第四版） 》《用TCP/IP进行网际互联-第二卷：设计、实现与内核（第三版） 》《用TCP/IP进行网际互联第三卷：客户-服务器编程与应用（Linux/POSIX套接字版） 》
这套书也是三卷，前两卷内容与TCP/IP Illustrated相似，最后一卷则偏重应用程序的开发。总体上来看，这三卷书的内容与上述Stevens的两套著作相当。Comer教授的这套书定位是教材，因此写出来中规中矩，寓精彩于平和之中。读者如果喜欢阅读教材风格的书，这套应该是很好的选择。

 

3.Jon C. Snader, Effective TCP/IP Programming
（中文版《 高级TCP/IP编程 》，中国电力出版社）
自彻读Effective C++之后，我总结出一条经验。无论在哪个领域中，一旦掌握基础知识，则应该迅速去寻找该领域中一本名为“Effective XXX”的著作并阅读之，一定可取得事半功倍的效果。Effective C++如此，Effective STL如此，Effective Java如此，这本Effective TCP/IP同样如此，也是一剂功效强大的催化剂。

本书作者是经验丰富的TCP/IP程序员，他在这本书中总结了44个难得的TCP/IP开发经验，并且将每条经验背后的道理都详细地讲解。毫无疑问，这种“专家经验”型著作对于提高读者水平，能够起到最高效、最直接的作用。

初学TCP/IP的朋友可能觉得，自己应该先把基本知识熟练掌握，再看这本书，效果会更好。我认为不必如此，您可以在基本观念建立起来之后直接品读此书。这本书篇幅不大，起点不高，却对很多关键问题进行了全面而细致地介绍，在具体问题的阐述上颇有Richard Stevens之风，也是纯而又纯的程序员风格——拿代码说话。

系统学习和重点难点的突破相结合，历来是快速掌握一门技术的良方。由Scott Meyers开创的“Effective”之风，已有愈演愈烈之势，这是程序员们的巨大福音。我强烈建议大家，不要放过任何一本以“Effective”为名的技术书籍。

 

4. Douglas Schmidt, Steven Huston，C++ Network Programming, Vol.1 / Vol.2 （中文版将分别由华中科技大学出版社和电子工业出版社出版）
《 C++网络编程 卷1：运用ACE和模式消除复杂性 》《 C++网络编程,卷2 基于ACE和框架的系统化复用 》ACE介绍
今天的网络编程环境是建立在C的基础之上。如果你满足于C层次的TCP/IP编程，那么Stevens的书可以说达到了一个最高境界，你大可以登东山而小鲁。但是如果再上一个层次，考虑如何运用C++强大的抽象机制是网络编程变得更加富于艺术性，更加高效可靠，那么恐怕必须要高度重视这套书。

这套书共两卷，篇幅都不大，主要内容是介绍ACE。在C++领域，由于这套书被Bjarne Stroustrup编入C++ In Depth系列，因此具有崇高的地位。而在网络编程领域，也有人称赞此书为Stevens之后最重要的网络编程著作。作者Douglas Schmidt是C++、网络程序设计和模式领域中国际公认的权威专家，潜心研究C++网络编程已经十多年。他发起的ACE开源项目是目前当之无愧的最优秀和最成功的C++网络编程环境，不仅具有非常出色的可移植性，而且性能卓越。美国国防部的ARPA已经支持这个项目好几年了，其最终目的是在ACE的基础上建立可用于现代战争的分布式实时嵌入式系统。毫无疑问，ACE无论在理论上还是在实践中，都是最值得程序员关注的网络编程典范项目，而这一套两卷对ACE的介绍性书籍，也毫无疑问是最值得网络程序员品读分析的经典。学习这两本书，你可以将经典的基于C API的网络编程知识与现代面向对象、模式和框架等最新技术思想结合起来，从而使你对网络编程的认识上升到一个新的高度。