计算机网络电子书

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FOREWORD 丛书序言

PREFACE 前言

第1章 计算机网络设计方法学

1.1 计算机网络设计需求

1.1.1 计算机网络应用模式

1.1.2 计算机网络设计需求与约束

1.1.3 计算机网络主要性能指标

1.1.4 设计的综合平衡

1.2 网络服务模型与传输模式设计

1.2.1 网络服务模型

1.2.2 数据传输模式

1.3 网络连接方式设计

1.3.1 直接连接

1.3.2 多跳转发连接

1.4 网络拓扑结构设计

1.4.1 拓扑结构设计

1.4.2 网络覆盖性设计

1.4.3 通信模式设计

1.5 数据交换方式设计

1.5.1 电路交换

1.5.2 包交换

1.5.3 广播交换

1.5.4 包交换的实现方式

1.6 网络设计模式

1.6.1 网络体系结构分层设计模式

1.6.2 协议、接口与服务

1.6.3 数据的封装与传输

1.6.4 ISO分层模型示例——OSI参考模型

1.6.5 因特网分层模型示例——TCP/IP参考模型

1.6.6 虚拟层次模型

1.6.7 从单网到多网互联的增量设计

1.7 计算机网络构成要素设计

1.7.1 计算机网络硬件

1.7.2 计算机网络软件

1.7.3 计算机网络应用

习题

第2章 基本网络设计

2.1 传输介质

2.1.1 传输介质的类别与特性

2.1.2 有线传输介质

2.1.3 无线传输介质

2.1.4 传输介质的传输能力

2.1.5 Wi-Fi无线信号的功率

2.2 数据通信系统与物理层

2.2.1 数据通信系统模型

2.2.2 数据传输模式

2.2.3 信号编码与调制

2.3 保证传输正确性的方法与数据链路层

2.3.1 介质接入控制

2.3.2 组帧

2.3.3 检错与纠错

2.3.4 可靠性与应答机制

2.3.5 同步方式

2.4 提高传输性能的方法

2.4.1 多路复用

2.4.2 认知无线电

2.4.3 网络编码

2.5 局域网设计

2.5.1 局域网设计思想

2.5.2 局域网示例——以太网

2.5.3 百兆以太网

2.5.4 千兆以太网

2.5.5 万兆以太网

2.5.6 40Ge/100Ge以太网

2.5.7 25Ge以太网

2.5.8 50Ge/100Ge/200Ge以太网

2.5.9 200Ge/400Ge以太网

2.5.10 800Ge以太网

2.5.11 网卡设计

2.5.12 交换机设计

2.5.13 VLAN

2.6 无线局域网设计

2.6.1 无线局域网设计要点

2.6.2 无线局域网示例——Wi-Fi

2.6.3 Wi-Fi 6如何实现高性能

2.6.4 Wi-Fi 7前瞻

2.6.5 无线AP设计

2.6.6 LiFi

2.7 个域网与体域网设计

2.7.1 个域网与体域网的一般结构

2.7.2 个域网示例——蓝牙网络

2.8 广域网设计

2.8.1 广域网设计思想

2.8.2 广域网示例——SDH

2.8.3 广域网示例——OTN

2.8.4 广域网示例——5G/6G移动网络

2.9 接入网设计

2.9.1 接入网的一般结构

2.9.2 接入网技术示例——PON

2.9.3 接入网应用示例——FTTH/FTTR

习题

第3章 网络互联机制设计

3.1 网络互联的方法

3.1.1 网络互联的需求

3.1.2 网络互联的一般方法

3.2 路由算法

3.2.1 研究方法——图论方法

3.2.2 路由算法分类

3.2.3 随机路由算法

3.2.4 洪泛路由算法

3.2.5 热土豆路由算法

3.2.6 距离向量路由算法

3.2.7 链路状态路由算法

3.2.8 广播路由算法

3.2.9 组播路由算法

3.2.10 泛播路由算法

3.2.11 层次路由选择算法

3.2.12 多目标QoS路由算法

3.3 网络互联协议示例——IPv4及相关协议

3.3.1 IP数据报

3.3.2 IP数据报的封装与分片

3.3.3 IP地址与子网

3.3.4 IP包传递流程

3.3.5 IP路由协议——RIP

3.3.6 IP路由协议——OSPF

3.3.7 边界网关协议——BGP

3.3.8 组播协议——PIM与MOSPF

3.3.9 地址解析与反向地址解析——ARP与RARP

3.3.10 控制报文协议——ICMP

3.3.11 自动地址分配——DHCP

3.3.12 地址不足的解决方案之一——无分类域间路由

3.3.13 地址不足的解决方案之二——网络地址转换

3.4 网络互联协议示例——IPv6及相关协议

3.4.1 IPv6的设计理念

3.4.2 IPv6包格式

3.4.3 IPv6地址

3.4.4 IPv6地址自动配置

3.4.5 邻节点发现过程

3.4.6 IPv6控制报文协议——ICMPv6

3.4.7 IPv6包转发过程

3.4.8 IPv4向IPv6过渡

3.5 移动互联

3.5.1 移动性管理

3.5.2 移动IPv4

3.5.3 移动IPv6

3.6 分段路由——SRv6

3.6.1 IPv4/IPv6的困境

3.6.2 SRv6解决方案

3.7 路由器设计

3.7.1 路由器设计需求

3.7.2 路由器的结构

3.7.3 路由器处理流程

3.7.4 路由器关键技术

习题

第4章 端到端数据传输方法设计

4.1 端到端的数据传输服务

4.1.1 为什么需要端到端传输服务

4.1.2 传输服务类别及实现策略

4.1.3 端到端传输服务的一般模式

4.2 端到端不可靠传输协议示例——UDP

4.2.1 UDP的设计目标

4.2.2 UDP应用和端口

4.2.3 UDP报文格式

4.2.4 UDP工作流程

4.2.5 UDP校验和的计算

4.3 端到端可靠传输服务示例——TCP

4.3.1 TCP的设计目标

4.3.2 端口与套接字

4.3.3 TCP报文格式

4.3.4 TCP建立与终止连接机制

4.3.5 TCP定时管理自适应重传机制

4.3.6 滑动窗口机制

4.3.7 TCP优先数据传送

4.3.8 移动TCP优化

4.3.9 星际TCP优化

4.3.10 多路TCP

4.3.11 取代TCP的QUIC

4.4 实时传输协议示例——RTP

4.4.1 RTP的功能与需求

4.4.2 RTP报文格式

4.4.3 实时传输控制协议——RTCP

习题

第5章 网络公共服务设计

5.1 网络公共服务

5.1.1 公共服务分类

5.1.2 公共服务的提供形式

5.1.3 因特网公共服务

5.2 DNS

5.2.1 DNS的功能及原理

5.2.2 因特网的域名结构

5.2.3 资源记录

5.2.4 域名服务器

5.2.5 域名解析——递归解析

5.2.6 域名解析——迭代查询

5.2.7 利用缓存提高查询速度

5.2.8 DNS报文格式

5.3 文件传输协议

5.3.1 FTP的工作过程

5.3.2 FTP的工作模式

5.3.3 FTP的登录鉴别与匿名访问

5.3.4 FTP的命令与应答

5.3.5 FTP的实现与工具

5.3.6 FTP工具的改进

5.4 Web与HTTP

5.4.1 Web资源组织方式

5.4.2 Web文档格式与HTML

5.4.3 HTTP概述

5.4.4 HTTP通信过程

5.4.5 HTTP报文

5.4.6 状态保存

5.4.7 提高应答速度的方法

5.4.8 HTTP 2.0

5.4.9 HTTP 3.0

5.4.10 浏览器

5.4.11 Web的发展

5.5 电子邮件协议

5.5.1 电子邮件系统架构

5.5.2 邮件格式

5.5.3 邮件传输协议——SMTP

5.5.4 邮件接收协议——POP3

5.5.5 邮件访问协议——IMAP4

5.5.6 POP3与IMAP4的比较

5.6 远程终端协议Telnet

5.6.1 Telnet的设计目的

5.6.2 Telnet的基本内容

5.6.3 Telnet的关键方案

5.6.4 Telnet的重要规定

5.6.5 基于Telnet的工具

习题

第6章 网络应用设计

6.1 搜索引擎

6.1.1 搜索引擎的设计思想

6.1.2 信息收集与存储

6.1.3 信息的快速检索

6.1.4 信息推荐

6.2 即时通信系统

6.2.1 即时通信系统与系统组成

6.2.2 IM示例——QQ

6.3 网络电视与视频服务

6.3.1 音视频编码

6.3.2 流式音视频传输

6.3.3 应用层组播

6.3.4 网络电视

6.4 电子商务

6.4.1 电子商务系统架构

6.4.2 电子支付协议

6.4.3 移动支付

6.5 工业互联网

习题

第7章 网络服务质量

7.1 网络性能评价

7.1.1 综合性能评价

7.1.2 排队论模型

7.1.3 利用排队论分析网络系统的性能

7.2 网络资源优化分配

7.2.1 资源类别与分配原则

7.2.2 典型的优化方法

7.3 拥塞控制的一般方法

7.3.1 拥塞控制的目标

7.3.2 拥塞控制的原理

7.3.3 拥塞控制的方法

7.4 拥塞控制示例——TCP与IP拥塞控制方案

7.4.1 加增乘减

7.4.2 慢启动和拥塞避免

7.4.3 快重传和快恢复

7.4.4 CUBIC

7.4.5 TCP的性能优化

7.4.6 IP层随机早期检测

7.4.7 因特网拥塞控制机制讨论

7.5 服务质量与体验质量

7.5.1 服务质量概述

7.5.2 QoS示例——IntServ

7.5.3 QoS示例——DiffServ

7.5.4 QoS示例——MPLS

7.6 流量工程

习题

第8章 网络安全

8.1 网络安全风险

8.1.1 网络面临的主要安全风险

8.1.2 网络安全风险的根源

8.1.3 网络安全的目标

8.1.4 网络攻击与防御的主要技术

8.2 网络攻击

8.2.1 网络探测

8.2.2 拒绝服务攻击

8.2.3 缓冲区溢出攻击

8.2.4 恶意程序攻击

8.2.5 程序漏洞攻击

8.2.6 渗透攻击与欺骗攻击

8.3 网络防护

8.3.1 加密

8.3.2 防篡改

8.3.3 数字签名

8.3.4 认证

8.3.5 访问控制

8.3.6 防火墙

8.3.7 入侵检测与入侵防护

8.3.8 VPN与NVo3

8.3.9 物理网络安全

8.4 网络安全通信协议示例

8.4.1 HTTPS

8.4.2 TLS与SSL

8.4.3 IPSec

8.4.4 电子邮件安全协议

8.4.5 安全外壳协议

8.4.6 无线安全协议

8.5 网络系统安全保证体系

8.5.1 网络安全评估标准

8.5.2 公钥基础设施

8.6 区块链

8.6.1 区块链的原理

8.6.2 区块链的应用

8.7 暗网

习题

第9章 网络管理

9.1 网络管理需求

9.1.1 为什么需要网络管理

9.1.2 网络管理的功能需求

9.1.3 网络管理的性能需求

9.1.4 网络管理体系结构

9.2 管理信息的组织与表示

9.2.1 信息组织方案示例——SMI

9.2.2 信息表示方案示例——MIB

9.3 网络管理协议——SNMP

9.3.1 SNMP的设计理念

9.3.2 SNMPv1

9.3.3 SNMPv2

9.3.4 SNMPv3

9.3.5 SNMP的应用

9.4 网络管理协议——NETCONF

9.4.1 NETCONF的设计理念

9.4.2 NETCONF的主要内容

9.4.3 YANG模型

9.5 网络管理协议——OpenConfig

9.5.1 OpenConfig的设计理念

9.5.2 OpenConfig的主要内容

9.6 网络测量

9.6.1 网络拓扑测量

9.6.2 网络性能测量

9.6.3 网络流量测量

9.7 网络管理系统示例——iMaster NCE

9.7.1 iMaster NCE的设计思想

9.7.2 iMaster NCE的系统组成

习题

第10章 新型网络技术

10.1 软件定义网络

10.1.1 SDN的设计思想

10.1.2 OpenFlow协议

10.1.3 OpenFlow交换机

10.1.4 OpenFlow控制器

10.1.5 SDN开源系统

10.1.6 SD-WAN

10.2 网络功能虚拟化

10.2.1 NFV原理

10.2.2 网络切片

10.2.3 FlexE

10.3 数据中心网络

10.3.1 数据中心网络的设计需求

10.3.2 数据中心网络架构

10.3.3 InfiniBand网络

10.3.4 RoCE网络

10.4 物联网

10.4.1 物联网架构

10.4.2 物品联网方法与典型协议

10.4.3 对象名称服务/标识解析服务

10.4.4 物联网应用示例——VANET

10.5 时间敏感网络

10.5.1 TSN的设计要求

10.5.2 TSN的主要技术

10.6 卫星互联网

10.6.1 卫星互联网的轨道

10.6.2 卫星互联网的星座

10.6.3 卫星互联网的关键技术

10.6.4 卫星互联网的局限

10.6.5 主要的卫星互联网系统

10.6.6 空天地一体化网络

10.7 命名数据网络

10.7.1 命名数据网络的体系结构

10.7.2 内容命名与缓存方法

10.7.3 内容路由方法

10.8 网络中的人工智能方法

习题

参考文献

缩略词