高級計算機網路（第2版）

《高級計算機網路（第2版）》是2021年清華大學出版社出版的圖書，作者是徐恪，徐明偉，李琦，本書全面介紹了計算機網路領域中主要的理論和實踐問題，主要內容圍繞網路體系結構中的核心機制和算法展開。

基本介紹

• 中文名：高級計算機網路（第2版）
• 作者：徐恪、徐明偉、李琦
• 出版社：清華大學出版社
• ISBN：9787302566861

內容簡介

本書全面介紹了計算機網路領域中主要的理論和實踐問題，主要內容圍繞網路體系結構中的核心機制和算法展開，具體包括路由、擁塞控制、QoS控制、路由器設計和網路安全等計算機網路工程領域的核心內容，還介紹了物聯網、新一代網際網路等最新研究進展。本書主要面向通信和計算機網路技術領域的研究生，也可供廣大網路工程技術人員參考。本書對想了解和掌握計算機網路體系結構的基本架構、核心設計思想和基本協定機制的讀者也很有參考價值。

圖書目錄

第1章計算機網路與Internet1

1.1引言1

1.2Internet發展歷史2

1.2.1網際網路發展的主要階段4

1.2.2網際網路在中國的發展5

1.2.3網際網路主要創新5

1.3網際網路邊緣層與核心層10

1.3.1網際網路邊緣層10

1.3.2網際網路核心層11

1.4網際網路標準化組織12

1.5新一代網際網路發展現狀13

1.5.1新一代網際網路與IPv613

1.5.2新一代網際網路體系結構基礎研究及探索15

1.6新興網路形態介紹16

1.6.1物聯網16

1.6.2雲計算和邊緣計算18

1.6.3數據中心網路21

1.7全書內容安排23

參考文獻25

第2章Internet路由28

2.1引言28

2.2Internet路由體系結構與路由算法28

2.2.1Internet結構特點28

2.2.2Internet的路由結構29

2.2.3路由算法分類32

2.3Internet域內路由協定36

2.3.1路由信息協定(RIP)36

2.3.2開放短路徑優先(OSPF)協定42

2.4Internet域間路由協定BGP56

2.4.1自治系統級網路拓撲57

2.4.2自治系統間的連線關係60

2.4.3國內ISP互聯情況62

2.4.4邊界網關協定(BGP)65

2.4.5BGP中的策略路由73

2.4.6BGP路由收斂問題77

2.4.7BGP穩定路徑問題85

2.4.8BGP路由安全問題89

2.5結論和進一步的研究工作93

參考文獻94

第3章擁塞控制98

3.1引言98

3.2基本概念99

3.2.1擁塞和擁塞控制99

3.2.2Internet中擁塞發生的原因99

3.2.3擁塞控制的目標100

3.3TCP擁塞控制機制研究102

3.3.1Internet的網路模型102

3.3.2線性擁塞控制機制103

3.3.3線性擁塞控制機制評價104

3.4端到端擁塞控制算法研究106

3.4.1端到端擁塞控制算法設計的困難106

3.4.2端到端擁塞控制算法的研究概況107

3.4.3擁塞控制的源算法108

3.4.4擁塞控制的鏈路算法116

3.5結論和進一步的研究工作121

參考文獻122

第4章服務質量控制126

4.1引言126

4.2QoS的基本框架128

4.2.1流量分類與標記128

4.2.2流量監管與整形129

4.2.3佇列調度133

4.3集成服務與區分服務134

4.3.1集成服務135

4.3.2區分服務140

4.3.3集成服務與區分服務相結合的端到端QoS提供機制148

4.3.4各種服務機制的簡單比較151

4.4分組調度算法152

4.4.1分組調度概述152

4.4.2常用的調度算法152

4.5動態分組狀態159

4.5.1公平頻寬分配161

4.5.2每流準入控制163

4.5.3路由綁定164

4.5.4與區分服務框架的比較165

4.6數據中心內的QoS保證166

4.6.1負載部署167

4.6.2負載重分布168

4.7結論和進一步的研究工作169

參考文獻170

第5章高性能路由器體系結構與關鍵技術177

5.1引言177

5.2路由器的發展歷史177

5.3路由器軟硬體系統組成178

5.3.1路由器基本結構單元178

5.3.2路由器軟體結構180

5.4路由器體系結構181

5.4.1為什麼需要高性能路由器182

5.4.2單機集中式匯流排結構182

5.4.3單機分散式匯流排結構184

5.4.4單機分散式Crossbar結構184

5.4.5多機互連的集群結構185

5.4.6可擴展集群路由器產品簡介186

5.5路由器關鍵技術190

5.5.1路由查找算法190

5.5.2IP分組分類算法213

5.5.3路由器交換結構及調度算法223

5.6新型路由器體系結構研究進展242

5.6.1並行分組交換機242

5.6.2可程式路由器研究進展245

5.6.3可重構路由器249

5.7結論和進一步的研究工作251

參考文獻252

第6章網路安全262

6.1引言262

6.2計算機網路安全基礎263

6.2.1網路安全風險263

6.2.2網路安全目標、安全服務和安全機制264

6.3密碼學基礎及其套用266

6.3.1密碼學歷史266

6.3.2密碼學基本概念272

6.3.3對稱密鑰算法274

6.3.4非對稱密碼算法279

6.3.5信息認證與單向散列函式284

6.4基礎協定威脅分析與防範289

6.4.1網路層攻擊與防範289

6.4.2傳輸層攻擊與防範291

6.4.3路由層攻擊與防範292

6.5分散式拒絕服務攻擊防範293

6.5.1DDoS攻擊的基本方式294

6.5.2現有DDoS攻擊防範方案297

6.6惡意軟體和殭屍網路298

6.6.1傳統計算機病毒299

6.6.2蠕蟲300

6.6.3特洛伊木馬302

6.6.4殭屍網路303

6.7結論和進一步的研究工作304

參考文獻305

第7章P2P系統原理310

7.1引言310

7.2P2P技術的發展歷史310

7.3P2P的組織結構313

7.3.1P2P與套用層網路313

7.3.2無結構的P2P網路314

7.3.3有結構的P2P網路318

7.4P2P套用以及典型P2P系統分析327

7.4.1BitTorrent327

7.4.2CoolStreaming332

7.4.3PPLive334

7.4.4PPVA338

7.5P2P的革新式套用——區塊鏈340

7.5.1區塊鏈的發展340

7.5.2區塊鏈的體系結構341

7.5.3區塊鏈中的P2P網路345

7.5.4P2P網路對區塊鏈的影響351

7.6結論和進一步的研究工作354

參考文獻355

第8章物聯網359

8.1引言359

8.2物聯網概述359

8.2.1物聯網的起源及發展359

8.2.2射頻識別技術360

8.2.3智慧的地球362

8.2.4感知中國363

8.2.5物聯網的概念363

8.3無線感測器網路364

8.3.1無線感測器網路的概念364

8.3.2無線感測器網路的技術特點365

8.3.3感測器網路的套用372

8.4物聯網體系結構375

8.4.1物聯網的特性376

8.4.2物聯網的演化與發展面臨的挑戰377

8.4.3物聯網體系結構設計原則377

8.4.4一種物聯網套用參考模型378

8.4.5一種層次化物聯網體系結構379

8.4.6融合物聯網的下一代網際網路體系結構與協定棧380

8.5物聯網典型協定381

8.5.1IEEE 802.15.4標準381

8.5.2ZigBee384

8.5.36LoWPAN385

8.5.4路由機制386

8.5.5TCP/IP協定棧的簡化390

8.5.6CoRE391

8.6物聯網體系結構的主要研究問題393

8.6.1新型可擴展層次化路由393

8.6.2輕量級IPv6協定棧394

8.6.3物聯網節點和網際網路的互聯互通問題395

8.6.4物聯網安全問題396

8.7物聯網典型套用396

8.7.1智慧型家居396

8.7.2智慧型交通398

8.7.3智慧城市400

8.7.4智慧型製造402

8.8結論和進一步的研究工作403

參考文獻403

第9章軟體定義網路408

9.1引言408

9.2SDN的由來408

9.3SDN的基本架構409

9.3.1SDN控制平面409

9.3.2SDN數據平面413

9.4SDN接口協定415

9.4.1OpenFlow協定415

9.4.2P4程式語言420

9.4.3其他接口協定421

9.5結論和進一步的研究工作423

參考文獻425

第10章IPv6與新一代網際網路429

10.1引言429

10.2IPv6429

10.2.1IETF429

10.2.2IPv6協定的歷史430

10.2.3IPv6協定內容431

10.2.4IPv6展望433

10.3新一代網際網路的主要特徵434

10.3.1新一代網際網路的基本特徵434

10.3.2新一代網際網路的主要技術挑戰435

10.3.3新一代網際網路研究中的幾個重要問題437

10.4安全可信的新一代網際網路體系結構438

10.4.1內生安全的網際網路體系結構研究439

10.4.2安全可信的新一代網際網路體系結構方案441

10.5結論和進一步的研究工作451

參考文獻451

附錄A計算機網路實驗系統NetRiver454

A.1計算機網路實驗系統NetRiver概述454

A.1.1滑動視窗協定實驗455

A.1.2IPv4收發實驗459

A.1.3IPv4轉發實驗463

A.1.4IPv4 over IPv6隧道協定實驗468

A.2NetFPGA實驗平台470

A.2.1NetFPGA開發板470

A.2.2NetFPGA硬體系統471

A.2.3NetFPGA軟體系統472

A.2.4NetFPGA使用模型473

A.3PlanetLab474

參考文獻478

作者簡介

徐恪，清華大學教授、博士生導師，國家傑出青年科學基金獲得者。主要從事計算機網路體系結構、網路經濟學和物聯網方面的科研和教學工作。擔任核心期刊“軟體學報”領域編委，中國電子學會會士，中國計算機學會理事。