Distributed Systems

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出版者:
作者:Coulouris, George F.; Dollimore, Jean; Kindberg, Tim; Blair, Gordon
出品人:
页数:1072
译者:
出版时间:
价格:0
装帧:
isbn号码:9780273760597
丛书系列:
图书标签:
  • Distributed
  • 分布式系统
  • 并发
  • 容错
  • 一致性
  • CAP理论
  • 云计算
  • 微服务
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  • 网络编程
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具体描述

《深入理解现代计算机网络架构》 内容简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角,剖析当今复杂多变、高速发展的计算机网络架构。我们不探讨分布式系统的理论基础、设计范式或大规模部署实践,而是聚焦于网络本身,从物理层到应用层,详细阐述数据如何在全球范围内高效、可靠地传输。 本书的核心目标是揭示驱动现代互联网基础设施的底层技术、协议栈以及新兴的网络创新。我们认为,只有深刻理解网络层面的细节,才能真正把握信息时代数据流动的脉络。 第一部分:网络基础与物理层之谜 本部分将从最基础的层面入手,回顾和深化对网络基础概念的理解,并重点解析支撑高速数据交换的物理介质和信号处理技术。 第一章:网络基础回顾与演进 本章首先重申网络拓扑、带宽、延迟和吞吐量等核心度量指标的精确定义,并追溯自ARPANET时代至今,网络范式如何从电路交换逐步转向分组交换的根本原因。我们将对比早期的星型、环型、总线型拓扑结构,并分析现代数据中心和广域网中采用的混合拓扑的优势与挑战。重点关注OSI参考模型和TCP/IP协议簇在概念层面的清晰划分,强调它们如何为复杂的网络功能提供解耦的基础。 第二章:物理层技术前沿 本章深入探讨数据如何在物理介质上传输的机制。我们将详尽分析铜缆(如Cat 6A、Cat 8)和光纤(单模与多模)的电磁特性、衰减模型和色散现象。重点讲解光通信技术的关键进展,包括波分复用(WDM)、密集波分复用(DWDM)的原理、架构及其在骨干网中的应用。此外,无线通信方面,将详细解析Wi-Fi 6/6E(802.11ax)中的OFDMA和MU-MIMO技术如何提高频谱效率,并简要介绍毫米波(mmWave)在5G网络中的物理挑战与解决方案。 第二部分:数据链路层与局域网的精妙设计 本部分将目光聚焦于局域网(LAN)和城域网(MAN)中的数据封装、寻址和冲突解决机制。 第三章:以太网与二层转发的艺术 本章详述IEEE 802.3标准的核心内容。我们将深入剖析经典的CSMA/CD协议(及其在现代全双工交换机中的演变),并详细讲解以太网帧结构,特别是VLAN(虚拟局域网)标签的插入、处理和清除过程。关于交换机本身,我们将从硬件层面探讨MAC地址的学习、老化机制,以及生成树协议(STP/RSTP/MSTP)如何保证二层网络无环路拓扑的冗余性,并分析现代数据中心交换机对这些传统协议的优化或替代方案。 第四章:局域网安全与新兴二层技术 本章关注局域网的可靠性与安全性。我们将分析ARP欺骗、MAC Flooding等常见的二层攻击向量,并介绍如DHCP Snooping、Port Security等基础安全控制措施。此外,本章将引入链路聚合(LACP)的细致配置与负载均衡策略,以及数据中心网络中日益重要的VXLAN(虚拟可扩展局域网)技术,探讨它如何通过在IP层上传输二层帧来实现大规模、低耦合的网络虚拟化。 第三部分:网络层——路由的智慧与路径选择 网络层是互联网的“大脑”,本部分是全书的重点之一,专注于IP寻址、路由协议和互联网互联的复杂性。 第五章:IPv4与IPv6的深度对比 本章首先巩固对IPv4寻址、子网划分(VLSM)和无类别域间路由(CIDR)的掌握。随后,我们将全面解析IPv6的地址结构、任播与多播机制,以及从IPv4向IPv6过渡的关键技术,例如双栈、隧道技术(如6to4, Teredo)。重点讨论IPv6在头部简化、自动配置(SLAAC)方面的优势,以及它对未来网络架构的潜在影响。 第六章:内部路由协议的决策机制 本章详细剖析内部网关协议(IGP)。我们将深入研究链路状态路由协议OSPF的邻居建立过程、LSA类型及其数据库同步机制,以及距离矢量路由协议RIPv2的局限性。重点分析OSPF路由计算的Dijkstra算法在网络中的实际应用,并讨论BGP路由黑洞、路由收敛速度等实际运行中的关键性能指标。 第七章:外部路由与全球互联网骨干 本章聚焦于边界网关协议(BGP),这是连接自治系统(AS)的基石。我们将详尽解析BGP的路径矢量特性、建立邻居关系的过程(eBGP vs iBGP)以及路径选择的复杂决策过程(BGP属性优先级)。内容涵盖路由反射器(Route Reflectors)、联盟(Confederations)的应用,以及AS Path Prepending、Local Preference、AS-Path等关键属性如何被网络运营商用来精细控制跨域流量。 第四部分:传输层与应用层的可靠性保障 本部分探讨如何在不可靠的网络层之上,构建出稳定可靠的端到端通信服务,并介绍面向用户的应用层协议。 第八章:TCP的健壮性与流量控制 本章深入研究传输控制协议(TCP)。我们将详细解构三次握手与四次挥手的状态机,重点分析TCP的可靠性机制(序号、确认应答、重传计时器)。随后,我们将详尽阐述拥塞控制算法的演进历程,从慢启动、拥塞避免(Tahoe/Reno),到现代的CUBIC和BBR算法,阐明它们如何根据网络状况动态调整发送窗口大小,以及这些算法对高延迟、高带宽网络性能的影响。 第九章:UDP与面向连接服务的构建 本章对比TCP的面向连接特性,分析用户数据报协议(UDP)的无连接、低开销特性。虽然UDP本身不提供可靠性,但本章将探讨如何在应用层基于UDP构建可靠传输层,例如通过实现自定义的确认与重传机制,以适应QUIC等新兴协议的设计思想。 第十章:应用层协议的现代化 本章关注主流应用层协议的最新发展。我们将剖析HTTP/1.1的队头阻塞问题,并详细介绍HTTP/2的多路复用、头部压缩(HPACK)技术如何显著改善Web性能。最后,本书将聚焦于HTTP/3的核心变革——基于QUIC协议的设计哲学,探讨其如何利用UDP作为底层承载,实现更快的连接建立和更有效的流隔离。 第五部分:网络管理、安全与未来趋势 本部分探讨网络运维、安全防护的关键技术,并展望下一代网络的潜在方向。 第十一章:网络监控、管理与自动化 本章讨论网络运营的实践层面。我们将讲解SNMP(简单网络管理协议)的工作原理,以及如何利用NetFlow/sFlow进行流量分析和异常检测。重点介绍现代网络管理向软件定义网络(SDN)的迁移,分析OpenFlow协议的工作模式,以及Ansible、Python在网络配置自动化中的实际应用场景。 第十二章:网络安全纵深防御 本章聚焦于网络边界和内部的安全防御。我们将详细解析状态检测防火墙(Stateful Firewall)的工作原理,入侵检测系统(IDS)与入侵防御系统(IPS)的检测模式(基于签名的 vs 基于异常的)。此外,本章还将探讨VPN技术(IPsec与SSL/TLS VPN)在安全隧道构建中的角色,以及DDoS攻击的识别与缓解策略。 结语 本书力求以严谨、深入的技术细节,构建一座连接理论与实践的桥梁。读者在合上本书时,将对全球数据传输的每一个环节拥有清晰、量化的理解,从而具备分析和设计高性能、高可靠性网络的坚实基础。我们相信,对网络架构的深度理解,是任何高级计算领域(包括但不限于高性能计算、云计算和新兴的边缘计算)不可或缺的先决条件。

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《Distributed Systems》这本书,为我打开了一个全新的世界。在阅读之前,我对分布式系统的理解还停留在一些零散的概念和模糊的印象中,但这本书就像一座灯塔,瞬间照亮了我前行的道路。作者以一种极其引人入胜的方式,将那些原本令人望而却步的技术细节,化为了易于理解的叙事。我特别欣赏它在讲解分布式一致性算法时所采用的类比,比如 Paxos 和 Raft 的梳理,让我能从日常生活的经验中找到共鸣,从而深入理解其背后的逻辑。书中对 CAP 定理的阐述,更是将选择的困境摆在了我面前,让我深刻体会到在设计分布式系统时,总需要在可用性、一致性和分区容错性之间做出艰难的权衡。这本书不仅止步于理论的讲解,更重要的是,它还穿插了大量真实世界的案例分析,从大型互联网公司的基础设施构建,到新兴技术在分布式场景下的应用,这些都让我看到理论与实践的完美结合,也为我日后面对实际问题提供了宝贵的借鉴。我尤其被书中关于“拜占庭将军问题”的讨论所吸引,这不仅仅是一个理论上的难题,更是分布式系统中不可忽视的安全挑战,作者深入浅出地剖析了各种解决方案的优劣,让我对如何构建更鲁棒、更安全的分布式系统有了更深的思考。

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当我第一次拿到《Distributed Systems》这本书的时候,我带着一丝忐忑,因为我对分布式系统这个领域一直都感到非常神秘和遥远。然而,在翻阅了这本书的几章之后,我的这种感觉瞬间消失了,取而代之的是一种豁然开朗的喜悦。作者的写作风格非常流畅且富有逻辑性,他能够将那些抽象的概念,通过生动形象的语言和贴切的比喻,转化为我能够理解和掌握的知识。我尤其欣赏书中关于“分布式协调”的章节,它详细介绍了 ZooKeeper、etcd 和 Consul 等协调服务的工作原理和应用场景。这让我明白了在构建复杂的分布式系统时,如何有效地管理和同步各种资源。书中对“分布式存储”的讲解,也让我受益匪浅。作者深入分析了 HDFS、Ceph 等分布式文件系统和对象存储的架构设计,以及它们在海量数据处理方面的优势。我被书中关于“数据复制”和“分区策略”的论述所深深吸引,这让我明白了如何设计一个能够兼顾可用性和可扩展性的存储系统。这本书不仅仅是理论的堆砌,它还充满了丰富的业界实践案例,这让我能够将学到的知识与实际应用相结合,从而更好地理解分布式系统的设计哲学。

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我必须承认,《Distributed Systems》这本书的出现,彻底颠覆了我之前对分布式系统复杂性的恐惧。在阅读之前,我总是觉得这是一个只有少数顶尖工程师才能驾驭的领域,充满了晦涩难懂的术语和令人头晕的算法。然而,作者用一种近乎诗意的笔触,将那些抽象的概念编织成了一个个引人入胜的故事。我尤其喜欢书中关于“数据分片”的章节,作者通过生动的比喻,将一个庞大的数据库如何被拆解成无数个小块,并分布在不同的服务器上,却又能协同工作,展现得淋漓尽致。这让我不再觉得数据存储和访问是一个黑箱,而是能理解其中的精妙设计。更令我印象深刻的是,作者并没有回避分布式系统固有的挑战,比如“网络延迟”和“节点故障”。相反,他以一种坦诚的态度,详细阐述了这些问题如何影响系统的性能和可靠性,并一一介绍了各种应对策略。例如,在讨论“分布式事务”时,作者花费了大量的篇幅来解析两阶段提交(2PC)和三阶段提交(3PC)等协议,并深入分析了它们的局限性,这让我认识到,在分布式环境中实现原子性操作是多么困难。书中对“最终一致性”模型的介绍,也让我看到了在某些场景下,牺牲强一致性而换取更高可用性的可行性。这本书的结构清晰,逻辑严谨,每个章节之间都衔接得十分自然,就像一条河流,引导着读者从涓涓细流汇入浩瀚的海洋。

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《Distributed Systems》这本书,真的像是为我量身定做的。我之前一直在思考如何构建一个能够承受海量用户访问的系统,但总是找不到一个清晰的思路。这本书的出现,就像是给了我一把金钥匙,打开了通往解决方案的大门。作者在书中对“负载均衡”的讲解,让我茅塞顿开。他不仅仅介绍了简单的轮询和加权轮询,更深入地探讨了基于响应时间的动态负载均衡,以及如何在高并发场景下保持系统的稳定。我特别着迷于书中关于“服务发现”的论述,理解了像 ZooKeeper 和 Etcd 这样的工具是如何解决动态变化的节点地址问题,从而实现服务的可靠寻址。此外,书中对“分布式缓存”的分析,也让我对提升系统性能有了新的认识。作者详细介绍了 Redis 和 Memcached 等技术的原理和应用场景,并强调了缓存一致性的挑战。在阅读过程中,我发现自己对“容错性”的理解也得到了极大的提升。书中关于“副本复制”和“故障转移”的讲解,让我明白了如何设计一个即使部分节点失效,系统也能继续运行的健壮系统。作者还引用了大量的业界实践,比如 Google 的 Spanner 和 Amazon 的 DynamoDB,这些真实案例的分析,让理论知识变得触手可及,也为我提供了宝贵的实战经验。

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《Distributed Systems》这本书,绝对是我近期阅读过的最令人印象深刻的技术书籍之一。它以一种前所未有的深度和广度,揭示了分布式系统的奥秘。我之前对分布式系统的理解,就像是在一个黑屋子里摸索,而这本书就像是一盏明灯,照亮了我前进的道路。作者在书中对“一致性算法”的讲解,堪称完美。他不仅详细介绍了 Paxos 和 Raft 等经典的共识算法,还深入分析了它们在实际应用中的优缺点。这让我深刻理解了在分布式系统中,如何保证数据的一致性是多么困难,以及各种解决方案背后的权衡。我尤其被书中关于“分布式事务”的讨论所吸引。作者详细阐述了 ACID 特性在分布式环境下的挑战,并介绍了 2PC、3PC 等协议,以及 Saga 模式等替代方案。这让我对如何在分布式环境中实现可靠的事务处理有了全新的认识。书中对“可扩展性”的阐述,也让我受益匪浅。作者详细介绍了水平扩展和垂直扩展的区别,以及如何通过分片、复制等技术来实现系统的弹性伸缩。总而言之,这本书不仅仅是一本技术书籍,更是一次关于分布式系统设计智慧和工程艺术的启迪之旅。

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我必须坦率地说,《Distributed Systems》这本书,彻底颠覆了我之前对分布式系统复杂性的恐惧。在阅读之前,我总是觉得这是一个只有少数顶尖工程师才能驾驭的领域,充满了晦涩难懂的术语和令人头晕的算法。然而,作者用一种近乎诗意的笔触,将那些抽象的概念编织成了一个个引人入胜的故事。我尤其喜欢书中关于“数据分片”的章节,作者通过生动的比喻,将一个庞大的数据库如何被拆解成无数个小块,并分布在不同的服务器上,却又能协同工作,展现得淋漓尽致。这让我不再觉得数据存储和访问是一个黑箱,而是能理解其中的精妙设计。更令我印象深刻的是,作者并没有回避分布式系统固有的挑战,比如“网络延迟”和“节点故障”。相反,他以一种坦诚的态度,详细阐述了这些问题如何影响系统的性能和可靠性,并一一介绍了各种应对策略。例如,在讨论“分布式事务”时,作者花费了大量的篇幅来解析两阶段提交(2PC)和三阶段提交(3PC)等协议,并深入分析了它们的局限性,这让我认识到,在分布式环境中实现原子性操作是多么困难。书中对“最终一致性”模型的介绍,也让我看到了在某些场景下,牺牲强一致性而换取更高可用性的可行性。这本书的结构清晰,逻辑严谨,每个章节之间都衔接得十分自然,就像一条河流,引导着读者从涓涓细流汇入浩瀚的海洋。

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《Distributed Systems》这本书,简直就是我探索分布式系统领域的“圣经”。在阅读之前,我总是感觉自己像是在一片迷雾中行走,对很多概念都停留在模糊的认知层面。这本书就像一道光,瞬间驱散了所有的迷茫,让我看到了前方的清晰道路。作者在书中对“节点间通信”的讲解,堪称经典。他详细阐述了 RPC(远程过程调用)和消息队列等通信方式的原理、优缺点以及在不同场景下的应用。这让我明白了分布式系统中的“对话”是如何进行的,以及如何确保信息的准确传递。我尤其被书中关于“分布式锁”的章节所吸引。作者深入分析了分布式锁的必要性、实现方式以及潜在的死锁问题,并介绍了多种解决方案,这让我对如何在分布式环境中管理共享资源有了更深的理解。书中对“数据一致性”的讨论,更是让我大开眼界。作者详细阐述了各种一致性模型,并结合实际案例,说明了在不同场景下如何做出权衡。我被书中关于“向量时钟”和“版本向量”的讲解深深吸引,这让我理解了如何在没有中心协调者的情况下,追踪和解决数据冲突。总而言之,这本书的价值无法用言语来形容,它不仅提供了丰富的技术知识,更重要的是,它培养了我对分布式系统问题的深刻洞察力。

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我最近有幸拜读了《Distributed Systems》这本书,坦白说,在翻开它之前,我对于分布式系统的理解还停留在一些零散的概念和模糊的印象中。这本书就像一座灯塔,瞬间照亮了我前行的道路,让我对这个复杂而迷人的领域有了前所未有的清晰认知。作者以一种极其引人入胜的方式,将那些原本令人望而却步的技术细节,化为了易于理解的叙事。我特别欣赏它在讲解分布式一致性算法时所采用的类比,比如 Paxos 和 Raft 的梳理,让我能从日常生活的经验中找到共鸣,从而深入理解其背后的逻辑。书中对 CAP 定理的阐述,更是将选择的困境摆在了我面前,让我深刻体会到在设计分布式系统时,总需要在可用性、一致性和分区容错性之间做出艰难的权衡。这本书不仅止步于理论的讲解,更重要的是,它还穿插了大量真实世界的案例分析,从大型互联网公司的基础设施构建,到新兴技术在分布式场景下的应用,这些都让我看到理论与实践的完美结合,也为我日后面对实际问题提供了宝贵的借鉴。我尤其被书中关于“拜占庭将军问题”的讨论所吸引,这不仅仅是一个理论上的难题,更是分布式系统中不可忽视的安全挑战,作者深入浅出地剖析了各种解决方案的优劣,让我对如何构建更鲁棒、更安全的分布式系统有了更深的思考。总而言之,《Distributed Systems》这本书的价值远超我的预期,它不仅是一本技术书籍,更像是一次关于系统思维和工程智慧的启迪之旅。

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我必须承认,《Distributed Systems》这本书,彻底刷新了我对分布式系统复杂性的认知。在翻开它之前,我总觉得这是一个遥不可及的领域,充满了晦涩难懂的概念和令人望而却步的算法。然而,作者以一种极其清晰且引人入胜的方式,将这些复杂的技术细节娓娓道来。我特别欣赏书中关于“网络分区”的章节,作者用生动的例子,清晰地阐述了网络分区给分布式系统带来的挑战,以及各种应对策略,比如 Quorum 机制。这让我理解了在不可靠的网络环境中,如何保证系统的可用性和一致性。书中对“分布式缓存”的讲解,也让我受益匪浅。作者详细介绍了 Redis、Memcached 等缓存系统的原理、应用场景以及缓存一致性的挑战。这让我对如何利用缓存来提升系统性能有了更深的理解。我被书中关于“一致性模型”的讨论所深深吸引,作者深入浅出地解释了强一致性、最终一致性、因果一致性等模型,并结合实际应用,说明了它们之间的权衡和取舍。总而言之,这本书的价值远超我的预期,它不仅是一本技术书籍,更像是一次关于系统思维和工程智慧的启迪之旅。

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我必须说,《Distributed Systems》这本书,绝对是我近年来阅读过的最具有启发性的技术书籍之一。它的内容深度和广度都令人惊叹,并且作者的写作风格非常独特,能够将非常复杂的技术概念,用一种引人入胜的方式呈现出来。我特别喜欢书中关于“一致性模型”的讲解,作者并没有简单地罗列各种模型,而是从实际应用场景出发,详细阐述了强一致性、最终一致性、因果一致性等等模型之间的权衡和取舍。他通过生动的例子,比如银行转账和社交媒体更新,让我清晰地理解了在不同场景下选择何种一致性模型的重要性。书中对“共识算法”的深入剖析,比如 Paxos 的复杂性以及 Raft 的优雅,给我留下了深刻的印象。作者能够将这些理论算法转化为易于理解的流程图和类比,让我能够快速掌握其核心思想。我之前一直对“分布式事务”感到困惑,认为它是一个难以逾越的障碍,但这本书中的相关章节,让我对此有了全新的认识。作者详细解释了分布式事务的 ACID 特性以及在分布式环境下的实现难度,并介绍了各种解决方案的优缺点,让我能够更理性地看待这个问题。总而言之,这本书不仅仅是一本技术手册,更是一次关于分布式系统设计哲学和工程艺术的探索之旅。

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