Protocols and Architectures for Wireless Sensor Networks

Protocols and Architectures for Wireless Sensor Networks pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Wiley
作者:Holger Karl
出品人:
页数:526
译者:
出版时间:2005-06-24
价格:USD 130.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780470095102
丛书系列:
图书标签:
  • 无线传感器网络
  • 传感器网络
  • 协议
  • 架构
  • 无线通信
  • 物联网
  • 嵌入式系统
  • 数据通信
  • 网络安全
  • 低功耗设计
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具体描述

Wireless sensor networks will revolutionise applications such as environmental monitoring, home automation, and logistics.

Protocols and Architectures for Wireless Sensor Networks provides a thorough description of the most important issues and questions that have to be addressed in a wireless sensor network. Wireless sensor networks combine current research trends from a number of different disciplines – hardware design, information & signal processing, and communication networks to name but a few. This single resource makes the crucial aspects of these research fields accessible to the reader. The authors give an overview of the current state-of-the-art and put all the individual solutions into perspective with each other.

Protocols and Architectures for Wireless Sensor Networks:

Covers architectures and communications protocols in detail, illustrating solutions with practical implementation examples and case studies.

Provides an understanding of mutual relationships and dependencies between different protocols and architectural decisions.

Offers an in-depth investigation of relevant protocol mechanisms.

Shows which protocols are suitable for which tasks within a wireless sensor network and in which circumstances they perform efficiently.

This singular text provides academic researchers, graduate students in computer science, computer engineering, and electrical engineering, as well as practitioners in industry and research engineers, with an understanding of the specific design challenges and solutions for wireless sensor networks.

"I am deeply impressed by the book of Karl & Willig. It is by far the most complete source for wireless sensor networks...The book covers almost all topics related to sensor networks, gives an amazing number of references, and, thus, is the perfect source for students, teachers, and researchers. Throughout the book the reader will find high quality text, figures, formulas, comparisons etc. - all you need for a sound basis to start sensor network research." <blockquote dir="ltr"> <blockquote dir="ltr">

Prof. Jochen Schiller, Institute of Computer Science, Freie Universität Berlin </blockquote> </blockquote>

探索现代通信的基石:下一代网络架构与协议设计 图书简介 在信息技术飞速发展的今天,对高效、可靠、安全的数据传输网络的需求达到了前所未有的高度。本书旨在深入剖析支撑现代通信系统的核心原理、关键技术以及前瞻性的架构设计。我们不再仅仅关注无线传感器网络这一特定领域,而是将视野拓展到涵盖固定与移动网络、有线与无线融合、软件定义基础设施等更宏大的技术图景中。本书是为网络工程师、系统架构师、高级研究人员以及对下一代信息基础设施构建感兴趣的专业人士量身打造的深度指南。 第一部分:现代网络范式的演进与基础理论 本部分将首先梳理自传统TCP/IP架构以来,网络技术如何适应不断变化的应用需求(如物联网、边缘计算、超高清视频流等)而进行根本性的变革。我们将从信息论和排队论的视角,回顾数据传输效率的理论极限,并探讨信道编码、多址接入等基础概念如何影响实际网络的性能。 1. 信息时代对网络的新要求: 分析大连接、高带宽、低延迟、高可靠性等驱动网络技术创新的核心需求。重点讨论云计算、雾计算和边缘计算对网络拓扑和资源调度的影响。 2. 网络分层模型的重构: 审视经典的OSI和TCP/IP模型在面对虚拟化、软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)时的局限性。引入面向服务的网络(SON)和意图驱动网络(IDN)的概念,探讨控制平面与数据平面的解耦如何重塑网络管理范式。 3. 物理层与数据链路层的最新进展: 深入探讨先进的调制解调技术(如正交频分复用OFDM的最新变体)、大规模多输入多输出(Massive MIMO)系统在宏观网络层面的应用潜力,以及先进的链路聚合和流量整形技术,以应对频谱稀缺和传输速率的瓶颈。 第二部分:核心网络架构的创新与实践 本书的第二部分聚焦于构建下一代网络的骨干和关键基础设施。我们将详细解析当前主流和新兴的网络架构设计理念,并辅以实际案例说明其工程实现。 1. 软件定义网络(SDN)的深度剖析: 不仅仅停留在概念层面,本书将深入探讨OpenFlow协议的演进、控制器集群的高可用性设计、南向与北向接口的标准化挑战,以及如何在大型企业和运营商网络中安全、稳定地部署SDN。我们将分析基于流表的转发机制与传统路由协议的集成策略。 2. 网络功能虚拟化(NFV)的生态系统: 详细介绍NFV的架构框架(NFVI、VIM、MANO),重点讨论虚拟网络功能(VNF)的生命周期管理、性能优化(如DPDK、SR-IOV的应用),以及NFV如何赋能网络服务的快速部署和弹性伸缩。 3. 确定性网络(DetNet)与时间敏感通信: 针对工业控制、自动驾驶等对时间抖动和丢包率有严格要求的应用场景,本书将详细阐述基于IEEE 802.1 TSN(时间敏感网络)的标准簇,包括时间同步、流量整形、拥塞控制的专用机制,以及如何在IP层实现端到端的确定性服务质量保障。 4. 网络切片(Network Slicing)的实现机制: 在5G及未来网络中,如何通过逻辑隔离和资源预留,为不同垂直行业提供定制化的网络服务。我们将探讨切片管理器的设计、资源池的动态分配策略,以及跨域切片的互操作性问题。 第三部分:前沿传输协议与路由机制 传输层和网络层是网络通信的灵魂。本部分将超越传统的TCP/UDP,探讨适应新型网络环境的传输协议和高效的路由选择算法。 1. 新一代传输层协议的挑战与机遇: 深入分析QUIC协议的设计哲学,包括其基于UDP的可靠性保证、快速握手机制、连接迁移能力,以及它对HTTP/3生态的推动作用。同时,比较研究其他新兴传输协议在特定场景(如低带宽、高延迟链路)下的适用性。 2. 大规模路由与地址规划: 面对IPv6的广泛部署和地址资源的复杂性,本书将探讨BGP的扩展、路径优化技术(如Segment Routing,SR),以及如何在复杂的网络拓扑中实现快速的故障收敛和流量工程。特别关注内容中心网络(CCN)和信息中心网络(ICN)对传统IP寻址范式的颠覆性思考。 3. 拥塞控制的自适应演进: 传统拥塞控制算法在应对突发流量和异构延迟环境时的不足。我们将详细分析如BBR(Bottleneck Bandwidth and Round-trip propagation time)等基于反馈的拥塞控制机制,及其在数据中心网络(DCN)和广域网优化中的应用。 第四部分:网络安全、可观测性与自动化运维 一个健壮的网络必须是安全的、可被洞察的,并且是高度自动化的。 1. 网络安全态势感知与零信任架构: 探讨如何利用大数据分析和机器学习技术,实时检测网络中的异常流量和潜在威胁。重点介绍零信任模型(Zero Trust Architecture)在网络访问控制、微隔离和东西向流量安全中的具体落地方法。 2. 网络遥测(Telemetry)与深度可观测性: 比较传统SNMP与现代流式遥测(如gRPC, NetFlow/IPFIX的增强版)的优劣。阐述如何构建高性能的数据采集、处理和可视化管道,以获取对网络状态的细粒度、近乎实时的洞察。 3. 网络自动化与AIOps的融合: 讲解如何利用Python、Ansible、SaltStack等工具实现网络配置管理的自动化。更进一步,本书将探讨如何利用强化学习等先进AI技术,辅助进行资源调度优化、容量规划和故障预测,实现真正的自主网络管理。 总结 本书超越了对单一技术领域的局限性探讨,致力于为读者构建一个全面、深入、具有前瞻性的现代通信网络知识体系。通过对架构、协议、安全和运维等多个维度的细致梳理与分析,读者将能够掌握设计、部署和优化未来复杂信息基础设施所必需的核心能力。

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读后感

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用户评价

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这本书我早就想买了,听名字就觉得内容会非常深入浅出。无线传感器网络这个领域,我一直觉得概念很吸引人,但具体的技术细节又有点望而却步。我期待这本书能像一位经验丰富的向导,带我一步步了解那些“协议”和“架构”到底是怎么一回事。比如,在处理大规模节点通信时,有没有什么巧妙的设计能避免拥堵?不同传感器之间是如何协同工作的?能量收集技术在其中扮演着怎样的角色?我希望这本书能解答这些我一直以来在脑海中萦绕的问题,而不是仅仅停留在理论层面。我特别关注的是,作者是否能用清晰易懂的语言,辅以恰当的图示和例子,来解释那些可能比较抽象的概念。如果能结合一些实际的应用案例,那就更好了,比如在环境监测、智能家居或者工业自动化等领域,这些技术是如何落地并发挥作用的。总的来说,我希望能从这本书中获得扎实的理论基础,同时也能对无线传感器网络的实际应用有更深刻的认识,能够将学到的知识与我正在进行的学习或项目联系起来,产生实际的启发和帮助。

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我早就听说过无线传感器网络在未来科技发展中的重要地位,但对于其具体的技术细节,我始终觉得有些模糊。这本书的书名,仿佛一位经验丰富的技术向导,让我看到了希望。我非常期待它能详细阐述“协议”的奥秘。例如,在资源受限的传感器节点上,如何设计出既能保证通信质量又能最大限度节省电力的协议?各种主流的传感器网络协议,比如IEEE 802.15.4,以及在此基础上衍生的Zigbee和Thread等,它们在工作原理、优缺点以及适用场景上都有哪些区别?我希望书中能够提供清晰的对比分析。此外,对于“架构”的设计,我也充满了好奇。如何组织这些分散的传感器节点,形成一个能够协同工作的整体?如何进行网络的部署、管理和维护?我希望书中能够介绍一些典型的传感器网络架构,并深入分析其在可扩展性、鲁棒性和能效方面的优势和挑战。我期待通过阅读这本书,能够建立起对无线传感器网络一个全面而深入的理解,并为我未来的学习和研究提供坚实的基础。

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我一直对物联网及其背后的支撑技术抱有浓厚的兴趣,而无线传感器网络无疑是物联网的核心组成部分之一。这本书的书名立刻吸引了我的注意,因为它直接指向了构建这类网络所必须的两个关键要素——协议和架构。我希望这本书能提供一个系统性的视角,帮助我理解这些看似复杂的技术是如何被组织和管理的。我特别想知道,在低功耗、低带宽的传感器节点上,有哪些创新的通信协议被设计出来以满足其特殊需求?例如,如何在有限的能量条件下实现长距离通信,又如何确保多个节点同时发送数据时不会发生冲突?同时,关于网络架构的部分,我也非常期待。如何进行节点的部署和管理?如何设计出高效的数据传输路径?如何处理网络中的故障和冗余?这本书如果能结合一些经典的架构模型,并分析其优缺点,我会觉得收获非常大。我希望它不仅仅是理论的堆砌,更能提供一些实践性的指导,让我能够更好地理解和应用这些知识。

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在翻阅这本书之前,我脑海中对于“无线传感器网络”的理解,还停留在一些零散的科普概念上。我对它的潜力和应用前景充满好奇,但对于其底层是如何实现的,我总觉得缺乏一个清晰的脉络。这本书的书名,如同一扇门,让我看到了深入探索的希望。我特别想了解,在构建一个庞大的传感器网络时,如何才能保证数据的可靠性和时效性?不同的通信协议,比如Zigbee、LoRaWAN或者Wi-Fi HaLow,它们各自的优劣势是什么,又适用于哪些不同的场景?我希望这本书能对这些主流协议进行详细的分析和比较,不仅仅是列出它们的特性,更要说明它们在实际部署中会遇到的挑战以及解决方案。此外,我对网络架构的设计也非常感兴趣。如何有效地组织成千上万的传感器节点,如何进行层次化的管理和数据汇聚,这些都是我希望从书中找到答案的关键问题。我期待这本书能提供一些设计原则和最佳实践,帮助我理解如何构建一个高效、鲁棒且可扩展的无线传感器网络。

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当我看到这本书的书名时,我立刻被它所传达的专业性和深入性所吸引。无线传感器网络,这个充满未来感的技术领域,一直是我想要深入了解的对象。我希望这本书能够为我打开一扇通往其核心技术的大门。我特别想了解,在众多的无线通信技术中,哪些协议是最适合传感器网络的?它们在数据传输的可靠性、能耗以及成本方面是如何权衡的?我期待书中能够对这些协议进行详细的解释,并分析它们在不同应用场景下的适用性。同时,我同样关注“架构”这个词。一个庞大的传感器网络是如何被组织起来的?节点的拓扑结构有哪些常见的类型?如何进行有效的路由选择和数据管理?我希望这本书能够提供一些清晰的设计思路和范例,帮助我理解如何构建一个稳定、高效且可扩展的传感器网络。如果书中能够包含一些关于网络安全方面的讨论,那将是锦上添花,因为在物联网时代,安全性是至关重要的一环。

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