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出版者:UK Office for Library Networking

作者:Lorcan Dempsey

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1991-01

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9780951685600

丛书系列:

图书标签:

• 图书馆学
• 网络
• 开放系统互连
• 信息技术
• 计算机网络
• 数据通信
• 标准化
• 信息检索
• 数字图书馆
• 网络协议

计算机网络架构与协议的演进：从局域网到全球互联 本书旨在深入探讨计算机网络在过去几十年中经历的结构性变革、核心技术驱动力以及支撑现代信息社会的关键协议栈。我们将侧重于网络理论的基础构建、网络设备的设计哲学，以及数据如何在不同规模的网络拓扑中高效、可靠地传输。 第一部分：网络基础与拓扑结构 本部分将构建理解现代网络的理论框架，从最基本的信号传输原理出发，逐步过渡到复杂的网络拓扑设计。 1. 信号传输与物理介质的物理学 网络通信的基石在于信息的物理承载。我们将详细分析电信号、光信号在不同介质（如双绞线、同轴电缆、光纤）中的传播特性。讨论趋肤效应、串扰、衰减和延迟对数据速率的限制。深入研究光纤通信的原理，包括单模与多模光纤的差异、波分复用（WDM）技术如何最大化单根光纤的容量，以及光学网络中的信号放大与再生技术。 2. 局域网（LAN）的早期形态与演进 重点考察局域网技术的起源和发展。从最早的以太网（Ethernet）的共享介质结构（如总线型拓扑）出发，分析CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）机制如何解决共享介质下的冲突问题。随后，详述从共享介质到交换式网络（Switched Networks）的过渡。讨论二层交换机的工作原理，MAC地址表构建的算法，以及全双工通信如何彻底改变了局域网的性能瓶颈。还将涵盖无线局域网（WLAN）的基础，特别是IEEE 802.11标准系列（如802.11a/b/g/n/ac/ax）中的调制技术、信道管理和安全机制。 3. 网络拓扑结构与设计原则 分析不同拓扑结构（星型、环型、网状、树型）的优缺点及其在实际环境中的应用场景。讨论网络设计中的冗余性、可扩展性与故障隔离的重要性。介绍层次化网络设计模型——核心层、汇聚层与接入层的划分，以及这种分层结构如何优化性能、简化管理和降低成本。 第二部分：网络协议栈与互操作性 本部分聚焦于支撑全球数据交换的协议框架，特别是对TCP/IP协议族的深入剖析。 4. OSI参考模型与TCP/IP协议族的对比分析 详细阐述七层OSI模型（物理层到应用层）的职责划分，并将其与事实标准TCP/IP的四层或五层模型进行精确对照。重点分析在每一层，数据封装（PDU）是如何进行的，以及数据在接收端如何进行相应的解封装过程。 5. 互联网寻址与路由基础 深入研究IP（网际协议）的工作机制。解析IPv4的地址结构、子网划分（Subnetting）和无类别域间路由（CIDR）技术，以及地址耗尽背景下向IPv6过渡的驱动力。详细描述IPv6的地址空间、扩展头部结构和任播（Anycast）概念。在路由方面，区分内部网关协议（IGP，如RIP、OSPF、EIGRP）和外部网关协议（EGP，如BGP）的设计目标和工作原理。重点分析BGP的路径属性和策略控制机制，理解其作为“互联网的粘合剂”的作用。 6. 传输层：可靠性与效率的权衡 探讨TCP（传输控制协议）的核心机制。分析其三次握手建立连接、四次挥手终止连接的过程，以及滑动窗口机制、流量控制和拥塞控制算法（如Tahoe, Reno, CUBIC）如何确保数据流的可靠性和公平性。对比UDP（用户数据报协议）的无连接特性，讨论其在需要低延迟的应用（如DNS、VoIP）中的优势。 7. 域名系统（DNS）的架构与解析流程 解析DNS的分布式数据库结构，包括根域名服务器、TLD服务器和权威域名服务器的角色。详细描述DNS查询的递归查询和迭代查询过程，以及DNS记录类型（A, MX, CNAME, SOA等）的功能。探讨DNS安全扩展（DNSSEC）的基本原理。 第三部分：网络服务、安全与未来趋势 本部分将超越基本的数据传输，探讨网络上层服务的实现，以及网络安全态势的演变。 8. 网络管理与服务协议 研究如何管理和监控复杂的网络基础设施。深入分析简单网络管理协议（SNMP）的运作机制（Get, Set, Trap操作），以及集中式网络管理系统的架构。讨论DHCP（动态主机配置协议）的工作流程，以及NTP（网络时间协议）对保证分布式系统时间同步的重要性。 9. 网络安全基础与防御技术 分析网络安全威胁的常见向量，如拒绝服务攻击（DoS/DDoS）、中间人攻击、端口扫描和恶意软件传播。讨论网络层面的防御措施，包括防火墙的策略配置（状态检测、深度包检测）、入侵检测/防御系统（IDS/IPS）的部署与规则集分析。探讨VPN技术（IPsec和SSL/TLS VPN）如何提供远程访问的安全隧道。 10. 软件定义网络（SDN）与网络虚拟化 探讨传统网络架构中控制平面与数据平面耦合带来的僵化性。介绍SDN的核心理念——集中控制，并分析OpenFlow协议在解耦过程中扮演的关键角色。讨论控制器与转发设备之间的交互方式，以及SDN如何支持更快速的网络配置、流量工程和资源隔离。简要介绍网络功能虚拟化（NFV）如何将网络服务（如负载均衡器、防火墙）软件化并在通用硬件上运行，以提高敏捷性。 11. 网络性能评估与故障诊断工具 介绍用于衡量网络性能的关键指标，如延迟、抖动、丢包率和吞吐量。系统地介绍诊断工具集，例如`ping`（ICMP测试）、`traceroute`/`tracert`（路径分析）、`netstat`（连接状态检查）和数据包捕获工具（如Wireshark）的使用方法和数据解读，以实现对网络问题的精确隔离和修复。 本书旨在为读者提供一个全面的、技术驱动的网络知识体系，强调协议设计背后的工程决策与权衡。

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