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《创建高级交换型互联网》由程庆梅主编，内容围绕现代网络中二、三层交换技术展开，主要包括虚拟局域网技术、生成树技术、VLAN间通信、路由及访问控制和病毒防护等，并对交换网络高级技术，如组播技术和虚拟路由冗余技术作了深入浅出的论述。
《创建高级交换型互联网》读者对象为本科、职业院校开设相关课程的师生；参加各省市及全国职业技能大赛的师生；考取神州数码网络认证的人士(与工业和信息化部、人力资源和社会保障部联合认证事宜请参考神州数码网络有限公司网站www.dcnetworks.com.cn)；从事大中型局域网工程技术工作的人士以及热爱计算机网络技术的各界人士。
本书配套电子资源(电子课件等)，方便教师教学，需要者可到机械工业出版社教材服务网www.cmpedu.com下载或联系责任编辑免费索取(010-88379194)，也可联系神州数码网络有限公司相关业务人员索取。
纵横网络：构建下一代通信的基石 本书并非探究“创建高级交换型互联网”这一既定主题，而是将目光投向了更为广阔的、支撑未来信息社会运转的通信技术领域。我们致力于揭示那些驱动现代网络演进的底层逻辑，分析当前互联网架构面临的挑战，并前瞻性地展望即将重塑我们数字生活的新一代通信范式。 第一部分：互联网的过去与现在——回溯与审视 在深入探讨未来之前，我们有必要回溯互联网发展的壮丽史诗。本书的第一部分将系统梳理互联网从其雏形到如今的演进历程，重点分析几个关键的里程碑： 分组交换的革命： 从电路交换到分组交换的根本性转变，理解其核心原理、优势以及对信息传播方式的颠覆性影响。我们将深入剖析数据包的封装、路由和解封装过程，解释为何这种“尽力而为”的模式能以极高的效率承载海量信息。 TCP/IP协议栈的奠基： 探讨TCP/IP协议族如何在标准化和互操作性方面发挥了至关重要的作用，使其成为互联网真正意义上的通用语言。我们将详细解析TCP的可靠传输机制（三次握手、四次挥手、流量控制、拥塞控制）和IP的寻址与路由功能，以及UDP在实时通信场景下的应用。 域名系统（DNS）的演化： 分析DNS如何将复杂的IP地址转化为易于记忆的域名，以及其分布式、层级化的架构如何保证了全球网络的可用性。我们将讨论DNS的查询过程、记录类型以及其面临的安全性挑战。 早期网络架构的局限性： 审视随着互联网用户数量和流量的爆炸式增长，传统网络架构在可扩展性、安全性、管理复杂性等方面逐渐显露出的瓶颈。这包括核心路由器的拥塞、带宽瓶颈、以及中心化控制带来的单点故障风险。 当前互联网的挑战： 详细剖析当前互联网面临的现实困境。这涵盖了： 带宽的持续需求： 随着高清视频、VR/AR、物联网设备的普及，对网络带宽的需求呈指数级增长，传统的光纤网络在部署和升级上也面临成本和技术难题。 延迟的不可接受： 实时交互应用（如在线游戏、远程手术、自动驾驶）对网络延迟极为敏感，而现有互联网的端到端传输模型往往难以满足严苛的时延要求。 安全性与隐私的威胁： 网络攻击日益复杂，DDoS攻击、数据泄露、中间人攻击等问题层出不穷，用户隐私也面临前所未有的挑战。传统的安全防护机制已显不足。 网络拥塞与不稳定： 流量的峰谷效应导致网络资源的浪费和不均衡，一旦发生故障，影响范围可能非常广。 僵化的控制平面： 传统的网络设备固化了控制逻辑，难以实现灵活的网络管理和快速的服务部署，创新受限。 绿色计算与能源效率： 数据中心和网络设备的能耗日益增加，对环境和运营成本都构成了巨大压力。 第二部分：新兴技术的萌芽——驱动变革的力量 为了应对上述挑战，一系列颠覆性的技术正在孕育和发展，它们为构建下一代通信网络提供了强大的驱动力。本部分将深入探讨这些关键技术： 软件定义网络（SDN）： 理念与架构： 详细解析SDN的核心思想——将网络的控制逻辑与数据转发平面分离。介绍其典型的三层架构：应用层、控制层（SDN控制器）和基础设施层（交换机）。 关键技术： 深入分析OpenFlow等南向接口协议，以及北向接口在应用层与控制器之间的交互。 带来的优势： 重点阐述SDN如何实现网络的可编程性、集中式管理、虚拟化以及更灵活的策略部署。分析其在提高网络敏捷性、降低运营成本、加速服务创新方面的潜力。 应用场景： 讨论SDN在数据中心网络、企业网、骨干网中的实际应用，以及其对网络运营商的颠覆性影响。 网络功能虚拟化（NFV）： 概念与目标： 解释NFV如何将传统的专用硬件网络设备（如路由器、防火墙、负载均衡器）的功能，通过软件的形式运行在通用的服务器硬件上。 关键组件： 介绍虚拟化网络功能（VNF）、管理与编排（MANO）框架。 NFV与SDN的协同： 探讨NFV与SDN结合所产生的强大 synergy，如何共同构建更灵活、高效、可扩展的“云原生”网络。 推动网络转型： 分析NFV如何降低CAPEX和OPEX，缩短新服务上市时间，并支持敏捷的网络部署和弹性扩展。 边缘计算（Edge Computing）： 需求与驱动： 阐述物联网、5G、AI等技术的快速发展对数据处理时延、带宽和隐私提出的新要求，以及边缘计算应运而生的原因。 架构与部署： 探讨边缘计算的层次化架构，从设备边缘、网络边缘到区域边缘的计算能力分布。 核心优势： 详细分析边缘计算在降低时延、节省核心网络带宽、提升数据隐私和安全、实现实时分析和决策等方面的独特价值。 应用前景： 展望边缘计算在智能制造、智慧城市、自动驾驶、智慧医疗等领域的广阔应用前景。 第五代移动通信技术（5G）的赋能： 核心特性： 深入剖析5G的增强移动宽带（eMBB）、海量机器类通信（mMTC）和超可靠低时延通信（uRLLC）三大场景，以及它们对网络能力提出的全新要求。 网络架构演进： 探讨5G核心网的云原生设计、服务化架构（SBA）以及网络切片等关键技术。 与边缘计算的融合： 分析5G如何与边缘计算深度融合，赋能低时延、高可靠性的应用，如AR/VR、工业自动化、车联网等。 第三部分：未来的蓝图——构建下一代通信基础设施 在掌握了核心技术之后，本书的第三部分将聚焦于如何将这些技术整合，构建面向未来的通信基础设施。我们不会局限于单一的解决方案，而是探讨一个更为宏观和综合的视角： 智能与自主网络： AI在网络中的作用： 探讨人工智能和机器学习如何被应用于网络流量预测、故障诊断、性能优化、安全态势感知以及自动化运维。 意图驱动的网络（Intent-Based Networking）： 分析如何将业务需求转化为网络可执行的“意图”，从而实现网络的智能化管理和自适应调整。 自愈与自优化的网络： 展望未来网络如何具备自主检测、诊断和修复故障的能力，以及如何实时优化资源分配以满足不断变化的服务需求。 网络切片（Network Slicing）的精髓： 概念与原理： 详细解释网络切片如何允许运营商在共享的物理基础设施上，创建多个逻辑上独立的、端到端的网络，以满足不同业务场景的定制化需求。 实现机制： 探讨基于SDN/NFV的网络切片技术，以及如何实现切片的动态创建、管理和卸载。 价值与应用： 分析网络切片如何在5G时代支持垂直行业（如工业互联网、车联网、智能电网）的差异化需求，实现“为每个应用定制网络”。 新型传输技术与架构： 下一代光网络： 探讨更高的频谱效率、更低的传输损耗、以及更灵活的光网络架构，如相干光通信、波长选择交换等。 分布式算力网络： 设想未来网络不仅仅是信息的管道，更是算力的载体。如何将计算资源、存储资源与网络资源进行更紧密的耦合，实现算力按需分配。 互联互通的挑战与机遇： 关注不同网络域（如固定网络、移动网络、卫星网络）之间的无缝互联互通，以及IPv6的普及对全球互联互通的影响。 安全与隐私的重塑： 零信任安全模型： 探讨为何在日益复杂的威胁环境中，传统的边界安全模型已不再适用，而零信任模型成为必然趋势。 分布式身份与加密技术： 分析区块链、去中心化身份（DID）、端到端加密等技术如何为未来的网络安全和用户隐私提供新的保障。 隐私保护的计算范式： 介绍同态加密、联邦学习等技术，如何在不暴露原始数据的前提下进行数据分析和模型训练。 可持续发展的网络： 绿色网络设计： 探讨如何通过更高效的硬件、智能的流量管理、以及分布式的计算架构，降低网络的能耗。 资源的最优分配： 如何在满足业务需求的同时，最大化能源利用效率，减少碳排放。 结语 本书的编写旨在为读者提供一个全面而深入的视角，理解当前通信网络面临的挑战，掌握驱动变革的关键技术，并共同展望和勾勒下一代通信基础设施的蓝图。我们相信，通过对这些前沿领域的探索，能够激发更多创新思维，为构建一个更智能、更可靠、更普惠的数字未来奠定坚实的基础。本书并非提供现成的“创建”指南，而是引导读者理解“如何思考”和“如何构建”，共同参与到这场波澜壮阔的网络演进之中。
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