采用「系統方法」,將網絡看作由相互關聯的模塊構成的交互式系統,通過豐富的因特網實例解析網絡工作原理和應用設計方法。
每章都以啟發式問題開篇,章末輔以相關資源和習題,以完整的端到端系統為重點,不囿於傳統分層模型。
本書涵蓋網絡連接、交換和分組、TCP/IP協議、網絡安全等基礎理論和協議,第5版更新了無線技術、Web服務、域間路由和邊界網關協議、多媒體應用協議等內容。
本書可作為計算機相關專業研究生或高年級本科生的教材,也可供專業技術人員閱讀參考。
拉里,L.彼得森,普林斯頓大學計算機科學系的RobertE.Kahn教授,普林斯頓大學PlanetLabConsortium主管。
2003~2009年期間擔任普林斯頓大學計算機科學系主任,曾任NSF的GEN1行動計划規划組主席。
他的主要研究方向為網絡系統的設計與實現,以及因特網規模的分布式系統部署,包括應用廣泛的PlanetLab和MeasurementLab平台。
目前主要從事OpenCIoud雲平台的開發工作。
從普林斯頓大學退休后,Peterson教授依然積極活躍在學術界和工業界。
他現在是亞利桑那大學計算機系教授,Akamai(雲計算服務和內容分發網絡(CDN)的領先供應商)公司的戰略顧問,OpenNetworkingLab首席架構師。
布魯斯S.戴維,擁有英國愛丁堡大學計算機科學博士學位,於1995年加入Cisco公司成為一名系統架構師,並於1998年獲得Cisco特別會員榮譽稱號。在加入Cisco之前。Davie博士還曾擔任貝爾通信研究公司的首席科學家。
Davie博士在2012年加入網絡虛擬化公司Nicira擔任首席架構師。
隨着2012年8月VMware收購Nicira,他加入VMware公司,目前是VMware公司網絡和安全部門CTO和首席工程師。
Davie博士在2009年成為ACM數據通信專業組(SlGCOMM)主席。
並被選為ACM會士。
他還是互聯網工程任務小組(InternetEngineeringTaskForce,IETF)的積極參與者。
他具有20多年網絡和通信行業經驗,編著了多本教材和技術圖書,主持設計了MPL.S協議,並參與開發了很多重要的因特網技術。
他曾在MIT擔任客座講師,主講計算機網絡課程。
目錄
出版者的話
譯者序
序言
第1版序言
前言
本書贊譽
第1章 基礎
問題:建造一個網絡
1.1應用
1.2需求
1.2.1視角
1.2.2可擴展的連通性
1.2.3高性價比的資源共享
1.2.4支持通用服務
1.2.5可管理性
1.3網絡體系結構
1.3.1分層和協議
1.3.2因特網體系結構
1.4實現網絡軟件
1.4.1應用程序編程接口(套接字)
1.4.2應用實例
1.5性能
1.5.1帶寬和時延
1.5.2延遲帶寬積
1.5.3高速網絡
1.5.4應用程序性能需求
1.6小結
接下來會發生什麼:雲計算
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習題
第2章 開始連接
問題:連接到網絡
2.1連接概覽
2.2編碼(NRZ、NRZI、曼徹斯特、4B/5B)
2.3組幀
2.3.1面向字節的協議(BISYNC、PPP、DDCMP)
2.3.2面向比特的協議(HDLC)
2.3.3基於時鍾的組幀(SONET)
2.4差錯檢測
2.4.1二維奇偶校驗
2.4.2因特網校驗和算法
2.4.3循環冗余校驗
2.5可靠傳輸
2.5.1停止—等待
2.5.2滑動窗口
2.5.3並發邏輯信道
2.6以太網和多路訪問網絡(802.3)
2.6.1物理特性
2.6.2訪問協議
2.6.3以太網使用經驗
2.7無線
2.7.1802.11/Wi—Fi
2.7.2藍牙(802.15.1)
2.7.3蜂窩電話技術
2.8小結
接下來會發生什麼:「物聯網」
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習題
第3章 網絡互聯
問題:並不是所有網絡都是直接相連的
3.1交換和橋接
3.1.1數據報
3.1.2虛電路交換
3.1.3源路由
3.1.4網橋和局域網交換機
3.2互聯網基礎(IP)
3.2.1什麼是互聯網?
3.2.2服務模型
3.2.3全局地址
3.2.4IP數據報轉發
3.2.5子網划分和無類地址
3.2.6地址轉換(ARP)
3.2.7主機配置(DHCP)
3.2.8差錯報告(ICMP)
3.2.9虛擬網絡和隧道
3.3路由
3.3.1用圖表示網絡
3.3.2距離向量(RIP)
3.3.3鏈路狀態(OSPF)
3.3.4度量
3.4實現和性能
3.4.1交換基礎
3.4.2端口
3.4.3交換結構
3.4.4路由器的實現
3.5小結
接下來會發生什麼:未來因特網
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習題
第4章 高級網絡互聯
問題:擴展到數十億節點
4.1全球互聯網
4.1.1路由區
4.1.2域間路由(BGP)
4.1.3IP版本6(IPv6)
4.2多播
4.2.1多播地址
4.2.2多播路由(DVMRP、PIM、MSDP)
4.3多協議標簽交換(MPLS)
4.3.1基於目的地的轉發
4.3.2顯式路由
4.3.3虛擬專用網和隧道
4.4移動設備之間的路由
4.4.1移動網絡的挑戰
4.4.2路由到移動主機(移動IP)
4.5小結
接下來會發生什麼:部署IPv6
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習題
第5章 端到端協議
問題:進程間如何通信
5.1簡單多路分解(UDP)
5.2可靠字節流(TCP)
5.2.1端到端問題
5.2.2報文段格式
5.2.3連接建立與終止
5.2.4滑動窗口再討論
5.2.5觸發傳輸
5.2.6自適應重傳
5.2.7記錄邊界
5.2.8TCP擴展
5.2.9性能
5.2.10其他設計選擇
5.3遠程過程調用
5.3.1RPC基礎
5.3.2RPC實現(SunRPC、DCE)
5.4實時應用程序傳輸(RTP)
5.4.1需求
5.4.2RTP設計
5.4.3控制協議
5.5小結
接下來會發生什麼:傳輸協議多樣性
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習題
第6章 擁塞控制與資源分配
問題:分配資源
6.1資源分配問題
6.1.1網絡模型
6.1.2分類方法
6.1.3評價標准
6.2排隊規則
6.2.1FIFO
6.2.2公平排隊
6.3TCP擁塞控制
6.3.1加性增/乘性減
6.3.2慢啟動
6.3.3快速重傳和快速恢復
6.4擁塞避免機制
6.4.1DECbit
6.4.2隨機早期檢測(RED)
6.4.3基於源的擁塞避免
6.5服務質量
6.5.1應用需求
6.5.2綜合服務(RSVP)
6.5.3區分服務(EF、AF)
6.5.4基於等式的擁塞控制
6.6小結
接下來會發生什麼:網絡重構
擴展閱讀
習題
第7章 端到端數據
問題:我們用數據做什麼?
7.1表示格式化
7.1.1分類方法
7.1.2例子(XDR、ASN.1、NDR)
7.1.3標記語言(XML)
7.2多媒體數據
7.2.1無損壓縮技術
7.2.2圖像表示和壓縮(GIF、JPEG)
7.2.3視頻壓縮(MPEG)
7.2.4在網上傳輸MPEG
7.2.5音頻壓縮(MP3)
7.3小結
接下來會發生什麼:無處不在的視頻
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習題
第8章 網絡安全
問題:安全攻擊
8.1密碼基礎
8.1.1密碼原理
8.1.2對稱密鑰密碼
8.1.3公鑰密碼
8.1.4認證碼
8.2密鑰預分發
8.2.1公鑰預分發
8.2.2對稱密鑰預分發
8.3認證協議
8.3.1原始性和時效性技術
8.3.2公鑰認證協議
8.3.3對稱密鑰認證協議
8.3.4Diffie—Hellman密鑰協商
8.4系統實例
8.4.1良好隱私(PGP)
8.4.2安全外殼(SSH)
8.4.3傳輸層安全(TLS、SSL、HTTPS)
8.4.4IP安全(IPsec)
8.4.5無線安全(802.11i)
8.5防火牆
8.6小結
接下來會發生什麼:面對安全
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習題
第9章 應用
問題:應用需要自己的協議
9.1傳統應用
9.1.1電子郵件(SMTP、MIME、IMAP)
9.1.2萬維網(HTTP)
9.1.3Web服務
9.2多媒體應用
9.2.1會話控制和呼叫控制(SDP、SIP、H.323)
9.2.2多媒體應用的資源分配
9.3基礎設施服務
9.3.1名字服務(DNS)
9.3.2網絡管理(SNMP)
9.4覆蓋網絡
9.4.1路由覆蓋
9.4.2對等網
9.4.3內容分發網絡
9.5小結
接下來會發生什麼:新的網絡體系結構
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習題
習題選答
術語
參考文獻
譯者序
序言
第1版序言
前言
本書贊譽
第1章 基礎
問題:建造一個網絡
1.1應用
1.2需求
1.2.1視角
1.2.2可擴展的連通性
1.2.3高性價比的資源共享
1.2.4支持通用服務
1.2.5可管理性
1.3網絡體系結構
1.3.1分層和協議
1.3.2因特網體系結構
1.4實現網絡軟件
1.4.1應用程序編程接口(套接字)
1.4.2應用實例
1.5性能
1.5.1帶寬和時延
1.5.2延遲帶寬積
1.5.3高速網絡
1.5.4應用程序性能需求
1.6小結
接下來會發生什麼:雲計算
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習題
第2章 開始連接
問題:連接到網絡
2.1連接概覽
2.2編碼(NRZ、NRZI、曼徹斯特、4B/5B)
2.3組幀
2.3.1面向字節的協議(BISYNC、PPP、DDCMP)
2.3.2面向比特的協議(HDLC)
2.3.3基於時鍾的組幀(SONET)
2.4差錯檢測
2.4.1二維奇偶校驗
2.4.2因特網校驗和算法
2.4.3循環冗余校驗
2.5可靠傳輸
2.5.1停止—等待
2.5.2滑動窗口
2.5.3並發邏輯信道
2.6以太網和多路訪問網絡(802.3)
2.6.1物理特性
2.6.2訪問協議
2.6.3以太網使用經驗
2.7無線
2.7.1802.11/Wi—Fi
2.7.2藍牙(802.15.1)
2.7.3蜂窩電話技術
2.8小結
接下來會發生什麼:「物聯網」
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習題
第3章 網絡互聯
問題:並不是所有網絡都是直接相連的
3.1交換和橋接
3.1.1數據報
3.1.2虛電路交換
3.1.3源路由
3.1.4網橋和局域網交換機
3.2互聯網基礎(IP)
3.2.1什麼是互聯網?
3.2.2服務模型
3.2.3全局地址
3.2.4IP數據報轉發
3.2.5子網划分和無類地址
3.2.6地址轉換(ARP)
3.2.7主機配置(DHCP)
3.2.8差錯報告(ICMP)
3.2.9虛擬網絡和隧道
3.3路由
3.3.1用圖表示網絡
3.3.2距離向量(RIP)
3.3.3鏈路狀態(OSPF)
3.3.4度量
3.4實現和性能
3.4.1交換基礎
3.4.2端口
3.4.3交換結構
3.4.4路由器的實現
3.5小結
接下來會發生什麼:未來因特網
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習題
第4章 高級網絡互聯
問題:擴展到數十億節點
4.1全球互聯網
4.1.1路由區
4.1.2域間路由(BGP)
4.1.3IP版本6(IPv6)
4.2多播
4.2.1多播地址
4.2.2多播路由(DVMRP、PIM、MSDP)
4.3多協議標簽交換(MPLS)
4.3.1基於目的地的轉發
4.3.2顯式路由
4.3.3虛擬專用網和隧道
4.4移動設備之間的路由
4.4.1移動網絡的挑戰
4.4.2路由到移動主機(移動IP)
4.5小結
接下來會發生什麼:部署IPv6
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習題
第5章 端到端協議
問題:進程間如何通信
5.1簡單多路分解(UDP)
5.2可靠字節流(TCP)
5.2.1端到端問題
5.2.2報文段格式
5.2.3連接建立與終止
5.2.4滑動窗口再討論
5.2.5觸發傳輸
5.2.6自適應重傳
5.2.7記錄邊界
5.2.8TCP擴展
5.2.9性能
5.2.10其他設計選擇
5.3遠程過程調用
5.3.1RPC基礎
5.3.2RPC實現(SunRPC、DCE)
5.4實時應用程序傳輸(RTP)
5.4.1需求
5.4.2RTP設計
5.4.3控制協議
5.5小結
接下來會發生什麼:傳輸協議多樣性
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習題
第6章 擁塞控制與資源分配
問題:分配資源
6.1資源分配問題
6.1.1網絡模型
6.1.2分類方法
6.1.3評價標准
6.2排隊規則
6.2.1FIFO
6.2.2公平排隊
6.3TCP擁塞控制
6.3.1加性增/乘性減
6.3.2慢啟動
6.3.3快速重傳和快速恢復
6.4擁塞避免機制
6.4.1DECbit
6.4.2隨機早期檢測(RED)
6.4.3基於源的擁塞避免
6.5服務質量
6.5.1應用需求
6.5.2綜合服務(RSVP)
6.5.3區分服務(EF、AF)
6.5.4基於等式的擁塞控制
6.6小結
接下來會發生什麼:網絡重構
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習題
第7章 端到端數據
問題:我們用數據做什麼?
7.1表示格式化
7.1.1分類方法
7.1.2例子(XDR、ASN.1、NDR)
7.1.3標記語言(XML)
7.2多媒體數據
7.2.1無損壓縮技術
7.2.2圖像表示和壓縮(GIF、JPEG)
7.2.3視頻壓縮(MPEG)
7.2.4在網上傳輸MPEG
7.2.5音頻壓縮(MP3)
7.3小結
接下來會發生什麼:無處不在的視頻
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習題
第8章 網絡安全
問題:安全攻擊
8.1密碼基礎
8.1.1密碼原理
8.1.2對稱密鑰密碼
8.1.3公鑰密碼
8.1.4認證碼
8.2密鑰預分發
8.2.1公鑰預分發
8.2.2對稱密鑰預分發
8.3認證協議
8.3.1原始性和時效性技術
8.3.2公鑰認證協議
8.3.3對稱密鑰認證協議
8.3.4Diffie—Hellman密鑰協商
8.4系統實例
8.4.1良好隱私(PGP)
8.4.2安全外殼(SSH)
8.4.3傳輸層安全(TLS、SSL、HTTPS)
8.4.4IP安全(IPsec)
8.4.5無線安全(802.11i)
8.5防火牆
8.6小結
接下來會發生什麼:面對安全
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習題
第9章 應用
問題:應用需要自己的協議
9.1傳統應用
9.1.1電子郵件(SMTP、MIME、IMAP)
9.1.2萬維網(HTTP)
9.1.3Web服務
9.2多媒體應用
9.2.1會話控制和呼叫控制(SDP、SIP、H.323)
9.2.2多媒體應用的資源分配
9.3基礎設施服務
9.3.1名字服務(DNS)
9.3.2網絡管理(SNMP)
9.4覆蓋網絡
9.4.1路由覆蓋
9.4.2對等網
9.4.3內容分發網絡
9.5小結
接下來會發生什麼:新的網絡體系結構
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習題
習題選答
術語
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