本書旨在用系統的觀點解讀互聯網技術的形成與發展。第1章系統地介紹了互聯網發展的歷程，以及每個階段標志性成果；第2章討論了網絡體系結構與層次結構抽象方法的研究與演變過程；第3章系統地介紹了網絡層協議設計方法，以及路由協議與路由器研究與發展；第4章回答了網絡環境中分布式進程通信實現方法的問題；第5章在總結應用層協議分類的基礎上，對應用層協議的設計思想與協議內容進行了分析和討論；第6章介紹了云計算的定義、特征、服務模型、虛擬化技術與體系結構；第7章對SDN/NFV的體系結構、工作原理與應用領域進行了系統地討論；第8章從網絡安全中的五大關系出發，系統地總結了網絡空間安全體系與網絡安全技術研究的基本內容和網絡安全技術的發展。
序
前言
第1章 互聯網的形成與發展 / 1
1.1 計算機網絡發展的三個階段 / 1
1.1.1 從信息技術發展的角度看計算機網絡的發展 / 1
1.1.2 從信息產業發展的角度看計算機網絡的發展 / 2
1.2 分組交換技術和分組交換網的研究與發展 / 4
1.2.1 分組交換技術的研究 / 4
1.2.2 分組交換網的研究與發展 / 9
1.3 TCP/IP協議的研究與發展 / 17
1.3.1 TCP/IP協議產生的背景 / 17
1.3.2 TCP/IP協議的應用 / 19
1.3.3 計算機網絡層次結構模型與體系結構研究的發展 / 20
1.4 NSFNET對互聯網發展的影響 / 25
1.4.1 NSFNET發展的背景 / 25
1.4.2 NSFNET的發展 / 26
1.4.3 互聯網的形成 / 28
1.5 Web技術的產生與互聯網的發展 / 30
1.5.1 Web技術的發明過程 / 30
1.5.2 瀏覽器大戰 / 32
1.6 信息高速公路建設與互聯網應用的發展 / 33
1.6.1 信息高速公路的建設 / 33
1.6.2 互聯網規模的快速增長 / 33
1.6.3 我國互聯網的發展 / 35
1.6.4 網絡生態系統與網絡體系結構 / 37
1.6.5 互聯網管理體制與協議標準化 / 40
1.6.6 RFC與協議標準化 / 41
1.7 互聯網發展的成功經驗與面臨的挑戰 / 43
1.7.1 預測互聯網發展的重要定律 / 43
1.7.2 互聯網發展的成功經驗與進一步思考 / 44
參考文獻 / 48
第2章 傳輸網技術的發展與演變 / 50
2.1 傳輸網的基本概念 / 50
2.1.1 用戶面對的網絡環境 / 50
2.1.2 層次化的網絡結構分析方法 / 52
2.1.3 自頂向下的網絡結構分析方法 / 54
2.1.4 傳輸網技術的發展 / 56
2.2 廣域網技術的研究與發展 / 57
2.2.1 廣域網的主要特征 / 57
2.2.2 廣域網技術的演變過程 / 60
2.2.3 光以太網與廣域網 / 62
2.3 城域網技術的研究與發展 / 64
2.3.1 城域網概念的演變與發展 / 64
2.3.2 寬帶城域網的結構與層次劃分 / 66
2.3.3 城域以太網與寬帶城域網 / 69
2.4 局域網技術的研究與發展 / 70
2.4.1 局域網技術的發展過程 / 70
2.4.2 理解Ethernet的工作原理 / 73
2.4.3 Ethernet網卡的設計方法 / 84
2.4.4 從計算機組成原理的角度認識計算機是如何接入計算機網絡的 / 86
2.4.5 從操作系統的角度認識網絡中計算機之間的協同工作 / 90
2.5 Ethernet技術的發展 / 90
2.5.1 交換式Ethernet的研究與發展 / 90
2.5.2 高速Ethernet的研究與發展 / 94
參考文獻 / 98
第3章 網絡層協議的研究與發展 / 100
3.1 網絡層與IP協議的演變與發展 / 100
3.1.1 網絡層的基本概念 / 100
3.1.2 IP協議的主要特點 / 101
3.1.3 IP協議的演變與發展 / 102
3.1.4 IPv6協議的主要特點 / 105
3.2 IPv4與IPv6協議的比較 / 107
3.2.1 IPv4與IPv6報頭 / 107
3.2.2 IPv4與IPv6地址 / 111
3.2.3 ICMPv4與ICMPv6 / 118
3.3 路由技術與路由協議的發展 / 120
3.3.1 分組交付和路由選擇的概念 / 120
3.3.2 自治系統與路由協議 / 130
3.3.3 路由信息協議RIPng / 132
3.3.4 最短路徑優先協議OSPFv3 / 137
3.3.5 外部路由協議BGP4+ / 142
3.3.6 路由、尋址體系面臨的問題與未來的發展 / 144
3.4 QoSR、RSVP、DiffServ與MPLS / 145
3.4.1 QoSR技術研究 / 145
3.4.2 RSVP協議與DiffServ協議 / 147
3.4.3 MPLS協議與MPLS VPN / 148
3.5 路由器技術的研究與發展 / 151
3.5.1 路由器的概念 / 151
3.5.2 路由器的性能指標 / 157
3.5.3 路由器的體系結構的變革 / 161
3.5.4 基于交換結構的路由器 / 164
3.5.5 多級路由器互聯的集群結構 / 167
參考文獻 / 170
第4章 傳輸層協議的研究與發展 / 172
4.1 傳輸層的基本概念 / 172
4.1.1 傳輸層在網絡層次結構中的位置與作用 / 172
4.1.2 應用進程、傳輸層接口與套接字 / 174
4.1.3 傳輸服務與服務質量 / 176
4.2 網絡環境中的分布式進程通信 / 177
4.2.1 單機系統中的進程通信方法 / 177
4.2.2 網絡環境中的分布式進程通信的特點 / 178
4.2.3 對進程間相互作用模式C/S的理解 / 179
4.2.4 進程通信中C/S模式的實現方法 / 180
4.3 傳輸控制協議TCP / 184
4.3.1 TCP的主要特點 / 184
4.3.2 TCP的端口號分配 / 187
4.3.3 TCP報文段格式 / 188
4.3.4 TCP傳輸連接的建立、維護與釋放 / 191
4.3.5 TCP滑動窗口與確認、重傳機制 / 196
4.3.6 TCP流量控制與擁塞控制 / 202
4.4 用戶數據報協議UDP / 211
4.4.1 UDP的主要特點 / 211
4.4.2 UDP數據報格式 / 212
4.4.3 UDP校驗和的基本概念 / 213
4.4.4 UDP的適用范圍 / 213
4.5 實時傳輸協議RTP/RTCP / 214
4.5.1 多媒體數據傳輸的特點 / 214
4.5.2 RTP協議 / 219
4.5.3 RTCP協議 / 222
參考文獻 / 224
第5章 應用層協議的研究與發展 / 226
5.1 互聯網應用與應用層協議 / 226
5.1.1 應用層的基本概念 / 226
5.1.2 應用層協議的分類 / 228
5.2 基本的網絡應用 / 229
5.2.1 遠程登錄服務與TELNET協議 / 229
5.2.2 電子郵件服務與SMTP協議 / 232
5.3 基于Web的網絡應用 / 235
5.3.1 Web應用的基本概念 / 235
5.3.2 HTTP協議 / 236
5.3.3 超文本標記語言HTML / 245
5.3.4 Web瀏覽器 / 247
5.3.5 搜索引擎的應用 / 248
5.3.6 內容分發網絡技術 / 249
5.4 域名系統 / 255
5.4.1 域名系統的研究背景 / 255
5.4.2 DNS域名空間 / 257
5.4.3 域名服務器體系 / 258
5.4.4 域名解析 / 260
5.4.5 域名系統的性能優化 / 262
5.5 主機配置與動態主機配置協議DHCP / 262
5.5.1 主機配置的概念 / 262
5.5.2 DHCP的基本內容 / 263
5.6 網絡管理與SNMP協議 / 266
5.6.1 網絡管理的概念 / 266
5.6.2 SNMP協議的基本內容 / 270
5.7 互聯網應用的實現方法 / 274
5.7.1 互聯網應用協議實現過程的網絡環境 / 274
5.7.2 DHCP協議與動態IP地址分配 / 276
5.7.3 DNS協議與域名解析 / 279
5.7.4 ARP協議與MAC地址解析 / 280
5.7.5 客戶端訪問Web服務器 / 283
參考文獻 / 286
第6章 云計算技術與應用 / 289
6.1 云計算的基本概念 / 289
6.1.1 云計算概念的提出與發展 / 289
6.1.2 云計算的定義 / 290
6.1.3 云計算的特征 / 290
6.1.4 云計算的服務模式 / 292
6.1.5 云計算的部署方式 / 296
6.2 云計算體系結構的研究 / 297
6.2.1 CSA云計算體系結構 / 297
6.2.2 NIST云計算體系結構 / 299
6.2.3 ITU-T云計算體系結構 / 302
6.3 數據中心網絡 / 304
6.3.1 數據中心網絡的概念 / 304
6.3.2 數據中心網絡的拓撲 / 305
6.3.3 數據中心網絡實現技術 / 310
6.4 虛擬化技術 / 313
6.4.1 虛擬化的概念 / 313
6.4.2 虛擬化技術的分類 / 314
參考文獻 / 318
第7章 網絡技術的發展：SDN與NFV / 319
7.1 SDN與NFV的發展背景 / 319
7.1.1 傳統網絡技術的不適應 / 319
7.1.2 網絡服務質量評價指標的變化 / 322
7.1.3 網絡虛擬化與網絡可編程 / 322
7.1.4 云計算與網絡重構 / 327
7.2 SDN的概念 / 327
7.2.1 SDN的定義 / 327
7.2.2 SDN的體系結構 / 328
7.2.3 SDN技術的特點 / 331
7.3 SDN數據平面 / 332
7.3.1 數據平面的功能 / 332
7.3.2 數據平面的網絡結構 / 332
7.3.3 OpenFlow邏輯網絡設備 / 333
7.3.4 流表結構 / 337
7.3.5 流表流水線 / 341
7.3.6 OpenFlow協議 / 344
7.4 SDN控制平面 / 345
7.4.1 控制平面的功能 / 345
7.4.2 典型的SDN控制器：OpenDaylight與ONOS / 347
7.4.3 SDN東西向接口 / 352
7.4.4 SDN北向接口 / 357
7.5 SDN應用平面 / 361
7.5.1 應用平面的功能 / 361
7.5.2 網絡服務抽象層 / 361
7.5.3 網絡編排與服務 / 363
7.6 SDN的應用示例 / 369
7.6.1 SDN流量工程的應用 / 369
7.6.2 基于SDN的云網絡 / 373
7.7 網絡功能虛擬化 / 376
7.7.1 NFV的基本概念 / 376
7.7.2 NFV的體系結構 / 378
7.7.3 NFV域結構與接口 / 380
7.7.4 NFV計算域 / 385
7.8 SDN/NFV的實踐與產業發展 / 387
7.8.1 SDN與NFV的關系 / 387
7.8.2 SDN的學術研究進展 / 388
7.8.3 SDN研究領域與工程實踐 / 389
7.8.4 我國電信運營商網絡重構的戰略規劃 / 391
7.8.5 新技術對IT人才需求的影響 / 395
參考文獻 / 398
第8章 網絡安全技術的研究與發展 / 400
8.1 網絡安全中的五個關系 / 400
8.1.1 信息安全、網絡安全與網絡空間安全的關系 / 400
8.1.2 虛擬世界安全與現實世界安全的關系 / 402
8.1.3 密碼學與網絡安全的關系 / 402
8.1.4 互聯網安全與物聯網安全的關系 / 403
8.1.5 網絡安全與國家安全的關系 / 404
8.2 網絡空間安全體系 / 406
8.2.1 網絡空間安全的理論體系 / 406
8.2.2 網絡安全體系的基本概念 / 407
8.3 網絡安全研究的內容 / 411
8.3.1 網絡安全研究的分類 / 411
8.3.2 網絡攻擊的分類 / 412
8.3.3 典型的網絡攻擊：DoS/DDoS / 414
8.4 網絡安全防護技術的研究 / 417
8.4.1 防火墻技術 / 417
8.4.2 入侵檢測與入侵防護技術 / 420
8.4.3 安全審計技術 / 423
8.4.4 網絡防病毒技術 / 425
8.4.5 計算機取證技術 / 426
8.4.6 網絡業務持續性規劃技術 / 428
8.5 密碼技術在網絡安全中的應用 / 430
8.5.1 密碼算法與密碼體制的概念 / 430
8.5.2 對稱密碼體系的概念 / 431
8.5.3 公鑰密碼體系的概念 / 431
8.5.4 消息驗證與數字簽名技術 / 433
8.5.5 身份認證技術 / 435
8.5.6 公鑰基礎設施技術 / 436
8.6 網絡安全協議技術 / 437
8.6.1 網絡層安全與IPSec協議 / 437
8.6.2 傳輸層安全與SSL、TLP協議 / 438
8.6.3 應用層與Web安全技術 / 439
8.7 網絡安全技術的研究與發展 / 442
8.7.1 云安全的研究與發展 / 442
8.7.2 區塊鏈在網絡安全中的應用 / 446
8.7.3 SDN網絡安全技術 / 451
8.7.4 NFV網絡安全技術 / 454
8.7.5 軟件定義安全研究 / 457
參考文獻 / 460
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