《移動互聯網:原理、技術與應用 第2版》是一本介紹移動互聯網基本原理和目前研究進展的教材。第1章介紹了移動互聯網的基礎知識;第2章分析了無線接入技術;第3、4章討論了移動互聯網的兩種重要組網方式:移動自組織網絡和無線傳感器網絡;第5章闡述了網絡層移動IP技術;第6章介紹了傳輸層的重要技術:無線TCP技術和QUIC協議;第7章介紹了移動云計算的關鍵技術;第8章探討了移動互聯網安全機制;第9、10章介紹了移動互聯網技術的綜合應用和實驗。上述內容基本上涵蓋了移動互聯網的主要內容。書中每章均附有習題,可以指導讀者進行深入的學習。
《移動互聯網:原理、技術與應用 第2版》既可作為高等院校研究生、高年級本科生學習移動計算相關課程的教材,也可供相關專業技術人員和教育工作者參考使用。
移動互聯網時代是網絡化和智能化的時代,與云計算、大數據、物聯網、人工智能和虛擬現實等技術相結合,能廣泛應用于游戲、視頻、零售、教育、醫療、旅游等領域。移動互聯網的快速發展和廣泛應用,不僅讓人們的生活和工作更加便捷,而且對社會、經濟發展產生了極其深刻的影響。移動互聯網,尤其是移動互聯網與其他應用平臺的有機結合體,必將成為未來人們進行移動通信和獲取互聯網服務的首要模式。
移動互聯網不僅是計算機、微電子和通信等多個學科交叉融合的結果,也是信息技術發展的重要基礎,因此對移動互聯網技術的學習和研究已經成為業界當務之急。為了使信息領域研究生和本科高年級學生能夠盡快掌握移動互聯網的研究現狀,了解目前學術界和產業界的最新技術進展,很多高等院校都開設了移動計算、移動互聯網等專業課。本書第1版自2012年1月出版以來,受到清華大學“無線網絡與移動計算”課程研究生以及廣大院校教師與學生們的喜愛,《無線移動互聯網原理、技術與應用》這本書被收入高等院校計算機精品教材系列,并被評為“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材和“十三五”國家重點出版物出版規劃項目。
近年來,隨著移動互聯網行業的蓬勃發展,移動云計算、移動終端和移動支付等安全問題日益突出,同時移動互聯網的傳輸也面臨著各種性能與安全挑戰,例如低延遲通信,用戶數據的隱私安全,以及新的傳輸層技術的部署問題。移動互聯網的理論教學、實戰訓練和人才培養等面臨全新的挑戰,課程教材的適時更新與不斷完善也勢在必行。本次修訂本著“前沿、實用”的原則,在盡量保持教材的核心技術內容不變的前提下,突出移動互聯網的特色,刪減部分過時內容,在移動互聯網行業核心原理、關鍵技術、典型應用等內容的時效性和實用性方面有所更新和充實,新增業界最新研究進展,如新興互聯網傳輸層協議QUIC、移動云計算、移動互聯網安全與應用等,并更新書名為《移動互聯網原理、技術與應用》。
本書向讀者全面、系統、深入地介紹了移動互聯網的相關知識,并力圖培養讀者的獨立研究能力,使讀者能夠在較短時間內掌握移動互聯網的基本原理和關鍵技術,了解學術界和工業界的最新研究進展。本書通過大量應用實例,增強讀者感性認識,達到學以致用的目的。本書的每一章都從基本原理出發,結合實例介紹基本協議原理及其運行機制和關鍵技術,然后分析學術界在該問題上的最新研究進展以及產業界的最新應用,最后展望該技術的未來研究方向。
為了幫助讀者更好地理解移動互聯網的關鍵技術,本書第1章介紹了移動互聯網的基礎知識,第2章分析了無線接入技術,第3、4章討論了移動互聯網的兩種重要組網方式:移動自組織網絡和無線傳感器網絡,第5章闡述了網絡層移動IP技術,第6章介紹了傳輸層的重要技術:無線TCP技術和QUIC協議,第7章介紹了移動云計算的關鍵技術,第8章探討了移動互聯網安全機制,第9、10章介紹了移動互聯網技術的綜合應用和實驗。
本書具有以下特點:第一、入門要求低,讀者只需了解計算機網絡的基本知識即可閱讀本書,并且各章相對獨立,難度適當;第二、內容涵蓋廣泛,全面介紹了學術界最新研究成果和工業界最新技術發明及產品,從原理、技術到應用幾個角度向讀者展示了移動互聯網的最新成果;第三、實用性強,分析了移動互聯網各關鍵技術的應用,力圖讓讀者學以致用,使得今后的學習、工作和研究更加得心應手。
本書可作為計算機、電子工程、通信、自動化、軟件工程等信息類相關專業的研究生和本科高年級教材,也可供信息領域的工程技術人員參考使用。
本書由崔勇和張鵬共同編寫,由崔勇完成全書的統稿。本書是編者多年教學實踐工作的總結。本書的出版,首先應該感謝近年來清華大學“無線網絡與移動計算”課程的研究生們,他們對本書的期盼使得編者備受鼓舞并感到義不容辭;清華大學計算機系移動互聯網研究小組的同學們參與了本書的資料收集和整理工作、清華大學吳建平教授,不僅審閱了全稿,而且給出了許多寶貴建議,使本書增色不少;感謝機械工業出版社的各位編輯辛勤編校;最后感謝國家自然科學基金優青項目和教育部長江學者青年學者項目對編者相關研究工作的支持。
希望讀者在閱讀過程中,對本書不足之處提出寶貴意見,以便編者對本書內容不斷加以完善,更好地為讀者服務。聯系人:崔勇,電子郵件:cuiyong tsinghuaeducn。
前言
第1章移動互聯網基礎
1.1引言
1.2移動互聯網的發展與演進
1.3移動互聯網的概念與特點
1.3.1移動互聯網的概念
1.3.2移動互聯網的特點
1.4協議與標準化組織
1.4.1國際標準化組織ISO
1.4.2電氣和電子工程師協會
IEEE
1.4.3互聯網工程任務組IETF
1.4.4國際電信聯盟ITU
1.4.5中國的標準化組織
1.4.6其他標準化組織
1.5移動互聯網的設計要求
1.6本章小結
習題
參考文獻
第2章無線接入技術
2.1無線局域網與IEEE 802.11
標準
2.1.1IEEE 802.11標準的
演進
2.1.2IEEE 802.11協議簇
2.1.3IEEE 802.11協議框架
2.1.4IEEE 802.11物理層
技術
2.1.5IEEE 802.11 MAC層
技術
2.2IEEE 802.15標準及相關
技術
2.2.1IEEE 802.15標準的
演進
2.2.2IEEE 802.15協議簇
2.2.3IEEE 802.15.3關鍵
技術
2.2.4IEEE 802.15.4/ZigBee關鍵
技術
2.2.5其他近距離無線通信
技術
2.3IEEE 802的其他標準
2.3.1IEEE 802.16標準及相關
技術
2.3.2IEEE 802.20標準及相關
技術
2.3.3IEEE 802.22標準及相關
技術
2.4移動通信技術
2.4.13G技術
2.4.24G及5G技術發展
2.5本章小結
習題
參考文獻
第3章移動自組織網絡
3.1移動自組織網絡概述
3.1.1移動自組織網絡的基本
概念
3.1.2移動自組織網絡的特點
3.1.3移動自組織網絡的體系
結構
3.1.4移動自組織網絡的關鍵技術
研究
3.2移動自組織網絡的MAC
協議
3.2.1單信道MAC協議
3.2.2多信道MAC協議
3.2.3基于功率控制的MAC
協議
3.2.4基于定向天線的MAC
協議
3.3移動自組織網絡的路由
協議
3.3.1基本路由機制及其分類
3.3.2表驅動路由協議
3.3.3按需驅動路由協議
3.3.4混合路由協議
3.3.5基本路由選擇算法
3.3.6路由更新與預測技術
3.3.7面向能耗的路由選擇
算法
3.3.8基于位置的路由選擇
算法
3.4無線Mesh網絡
3.4.1無線Mesh網絡概述
3.4.2無線Mesh網絡的MAC
協議
3.4.3無線Mesh網絡路由
協議
3.5本章小結
習題
參考文獻
第4章無線傳感器網絡
4.1無線傳感器網絡概述
4.1.1無線傳感器網絡的基本
概念
4.1.2無線傳感器網絡設計
4.2操作系統
4.3組網技術
4.3.1無線傳感器網絡
物理層
4.3.2無線傳感器網絡的MAC
協議
4.3.3無線傳感器網絡的路由
協議
4.4無線傳感器網絡的節點
定位
4.4.1無線傳感器網絡節點定位
概述
4.4.2基于測距的定位機制
4.4.3無需測距的定位機制
4.4.4定位機制的對比分析
4.5無線傳感器網絡的時間同步
算法
4.5.1無線傳感器網絡時間同步
概述
4.5.2接收者—接收者同步
算法
4.5.3發送者—接收者成對
同步
4.5.4發送者—接收者單向
同步算法
4.5.5接收同步算法
4.5.6同步算法的比較
4.6本章小結
習題
參考文獻
第5章移動IP技術
5.1移動IP概述
5.2移動IPv4
5.2.1移動IPv4概述
5.2.2代理發現
5.2.3移動節點注冊
5.2.4數據傳輸
5.2.5鏈路層地址解析
5.2.6路由優化
5.2.7安全問題
5.3移動IPv6
5.3.1移動IPv6概述
5.3.2移動節點注冊
5.3.3數據傳輸
5.3.4移動IPv6與移動IPv4的
比較
5.4移動IP的切換優化機制
5.4.1移動IP切換優化機制
概述
5.4.2移動IPv4低延遲切換優化
機制
5.4.3移動IP平滑切換技術
5.4.4移動IPv6快速切換優化
機制
5.5移動IP技術其他研究
熱點
5.5.1微移動協議
5.5.2代理移動IP技術
5.5.3網絡移動性NEMO
5.5.4移動IP組播技術
5.5.5網絡接入檢測
5.5.6移動IPv4動態家鄉代理
分配
5.5.7移動IPv4區域性注冊
5.6本章小結
習題
參考文獻
第6章移動互聯網傳輸機制
6.1傳統傳輸技術
6.1.1TCP的基本機制
6.1.2無線TCP面臨的挑戰
6.1.3單跳無線TCP傳輸
機制
6.1.4多跳無線TCP傳輸
機制
6.2新興傳輸層協議QUIC
6.2.1QUIC協議概述
6.2.2建立連接
6.2.3多路復用
6.2.4擁塞控制和丟包恢復
機制
6.2.5挑戰及未來方向
6.3其他傳輸機制
6.3.1基于速度的顯式流
控制
6.3.2移動自組織網絡傳輸
協議
6.3.3無線顯式擁塞控制
協議
6.4本章小結
習題
參考文獻
第7章移動云計算
7.1移動云計算概述
7.2移動云計算關鍵技術
7.2.1計算遷移技術
7.2.2基于移動云的位置
服務
7.2.3移動終端節能技術
7.3數據中心網絡
7.3.1數據中心概述
7.3.2數據中心網絡架構
7.3.3無線數據中心網絡
架構
7.3.4無線數據中心網絡性能
優化
7.4移動云計算發展趨勢與
展望
7.4.1移動云計算的功能
增強
7.4.2移動云計算的服務質量
保障
7.5本章小結
習題
參考文獻
第8章移動互聯網安全
8.1移動互聯網安全概述
8.1.1網絡安全基本概念
8.1.2網絡安全的目標、服務與
機制
8.1.3移動互聯網安全
8.2移動終端安全
8.2.1終端操作系統安全
機制
8.2.2移動終端安全威脅
8.2.3移動終端安全防護
8.3無線接入安全
8.3.1無線接入安全威脅
8.3.2無線接入安全發展
8.3.3IEEE 802.11i安全標準
8.3.4IEEE 802.11i安全接入
過程
8.4網絡傳輸安全
8.4.1TLS
8.4.2HTTPS
8.5移動云計算安全
8.5.1云計算數據安全
8.5.2云數據機密性保護
8.5.3云數據訪問控制
8.5.4云數據完整性保證
8.5.5