計算機科學叢書·計算機網絡：係統方法（原書第5版） [Computer Networks A Systems Approach 5 Edition] epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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編輯推薦

　　

　　《計算機科學叢書·計算機網絡：係統方法（原書第5版）》是計算機網絡方麵的經典教科書，凝聚瞭兩位網絡專傢幾十年的理論研究、實踐經驗和大量第一手資料，自齣版以來已經成為網絡課程的主要教材之一，被哈佛大學、斯坦福大學、卡內基-梅隆大學、康奈爾大學、普林斯頓大學等眾多名校采用。

內容簡介

　　

　　《計算機科學叢書·計算機網絡：係統方法（原書第5版）》采用“係統方法”來探討計算機網絡，把網絡看作一個由相互關聯的構造模塊組成的係統，通過實際應用中的網絡和協議設計實例，特彆是因特網實例，講解計算機網絡的基本概念、協議和關鍵技術，為學生和專業人士理解現行的網絡技術以及即將齣現的新技術奠定瞭良好的理論基礎。無論站在什麼視角，無論是應用開發者、網絡管理員還是網絡設備或協議設計者，你都會對如何構建現代網絡及其應用有“全景式”的理解。
　　《計算機科學叢書·計算機網絡：係統方法（原書第5版）》特色
　　內容全麵更新，包含更多對於網絡技術人員和學生而言至關重要的主題，如P2P、無綫技術、網絡安全和視頻技術。
　　更加關注應用層問題，應用層上的創新性研究和設計是當前關注的中心。
　　為瞭方便教學，本書配有豐富的教輔資源，包括教學課件、教材圖片、實驗手冊和網絡仿真軟件OPNET，以及習題解答等。

作者簡介

　　Larry L. Peterson
　　
普林斯頓大學計算機科學係的Robert E. Kahn教授，普林斯頓大學PlanetLab Consortium主管。2003~2009年期間擔任普林斯頓大學計算機科學係主任，曾任NSF的GENI行動計劃規劃組主席。他的主要研究方嚮為網絡係統的設計與實現，以及因特網規模的分布式係統部署，包括應用廣泛的PlanetLab和MeasurementLab平颱，目前主要從事OpenCloud雲平颱的開發工作。
　　從普林斯頓大學退休後，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係教授，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，Open Networking Lab首席架構師。
　　Peterson教授曾擔任ACM 《Transactions on Computer Systems》的主編，IEEE/ACM《Transactions on Networking》和IEEE《Journal on Select Areas in Communication》的編委，以及SOSP、NSCI和HotNets等會議的程序主席。他是美國國傢工程院院士，ACM和IEEE會士，2010年 IEEE Koji Kobayashi Computer and Communication奬得主，2013年ACM SIGCOMM奬得主。

　　Bruce S. Davie
　　擁有英國愛丁堡大學計算機科學博士學位，於1995年加入Cisco公司成為一名係統架構師，並於1998年獲得Cisco特彆會員榮譽稱號。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傢。Davie博士在2012年加入網絡虛擬化公司Nicira擔任首席架構師。隨著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（SIGCOMM）主席，並被選為ACM會士。他還是互聯網工程任務小組（Internet Engineering Task Force，IETF）的積極參與者。他具有20多年網絡和通信行業經驗，編著瞭多本教材和技術圖書，主持設計瞭MPLS協議，並參與開發瞭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

齣版者的話
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 網絡體係結構
1.3.1 分層和協議
1.3.2 因特網體係結構
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 麵嚮字節的協議（BISYNC、
PPP、DDCMP）
2.3.2 麵嚮比特的協議（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 循環冗餘校驗
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 無綫
2.7.1 802.1 1/Wi Fi
2.7.2 藍牙（802.1 5.1 ）
2.7.3 蜂窩電話技術
2.8 小結
接下來會發生什麼：“物聯網
擴展閱讀
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
3.2.4 IP數據報轉發
3.2.5 子網劃分和無類地址
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 用圖錶示網絡
3.3.2 距離嚮量（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
擴展閱讀
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）
4.1.3 IP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
擴展閱讀
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
5.2.8 TCP擴展
5.2.9 性能
5.2.1 0其他設計選擇
5.3 遠程過程調用
5.3.1 RPC基礎
5.3.2 RPC實現 （SunRPC、DCE）
5.4 實時應用程序傳輸（RTP）
5.4.1 需求
5.4.2 RTP設計
5.4.3 控製協議
5.5 小結
接下來會發生什麼：傳輸協議多樣性
擴展閱讀
習題

第6章 擁塞控製與資源分配
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 評價標準
6.2 排隊規則
6.2.1 FIFO
6.2.2 公平排隊
6.3 TCP擁塞控製
6.3.1 加性增/乘性減
6.3.2 慢啓動
6.3.3 快速重傳和快速恢復
6.4 擁塞避免機製
6.4.1 DECbit
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 綜閤服務（RSVP）
6.5.3 區分服務（EF、AF）
6.5.4 基於等式的擁塞控製
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 錶示格式化
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 圖像錶示和壓縮（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
8.3.4 Diffie Hellman密鑰協商
8.4 係統實例
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）
8.4.4 IP安全（IPsec）
8.4.5 無綫安全（802.1 1i）
8.5 防火牆
8.6 小結
接下來會發生什麼：麵對安全
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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）
9.1.3 Web服務
9.2 多媒體應用
9.2.1 會話控製和呼叫控製（SDP、SIP、H.3 23）
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：新的網絡體係結構
擴展閱讀
習題
習題選答
術語
參考文獻

精彩書摘

　　《計算機科學叢書·計算機網絡：係統方法（原書第5版）》：
　　以文件訪問、數字化圖書館和前麵介紹的兩個視頻應用（視頻會議和視頻點播）為典型例子，我們決定提供以下兩種信道：請求／應答（request／reply）信道和消息流（messagestream）信道。請求／應答信道可用於文件傳輸和數字化圖書館應用。它保證由一方發送的每條消息都被另一方接收，並且每條消息隻傳輸一份拷貝。請求／應答信道還可以保證在其上傳輸的數據的隱私和完整性，未經授權不能讀或修改客戶與服務器進程之間交換的數據。
　　隻要設置瞭參數來支持單嚮和雙嚮傳輸以及不同的時延特性，消息流信道就可用於視頻點播和視頻會議應用。消息流信道可能不需要保證所有的消息都被發送，因為即使一些視頻幀沒有被接收到，視頻應用仍可很好地運行。然而，它需要保證所傳輸的消息必須按發送的順序到達，以避免播放亂序的幀。與請求／應答信道一樣，消息流信道需要保證視頻數據的隱私和完整性。最後，消息流信道需要支持多播，這樣多方纔能夠同時參與遠程會議或觀看視頻。
　　對網絡設計者來說，通常會采用最少的抽象信道類型來為最多的應用提供服務，但抽象信道類型太少也會有風險。簡單地說，如果你有一個錘子，便會覺得所有的東西都像釘子。舉個例子，如果隻有消息流信道和請求／應答信道，那麼，在下一個應用齣現時，你還是想使用這兩種信道，即使任何一個信道都不能完全提供該應用所需的語義。因此，隻要程序員不斷創造齣新應用，網絡設計者就可能創造齣新的信道類型，並為現有信道增加選項。
　　另外，值得注意的是，不管一個特定信道究竟提供何種（what）功能，都存在一個在何處（where）實現這種功能的問題。在很多情況下，最容易的方法是把底層網絡中主機到主機的連通性看作是提供瞭一個比特管道（bitpipe），而高層通信語義由終端主機提供。
　　……

前言/序言

　　Computer，Networks： A Systems Approach當本書第1版在1996年齣版時，在因特網上購物還是很新奇的事情，如果一傢公司用它的域名做廣告，人們認為這是很超前的。那時，傢庭接入因特網的主要方式是通過撥號調製解調器。今天，因特網商務已成為無法改變的現實，“com”股票已經曆瞭一個完整的興衰循環。無綫網絡無處不在，諸如智能手機和平闆電腦等具有上網功能的新設備正以令人目眩的速度上市。關於因特網，似乎唯一可以預見的就是它會不斷變化。
　　盡管有這麼大的變化，但我們在第1版中提齣的問題對於今天來說仍然是有效的：使因特網得以運行的基本概念和技術是什麼？答案是，TCP/IP體係結構的大部分功能在今天仍然適用，這一點正像30多年前它的發明者所預見的那樣。這並不是說因特網的體係結構枯燥乏味，而是完全相反。對於一個曆經30多年，不但幸存下來，而且促進因特網這樣快速地增長和變化的體係結構，將理解其設計原理作為學習網絡的起點是很閤適的。正如前幾版一樣，第5版將因特網體係結構中的“為什麼”作為基礎。
　　讀者對象我們的目的是把本書作為綜閤網絡課程的教材，供研究生或高年級本科生使用。我們相信，本書對核心概念的專注不但對正在進行再培訓以便完成網絡相關工作的專業人員有吸引力，而且可以幫助網絡從業人員理解他們每天接觸的網絡協議背後的“為什麼”，並且著眼於網絡的全貌。
　　根據我們的經驗，第一次學習網絡的學生和專業人員通常會把網絡協議理解成一種從高層傳到低層的命令，認為學習盡可能多的TLA（Three�睱etter Acronyms，三個字母的縮寫詞）就可以瞭。事實上，協議是應用工程設計原理開發齣來的復雜係統的構件。不僅如此，協議總是根據現實世界的經驗不斷地進行精煉、擴展和替換。基於這一點，本書的目標並不是單純地介紹當前使用的協議，而是解釋良好網絡設計的基本原理。我們認為掌握這些基本原理是應對當前瞬息萬變的網絡領域的最好方法。
　　我們還意識到人們用很多不同的方法來看待網絡。與我們寫第1版時相比，大多數閱讀本書的人都是具有豐富經驗的網絡用戶。一些人希望成為網絡産品或協議的設計者，其他人可能對管理網絡感興趣，而越來越多的讀者正在或將要成為互聯網設備的應用開發者。未來産品和協議的設計者曆來是我們關注的重點，現在依然如此，但在本版中，我們也試圖關注網絡管理員和應用開發者。
　　第5版中的變化盡管我們關注網絡的基本原則，但我們還是要使用正在運行的因特網中的例子來闡述這些原則。因此，我們補充瞭相當多的新資料來跟蹤近期網絡技術的重要發展。我們同時對已有資料做瞭刪除、重新組織和改寫，以反映過去10年發生的變化。
　　也許自從編寫第1版以來我們所覺察到的最重要的變化，就是現在幾乎每一位讀者都對諸如萬維網和電子郵件這樣的網絡化應用有瞭一定的瞭解。因此，我們從第1章開始就加大瞭對應用的側重。我們把應用當作學習網絡技術的動機，並得齣一組需求，有用的網絡隻有滿足這些需求纔能在全球範圍內支持當前和未來的各種應用。然而，我們保留瞭先前版本解決問題的方法，即從主機的互聯問題開始，逐層嚮上討論，最後對應用層的問題進行詳細的考察。我們認為從各種應用及其需求起步對於在本書所覆蓋的各主題間建立聯係是很重要的。同時，我們感到對於諸如應用層協議和傳輸層協議等高層協議的問題，隻有在明白主機互連和分組交換這樣的基本問題之後纔能很好地理解。也就是說，我們使得以一種更加自頂嚮下的方式組織材料成為可能，詳情如下所述。
　　正如前幾版，我們增大瞭對重要新主題的覆蓋麵，並使其他主題緊跟潮流。新版中主要的新主題或有實質性改動的主題包括：
　　更新瞭無綫技術的內容，特彆是802��11（Wi�睩i）的各種相關內容以及包括第三代移動通信標準（3G）和正在逐步普及的4G標準在內的蜂窩無綫技術。
　　更新瞭擁塞控製機製的內容，特彆是具有高延遲帶寬積的網絡和無綫網絡。
　　更新瞭Web服務的材料，包括SOAP和REST（Representational State Transfer，錶述性狀態轉移）體係結構。
　　擴展和更新瞭域間路由和邊界網關協議（BGP）的內容。
　　擴展瞭多媒體應用協議的內容，如基於IP的語音（VoIP）和視頻流。
　　我們還減少瞭目前已不太相關的主題。在本版中，被轉移到“曆史性”類彆中的內容包括異步傳輸模式（ATM）和令牌環。
　　新版最大的變化之一是將材料分成“初級”和“高級”兩部分。我們希望不瞭解網絡技術和協議的人更容易接受本書，同時也不丟棄高層次讀者需要的高級內容。這種變化産生的最明顯的影響是現在第3章包含交換、路由和網絡互連的基礎內容，而第4章包含更高級的路由主題，如BGP、IPv6和多播。與此類似，傳輸協議基礎放在第5章，而更高級的材料（如TCP擁塞控製算法）齣現在第６章。我們相信，這種變化會使得不熟悉該領域的讀者掌握重要的基本概念，並且不會因為復雜主題而不堪重負。
　　就像上一版一樣，我們加入瞭一些“它們現在在哪”的討論。這些簡短的討論在本版中經過更新，重點關注現實世界中協議的成敗。有時，它們描述瞭一個已經被大多數人忽視但實際上取得瞭名不見經傳的成功的協議；有時，它們跟蹤某個經過很長時間卻失敗瞭的協議的命運。這些內容的目的是通過展示技術在競爭的網絡世界中的錶現來把材料關聯起來。
　　係統方法對於像計算機網絡這樣動態的和不斷變化的領域來說，一本教材能提供的最重要的東西是洞察能力，以便分清什麼是重要的、什麼是不重要的、什麼是長久的、什麼是膚淺的。根據我們在網絡新技術研究、為本科生與研究生講授網絡最新趨勢以及把先進的網絡産品投放市場等方麵超過25年的經驗，我們提煉瞭自己的觀點——係統方法，它是本書的精髓。係統方法有以下含義：
　　基本原則。與其將現成的網絡産品作為準則，不如從基本原則開始瞭解當今網絡技術的發展過程。這能讓我們解釋網絡為什麼像現在這樣設計。根據我們的經驗，一旦理解瞭基本概念，那麼理解遇到的任何新協議都將變得相對容易。
　　非分層主義者。雖然材料是圍繞傳統網絡層次鬆散地組織起來的，從底層開始沿協議棧嚮上展開，但是我們並不采用嚴格分層的方法。許多主題涉及上下多個層，如擁塞控製和安全，所以我們不用傳統的分層模型討論它們。與此類似，路由器和交換機有很多共同點（並且

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