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出版者:北京工业大学出版社

作者:曲朝阳 编

出品人:

页数:283

译者:

出版时间:2004-9

价格:33.00元

装帧:平装

isbn号码:9787563914418

丛书系列:

图书标签:

• 计算机网络
• 网络原理
• TCP/IP
• 网络编程
• 实用教程
• 数据通信
• 网络安全
• 计算机基础
• 网络技术
• 自顶向下

好的，这里有一份关于另一本不同图书的详细简介，该书与您提到的《计算机网络实用教程》内容无关。 --- 《高性能计算集群：架构、优化与应用实践》 概述 本书深入探讨了现代高性能计算（HPC）集群的设计、构建、优化和实际应用。在数据爆炸和复杂科学计算需求的驱动下，HPC集群已成为解决气候模拟、基因测序、金融风险分析乃至人工智能模型训练等前沿问题的核心基础设施。本书旨在为系统架构师、高性能计算工程师、科研人员以及对大规模并行计算感兴趣的技术人员提供一套全面而实用的指南。 全书结构紧凑，从理论基础出发，逐步过渡到具体的工程实践和性能调优策略，力求在概念的深度与操作的可行性之间取得完美的平衡。我们摒弃了对基础网络协议的冗余介绍，而是专注于集群特有的互连技术和并行编程模型。 第一部分：HPC集群基础架构与设计哲学 本部分奠定了理解现代HPC系统的基石，着重介绍集群的物理布局、拓扑选择以及资源管理的核心理念。 第一章：HPC集群的演进与核心组件 HPC与传统数据中心的区别： 强调低延迟、高带宽互连以及对浮点运算能力（FLOPS）的极致追求。 关键硬件单元的剖析： 详细分析计算节点（CPU/GPU/加速器）、高速互连网络（InfiniBand、Omni-Path、高速以太网）、并行文件系统（Lustre、GPFS/Spectrum Scale）的选型标准和集成挑战。 能效比（PUE与Rmax/Rpeak）： 探讨在设计阶段如何平衡性能目标与能源消耗，介绍Top500排名标准背后的衡量指标。 第二章：集群互连技术与拓扑选择 本章聚焦于集群“神经系统”——互连网络，这是决定集群扩展性和应用性能的关键因素。 无损网络技术详解： 深入讲解InfiniBand（IB）的RoCE（RDMA over Converged Ethernet）与原生IB的特性对比，重点剖析其在延迟和吞吐量上的优势。 拓扑结构的选择与影响： 对比Fat-Tree、Torus、Dragonfly等拓扑结构，分析不同拓扑在扩展性、平均路径长度和容错性方面的优劣，并给出在特定应用负载下的选型建议。 网络虚拟化与隔离： 介绍多租户环境中如何利用硬件虚拟化技术（如SR-IOV）和网络切片技术，确保不同作业间互不干扰。 第三章：资源管理与调度系统 高效的资源调度是实现集群高利用率的保障。本章将聚焦于业界主流的批处理调度系统。 SLURM（Simple Linux Utility for Resource Management）深度解析： 从配置文件的编写到作业脚本的撰写，再到复杂的队列管理策略，提供详尽的操作指南。探讨Fair-Share、优先级继承等先进调度算法的实现原理。 容器化在HPC中的应用： 讨论Singularity/Apptainer如何解决软件环境的依赖性问题，实现环境的快速部署和隔离，同时最大限度地保持与底层硬件的性能交互。 作业优先级与预留机制： 探讨如何平衡长期科研项目与紧急突发任务的需求，设计合理的作业提交策略。 第二部分：软件栈与并行编程范式 本部分深入探讨驱动HPC应用运行的软件层，重点在于如何将算法有效地映射到多核、多节点环境中。 第四章：并行计算模型与编程接口 MPI（Message Passing Interface）的精髓与实践： 不仅仅停留在基本发送/接收操作，而是深入探讨Collective Operations（如`Allreduce`, `Broadcast`）的底层实现优化，以及非阻塞通信的正确使用时机。 OpenMP与众核架构： 探讨线程级并行（Thread-Level Parallelism）的内存一致性模型，以及如何利用OpenMP 5.x的新特性管理复杂内存层次结构。 异构计算编程： 详述CUDA与OpenCL在加速器编程中的地位。重点分析数据迁移的开销控制、流（Stream）管理，以及如何利用异步操作掩盖主机与设备之间的数据传输延迟。 第五章：性能分析、调试与系统监控 “测量是优化的前提。”本章提供了一套系统化的性能分析工具箱。 性能剖析工具链： 详细介绍Valgrind (Cachegrind/Callgrind)、Intel VTune Profiler以及开源工具如Perf在识别代码热点、内存访问模式和缓存未命中方面的应用。 并行程序调试技巧： 针对分布式环境下的死锁、竞态条件和非确定性行为，介绍如何使用DDT/TotalView等分布式调试器进行有效定位。 系统级监控指标： 解释如何通过Ganglia、Prometheus等工具监控集群健康状态，关注I/O饱和度、网络拥堵率和计算节点温度，进行前瞻性维护。 第三部分：高性能存储与数据管理 HPC应用的性能瓶颈往往不在计算，而在数据存取。本部分专门解决这一核心问题。 第六章：并行文件系统的架构与调优 Lustre文件系统深度解析： 探讨元数据服务器（MDS）、对象存储服务器（OSS）和客户端（Client）之间的协作机制。重点分析Striping（条带化）的粒度和目标设置对I/O性能的决定性影响。 数据布局与I/O模式： 区分大文件顺序读写、小文件随机读写场景下的最佳实践。介绍如何通过预读（Pre-fetching）和写回（Write-back）策略最小化应用等待时间。 POSIX合规性与HPC扩展： 讨论在保证标准文件系统接口兼容性的前提下，如何利用HPC特定的优化功能（如`fadvise`）来指导内核I/O路径。 第七章：数据生命周期管理与归档策略 在TB/PB级数据面前，有效的生命周期管理至关重要。 Tiered Storage（分层存储）： 设计从高速NVMe缓存层到大容量磁带库（Tape Library）的自动化数据迁移策略，确保热数据位于高性能存储上，冷数据得到经济归档。 数据一致性与容灾： 探讨快照（Snapshot）技术在科研数据保护中的作用，以及如何通过RAID或Erasure Coding（纠删码）实现存储层的冗余。 数据访问的安全与合规： 介绍在多用户环境中，如何利用POSIX权限模型和Kerberos进行细粒度的身份验证与授权。 结论 本书不仅是一本技术手册，更是一部指导构建和维护下一代计算基础设施的实践蓝图。通过对底层硬件到上层应用优化的全面覆盖，读者将能够构建出更具竞争力、更高效率的科学计算平台。本书的最终目标是赋能读者，使其能够驾驭现代HPC系统的复杂性，将理论计算能力转化为实际的科研突破。

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这本书的作者在内容选材上的取舍，展现出了一种非常成熟的视角——他们似乎非常清楚，对于一个想要真正掌握网络技术的学习者而言，哪些是“锦上添花”，哪些是“雪中送炭”。它没有过多纠缠于那些已经被新标准取代的过时技术（比如早期的令牌环网的细节），而是把大量的笔墨放在了构建可靠、高效现代网络架构的基石上。例如，在讲解广域网技术时，它对MPLS的基本原理和标签交换过程的讲解非常透彻，这种对于核心骨干网技术的深入挖掘，远超我之前接触到的很多入门级书籍。读完之后，我对整个互联网的“骨架”有了更清晰的认识，不再觉得路由器之间的通信是某种“黑箱操作”。这本书的价值在于，它帮你构建了一个坚固的底层认知结构，这个结构足够稳定，足以支撑你未来去学习更上层的应用协议或安全技术时，不会感到力不从心。

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这本书的阅读体验可以用“如同在一位经验丰富的老工程师的工位旁偷师”来形容。它最让我惊喜的地方，在于它没有局限于理论的阐述，而是大量穿插了对实际网络设备配置中常见问题的剖析和解决方案。比如，在讲解TCP三次握手和四次挥手时，作者竟然引入了Wireshark抓包实例，清晰地展示了SYN、ACK包的序列号变化，以及TIME_WAIT状态的意义，这比单纯在书本上看文字描述要直观一万倍。我过去在排查网络连接中断问题时，常常陷入“到底是应用层的问题还是传输层的问题”的泥潭，这本书中提供的诊断思路，强调了自下而上的排查方法论，让我茅塞顿开。更具体地说，书中关于网络地址转换（NAT）的章节，不仅解释了原理，还模拟了家庭路由器背后多台设备如何共享公网IP的细节，甚至提到了端口复用和映射的冲突处理。这对于那些经常需要在复杂环境下进行故障诊断的IT维护人员来说，简直就是一本“救急手册”，它教的不是怎么配置某个特定的设备型号，而是如何理解设备背后的网络行为逻辑。

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最让我感受到作者功力的，是它对“不确定性”和“边界条件”的处理。很多教程在介绍协议时，总是假设在一个理想、无损、无延迟的网络环境中进行讲解。然而，这本书在每一个关键环节，都会提醒读者现实世界的复杂性。比如，在讨论TCP拥塞控制算法时，它不仅介绍了经典的Tahoe和Reno，还着重分析了网络丢包率和往返时间（RTT）波动对窗口大小调整的影响，并且引用了相关论文中的实验数据来佐证观点。这种对“非理想状态”的关注，让书中的知识点更加贴近真实世界的网络环境，充满了实战气息。读完后，我感觉自己不再是仅仅知道“如何配置”某项功能，而是真正理解了“为什么需要这样配置”，以及在不同场景下应该如何“微调”配置来达到最佳性能。这本书的知识密度非常高，但得益于作者精心的组织和深厚的积累，它反而提供了一种踏实、可靠的学习体验，绝对是一本可以放在手边反复查阅的工具书。

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我不得不说，这本书的排版和插图设计，真的是一股清流。现在的技术书籍，很多为了追求视觉冲击力，图表花里胡哨，反而让人眼花缭乱，抓不住重点。但这本教程的图文搭配却达到了极高的效率。它没有使用过分炫酷的三维渲染图，而是大量采用了简洁明了的流程图和状态迁移图。我个人非常偏爱它在讲解路由选择过程时使用的那种层次分明的层次图，它清晰地标示出了决策树的每一步：是看目标网络掩码，还是看优先级，抑或是看度量值。这种对信息层级结构的精准把控，极大地减轻了阅读时的认知负荷。此外，很多关键概念的定义和公式推导都采用了独立的区块设计，用一种略微不同的字体风格突出显示，保证了读者在快速浏览时也不会错过任何核心信息点。读起来非常顺畅，节奏感把握得非常好，不会让人觉得内容堆砌或者过于松散，每一页似乎都在有效地传递知识。

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这本书的封面设计得相当朴实，但拿到手里沉甸甸的感觉，让我对内容充满了期待。我原本是希望找一本能快速上手、理论与实践结合紧密的教材，结果发现这本书的内容深度远超我的预期。它并没有直接切入复杂的路由协议或者SDN架构，而是花费了大量的篇幅，极其细致地讲解了OSI七层模型中每一层的数据封装与解封装过程，那种深入到比特流层面的描述，即使是带着一定基础的我，也需要反复咀嚼才能真正体会到其中的精妙。特别是关于数据链路层中介质访问控制（MAC）和错误校验机制的阐述，几乎是将教科书上的理论掰开了揉碎了，用非常贴近实际操作的例子来辅助说明。我记得有一章专门讲解了CSMA/CD协议在共享介质网络中的冲突检测与避让机制，作者通过模拟了多个节点同时发送数据的场景，一步步推导出为什么帧的退避时间需要使用二进制指数退避算法，这种循序渐进的讲解方式，让抽象的算法变得可视化、可理解。对于想要打下坚实网络基础的初学者来说，这本书的开篇部分无疑是最好的“定海神针”，它不急于炫技展示前沿技术，而是回归本源，确保读者对网络通信的底层逻辑有一个无可动摇的认知框架。这种严谨的治学态度，让人非常信服。

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