现代网络系统原理与技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学

作者:刘玉军

出品人:

页数:310

译者:

出版时间:2007-7

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787811231083

丛书系列:

图书标签:

• 网络原理
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《现代网络系统原理与技术》 内容概要 本书旨在为读者系统地阐述现代网络系统的核心原理、关键技术及其发展脉络。全书共分为五个部分，共计二十章，力求从宏观到微观，从理论到实践，全面展现网络世界的构建、运行与演进。 第一部分：网络基础架构与核心协议（共四章） 本部分将深入剖析构成现代网络系统的基石——网络架构和基础协议。 第一章：网络模型与分层概念 OSI 参考模型： 详细介绍开放系统互连（OSI）七层模型的每一层功能，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。解释各层之间的接口关系、协议划分以及数据在各层之间的封装与解封装过程。 TCP/IP 模型： 对比分析TCP/IP四层（或五层）模型与OSI模型的异同，重点讲解TCP/IP模型下的各层功能，如网络接口层（链路层）、网际层（IP）、传输层（TCP/UDP）和应用层。强调TCP/IP模型在当前互联网中的主导地位及其演进。 协议栈的协同工作： 通过实际数据通信的例子，生动展示不同协议层如何协同工作，完成从源到目的地的端到端通信。分析数据包的生成、传输、路由以及最终交付的过程。 第二章：物理层与数据链路层技术 物理层介质与信号： 介绍各种传输介质（如双绞线、光纤、无线电波）的物理特性、传输能力和适用场景。阐述数字信号与模拟信号的转换、编码解码技术，以及信号衰减、噪声等物理限制。 数据链路层协议： 详细讲解以太网（Ethernet）协议，包括其帧格式、MAC地址、CSMA/CD机制，以及在局域网通信中的作用。介绍PPP（Point-to-Point Protocol）协议在点对点连接中的应用。 局域网交换与集线器： 区分集线器（Hub）和交换机（Switch）的工作原理，解释交换机如何通过MAC地址表实现高效的二层转发，以及VLAN（Virtual Local Area Network）技术的概念和作用，实现网络隔离与划分。 差错控制与流量控制： 探讨数据链路层如何通过校验码（如CRC）进行差错检测，以及停止等待协议、滑动窗口协议等流量控制机制，保证数据传输的可靠性。 第三章：网络层协议与路由机制 IP 协议（IPv4 & IPv6）： 深入剖析IP协议（Internet Protocol）的原理，包括IP地址的划分、子网掩码、NAT（Network Address Translation）技术，以及IPv4的地址枯竭问题。详细介绍IPv6的地址结构、优势以及部署现状。 IP 数据包结构与转发： 讲解IP数据包的头部格式，以及路由器如何根据目的IP地址进行数据包的转发。 路由协议（静态路由与动态路由）： 阐述静态路由的配置与局限性。重点介绍动态路由协议，包括距离矢量路由协议（如RIP）和链路状态路由协议（如OSPF），分析它们的工作原理、收敛过程和优缺点。 BGP 协议： 介绍边界网关协议（BGP）在互联网自治系统（AS）之间的路由信息交换中的关键作用，以及路径向量路由的特点。 第四章：传输层协议（TCP & UDP） TCP（Transmission Control Protocol）： 详细讲解TCP协议的可靠性机制，包括三次握手与四次挥手，序号与确认应答，流量控制（滑动窗口），拥塞控制（慢启动、拥塞避免、快重传、快恢复）。分析TCP在面向连接、可靠数据传输方面的优势。 UDP（User Datagram Protocol）： 介绍UDP协议的无连接、不可靠特性，以及其在DNS、DHCP、VoIP等应用中的适用性。对比TCP与UDP在传输效率、可靠性等方面的差异。 端口号与套接字： 解释端口号的作用，以及套接字（Socket）作为应用程序与传输层之间接口的概念。 第二部分：网络应用与服务（共四章） 本部分将聚焦于支撑互联网运行的各类应用和基础服务。 第五章：域名系统（DNS） DNS 的作用与层级结构： 解释DNS（Domain Name System）为何存在，以及其全球分布的层级结构（根服务器、顶级域服务器、权威域名服务器）。 DNS 查询过程： 详细描述递归查询和迭代查询的工作流程，以及DNS缓存的作用。 DNS 记录类型： 介绍A、AAAA、CNAME、MX、NS、SOA等常见的DNS记录类型及其含义。 DNS 安全与扩展： 讨论DNSSEC（Domain Name System Security Extensions）等安全机制，以及DNS的演进。 第六章：Web 应用与 HTTP 协议 HTTP 协议（HTTP/1.1 & HTTP/2）： 深入剖析HTTP（Hypertext Transfer Protocol）的工作原理，包括请求/响应模型，HTTP方法（GET, POST, PUT, DELETE等），状态码（2xx, 3xx, 4xx, 5xx），请求头与响应头。对比HTTP/1.1的短连接与长连接，以及HTTP/2的二进制分帧、多路复用、头部压缩等特性。 HTTPS 与 TLS/SSL： 介绍HTTPS（Hypertext Transfer Protocol Secure）如何通过TLS/SSL（Transport Layer Security/Secure Sockets Layer）协议提供安全通信，包括数字证书、公钥加密、对称加密的协同使用。 Web 浏览器工作原理： 简述Web浏览器如何解析URL，发送HTTP请求，处理HTML、CSS、JavaScript等资源，并最终渲染页面。 第七章：电子邮件系统 电子邮件协议： 详细介绍SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）用于发送邮件，POP3（Post Office Protocol version 3）和IMAP（Internet Message Access Protocol）用于接收邮件的原理和区别。 邮件格式与 MIME： 讲解电子邮件的格式，以及MIME（Multipurpose Internet Mail Extensions）如何支持多媒体内容的传输。 邮件服务器架构： 描述邮件服务器（MTA, MDA）的基本组成和工作流程。 第八章：文件传输与远程访问 FTP 协议： 介绍FTP（File Transfer Protocol）的工作原理，包括控制连接和数据连接，以及主动模式和被动模式。 SSH 协议： 重点讲解SSH（Secure Shell）协议的安全性，如何实现加密通信、身份认证，以及其在远程登录、文件传输（SFTP, SCP）中的应用。 Telnet 协议： 简述Telnet协议作为早期远程登录协议的局限性，以及其不安全的特性。 第三部分：网络设备与连接（共四章） 本部分将深入探讨支撑网络通信的各类硬件设备及其互联方式。 第九章：路由器与路由原理 路由器硬件结构： 介绍路由器的核心组件，如CPU、内存、转发引擎（ASIC）、网络接口。 路由表查找与转发： 详细阐述路由器如何维护路由表，并进行最长前缀匹配查找，将数据包转发到正确的下一跳。 虚拟化与软件定义网络（SDN）的初步探讨： 引入路由器虚拟化概念，以及SDN对传统路由器功能的影响。 第十章：交换机与局域网技术 交换机工作原理： 再次强调交换机通过MAC地址表实现二层转发，对比不同交换机类型（接入层、汇聚层、核心层）的功能。 STP（Spanning Tree Protocol）： 详细讲解STP协议如何防止局域网中的环路，保证网络的连通性和稳定性。 链路聚合（LAG）与冗余： 介绍链路聚合（EtherChannel, LACP）如何增加带宽和提高链路可靠性，以及网络设备冗余设计的重要性。 第十一章：无线网络技术 Wi-Fi 标准： 介绍IEEE 802.11系列标准（如802.11n, 802.11ac, 802.11ax）的关键技术，如OFDM、MIMO、MU-MIMO。 无线局域网（WLAN）安全： 讲解WEP, WPA, WPA2, WPA3等无线安全协议的发展和安全性。 蜂窝网络基础（2G/3G/4G/5G）： 简要介绍蜂窝移动通信的基本原理、演进以及第五代移动通信（5G）的关键技术和应用前景。 第十二章：网络互联与广域网技术 PPP 与 HDLC： 介绍PPP和HDLC等用于点对点广域网连接的协议。 MPLS（Multiprotocol Label Switching）： 讲解MPLS如何在IP网络中引入标签交换，实现更高效的数据转发和流量工程。 VPN（Virtual Private Network）： 介绍VPN技术，包括IPsec VPN和SSL VPN，如何实现私有网络在公共网络上的安全接入。 第四部分：网络安全与管理（共四章） 本部分将关注网络系统的安全防护、性能监控与优化。 第十三章：防火墙与入侵检测/防御系统 防火墙原理与类型： 介绍包过滤防火墙、状态检测防火墙、应用层防火墙（代理防火墙）的工作原理和优缺点。 NAT 与 ACL： 讲解NAT（Network Address Translation）在网络地址转换和安全防护中的双重作用，以及ACL（Access Control List）在流量控制和安全策略配置中的应用。 IDS/IPS： 介绍入侵检测系统（IDS）和入侵防御系统（IPS）的原理，包括签名检测、异常检测，以及它们在网络安全中的作用。 第十四章：网络加密与认证技术 对称加密与非对称加密： 详细解释对称加密（如AES）和非对称加密（如RSA）的工作原理、优缺点及应用场景。 哈希函数与数字签名： 介绍哈希函数（如SHA-256）用于数据完整性校验，以及数字签名用于身份验证和防篡改。 数字证书与 PKI： 讲解数字证书的生成、验证过程，以及公钥基础设施（PKI）的体系结构。 第十五章：网络监控与管理协议 SNMP（Simple Network Management Protocol）： 介绍SNMP协议如何用于网络设备的配置、监控和管理，包括Agent、Manager、MIB（Management Information Base）的概念。 日志管理与分析： 强调日志在网络故障排查、安全审计中的重要性，以及日志收集与分析工具的应用。 性能监控工具： 介绍Ping, Traceroute, Netstat等基础工具，以及更高级的性能监控解决方案。 第十六章：网络攻击类型与防护策略 常见网络攻击： 详细介绍DDoS（分布式拒绝服务攻击）、SQL注入、XSS（跨站脚本攻击）、ARP欺骗、DNS欺骗等常见攻击手段。 安全审计与漏洞扫描： 讲解网络安全审计的重要性，以及漏洞扫描工具的应用。 安全策略与应急响应： 讨论建立有效的安全策略、进行风险评估，以及制定网络安全应急响应计划。 第五部分：网络发展趋势与前沿技术（共四章） 本部分将展望网络技术的未来发展方向。 第十七章：云计算与虚拟化技术 虚拟化基础： 介绍服务器虚拟化（如VMware, KVM）、网络虚拟化（如VXLAN, NVGRE）和存储虚拟化。 云计算模型： 阐述IaaS, PaaS, SaaS等云计算服务模型，以及公有云、私有云、混合云的部署模式。 云原生网络： 探讨云原生架构对网络带来的变革，如微服务通信、服务网格（Service Mesh）。 第十八章：软件定义网络（SDN）与网络功能虚拟化（NFV） SDN 架构： 详细介绍SDN的分离式控制平面和数据平面，以及OpenFlow等南向接口协议。 SDN 的优势与应用： 分析SDN如何带来网络的可编程性、灵活性和自动化。 NFV 概念： 讲解NFV如何将网络功能从专用硬件转移到通用服务器上，以及其与SDN的协同作用。 第十九章：物联网（IoT）与边缘计算 物联网架构： 介绍物联网设备的连接、数据采集、处理和应用层。 IoT 通信协议： 讨论MQTT, CoAP等针对IoT场景的轻量级通信协议。 边缘计算： 阐述边缘计算如何将计算能力推向网络边缘，以降低延迟、节省带宽，并提高响应速度。 第二十章：未来网络展望 人工智能在网络中的应用： 探讨AI如何用于网络故障预测、自动化运维、安全威胁识别等。 下一代网络架构： 讨论如网络切片（Network Slicing）、时间敏感网络（TSN）等新兴技术。 可持续网络与绿色通信： 关注网络能耗问题，以及如何构建更环保的网络系统。 本书通过理论的深度解析、技术的全面覆盖、实例的恰当运用，旨在帮助读者构建对现代网络系统完整而深刻的理解，为他们在网络设计、建设、管理和研发等领域打下坚实的基础。

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