本书旨在用系统的观点解读互联网技术的形成与发展。第1章系统地介绍了互联网发展的历程，以及每个阶段标志性成果；第2章讨论了网络体系结构与层次结构抽象方法的研究与演变过程；第3章系统地介绍了网络层协议设计方法，以及路由协议与路由器研究与发展；第4章回答了网络环境中分布式进程通信实现方法的问题；第5章在总结应用层协议分类的基础上，对应用层协议的设计思想与协议内容进行了分析和讨论；第6章介绍了云计算的定义、特征、服务模型、虚拟化技术与体系结构；第7章对SDN/NFV的体系结构、工作原理与应用领域进行了系统地讨论；第8章从网络安全中的五大关系出发，系统地总结了网络空间安全体系与网络安全技术研究的基本内容和网络安全技术的发展。
序
前言
第1章 互联网的形成与发展 / 1
1.1 计算机网络发展的三个阶段 / 1
1.1.1 从信息技术发展的角度看计算机网络的发展 / 1
1.1.2 从信息产业发展的角度看计算机网络的发展 / 2
1.2 分组交换技术和分组交换网的研究与发展 / 4
1.2.1 分组交换技术的研究 / 4
1.2.2 分组交换网的研究与发展 / 9
1.3 TCP/IP协议的研究与发展 / 17
1.3.1 TCP/IP协议产生的背景 / 17
1.3.2 TCP/IP协议的应用 / 19
1.3.3 计算机网络层次结构模型与体系结构研究的发展 / 20
1.4 NSFNET对互联网发展的影响 / 25
1.4.1 NSFNET发展的背景 / 25
1.4.2 NSFNET的发展 / 26
1.4.3 互联网的形成 / 28
1.5 Web技术的产生与互联网的发展 / 30
1.5.1 Web技术的发明过程 / 30
1.5.2 浏览器大战 / 32
1.6 信息高速公路建设与互联网应用的发展 / 33
1.6.1 信息高速公路的建设 / 33
1.6.2 互联网规模的快速增长 / 33
1.6.3 我国互联网的发展 / 35
1.6.4 网络生态系统与网络体系结构 / 37
1.6.5 互联网管理体制与协议标准化 / 40
1.6.6 RFC与协议标准化 / 41
1.7 互联网发展的成功经验与面临的挑战 / 43
1.7.1 预测互联网发展的重要定律 / 43
1.7.2 互联网发展的成功经验与进一步思考 / 44
参考文献 / 48
第2章 传输网技术的发展与演变 / 50
2.1 传输网的基本概念 / 50
2.1.1 用户面对的网络环境 / 50
2.1.2 层次化的网络结构分析方法 / 52
2.1.3 自顶向下的网络结构分析方法 / 54
2.1.4 传输网技术的发展 / 56
2.2 广域网技术的研究与发展 / 57
2.2.1 广域网的主要特征 / 57
2.2.2 广域网技术的演变过程 / 60
2.2.3 光以太网与广域网 / 62
2.3 城域网技术的研究与发展 / 64
2.3.1 城域网概念的演变与发展 / 64
2.3.2 宽带城域网的结构与层次划分 / 66
2.3.3 城域以太网与宽带城域网 / 69
2.4 局域网技术的研究与发展 / 70
2.4.1 局域网技术的发展过程 / 70
2.4.2 理解Ethernet的工作原理 / 73
2.4.3 Ethernet网卡的设计方法 / 84
2.4.4 从计算机组成原理的角度认识计算机是如何接入计算机网络的 / 86
2.4.5 从操作系统的角度认识网络中计算机之间的协同工作 / 90
2.5 Ethernet技术的发展 / 90
2.5.1 交换式Ethernet的研究与发展 / 90
2.5.2 高速Ethernet的研究与发展 / 94
参考文献 / 98
第3章 网络层协议的研究与发展 / 100
3.1 网络层与IP协议的演变与发展 / 100
3.1.1 网络层的基本概念 / 100
3.1.2 IP协议的主要特点 / 101
3.1.3 IP协议的演变与发展 / 102
3.1.4 IPv6协议的主要特点 / 105
3.2 IPv4与IPv6协议的比较 / 107
3.2.1 IPv4与IPv6报头 / 107
3.2.2 IPv4与IPv6地址 / 111
3.2.3 ICMPv4与ICMPv6 / 118
3.3 路由技术与路由协议的发展 / 120
3.3.1 分组交付和路由选择的概念 / 120
3.3.2 自治系统与路由协议 / 130
3.3.3 路由信息协议RIPng / 132
3.3.4 最短路径优先协议OSPFv3 / 137
3.3.5 外部路由协议BGP4+ / 142
3.3.6 路由、寻址体系面临的问题与未来的发展 / 144
3.4 QoSR、RSVP、DiffServ与MPLS / 145
3.4.1 QoSR技术研究 / 145
3.4.2 RSVP协议与DiffServ协议 / 147
3.4.3 MPLS协议与MPLS VPN / 148
3.5 路由器技术的研究与发展 / 151
3.5.1 路由器的概念 / 151
3.5.2 路由器的性能指标 / 157
3.5.3 路由器的体系结构的变革 / 161
3.5.4 基于交换结构的路由器 / 164
3.5.5 多级路由器互联的集群结构 / 167
参考文献 / 170
第4章 传输层协议的研究与发展 / 172
4.1 传输层的基本概念 / 172
4.1.1 传输层在网络层次结构中的位置与作用 / 172
4.1.2 应用进程、传输层接口与套接字 / 174
4.1.3 传输服务与服务质量 / 176
4.2 网络环境中的分布式进程通信 / 177
4.2.1 单机系统中的进程通信方法 / 177
4.2.2 网络环境中的分布式进程通信的特点 / 178
4.2.3 对进程间相互作用模式C/S的理解 / 179
4.2.4 进程通信中C/S模式的实现方法 / 180
4.3 传输控制协议TCP / 184
4.3.1 TCP的主要特点 / 184
4.3.2 TCP的端口号分配 / 187
4.3.3 TCP报文段格式 / 188
4.3.4 TCP传输连接的建立、维护与释放 / 191
4.3.5 TCP滑动窗口与确认、重传机制 / 196
4.3.6 TCP流量控制与拥塞控制 / 202
4.4 用户数据报协议UDP / 211
4.4.1 UDP的主要特点 / 211
4.4.2 UDP数据报格式 / 212
4.4.3 UDP校验和的基本概念 / 213
4.4.4 UDP的适用范围 / 213
4.5 实时传输协议RTP/RTCP / 214
4.5.1 多媒体数据传输的特点 / 214
4.5.2 RTP协议 / 219
4.5.3 RTCP协议 / 222
参考文献 / 224
第5章 应用层协议的研究与发展 / 226
5.1 互联网应用与应用层协议 / 226
5.1.1 应用层的基本概念 / 226
5.1.2 应用层协议的分类 / 228
5.2 基本的网络应用 / 229
5.2.1 远程登录服务与TELNET协议 / 229
5.2.2 电子邮件服务与SMTP协议 / 232
5.3 基于Web的网络应用 / 235
5.3.1 Web应用的基本概念 / 235
5.3.2 HTTP协议 / 236
5.3.3 超文本标记语言HTML / 245
5.3.4 Web浏览器 / 247
5.3.5 搜索引擎的应用 / 248
5.3.6 内容分发网络技术 / 249
5.4 域名系统 / 255
5.4.1 域名系统的研究背景 / 255
5.4.2 DNS域名空间 / 257
5.4.3 域名服务器体系 / 258
5.4.4 域名解析 / 260
5.4.5 域名系统的性能优化 / 262
5.5 主机配置与动态主机配置协议DHCP / 262
5.5.1 主机配置的概念 / 262
5.5.2 DHCP的基本内容 / 263
5.6 网络管理与SNMP协议 / 266
5.6.1 网络管理的概念 / 266
5.6.2 SNMP协议的基本内容 / 270
5.7 互联网应用的实现方法 / 274
5.7.1 互联网应用协议实现过程的网络环境 / 274
5.7.2 DHCP协议与动态IP地址分配 / 276
5.7.3 DNS协议与域名解析 / 279
5.7.4 ARP协议与MAC地址解析 / 280
5.7.5 客户端访问Web服务器 / 283
参考文献 / 286
第6章 云计算技术与应用 / 289
6.1 云计算的基本概念 / 289
6.1.1 云计算概念的提出与发展 / 289
6.1.2 云计算的定义 / 290
6.1.3 云计算的特征 / 290
6.1.4 云计算的服务模式 / 292
6.1.5 云计算的部署方式 / 296
6.2 云计算体系结构的研究 / 297
6.2.1 CSA云计算体系结构 / 297
6.2.2 NIST云计算体系结构 / 299
6.2.3 ITU-T云计算体系结构 / 302
6.3 数据中心网络 / 304
6.3.1 数据中心网络的概念 / 304
6.3.2 数据中心网络的拓扑 / 305
6.3.3 数据中心网络实现技术 / 310
6.4 虚拟化技术 / 313
6.4.1 虚拟化的概念 / 313
6.4.2 虚拟化技术的分类 / 314
参考文献 / 318
第7章 网络技术的发展：SDN与NFV / 319
7.1 SDN与NFV的发展背景 / 319
7.1.1 传统网络技术的不适应 / 319
7.1.2 网络服务质量评价指标的变化 / 322
7.1.3 网络虚拟化与网络可编程 / 322
7.1.4 云计算与网络重构 / 327
7.2 SDN的概念 / 327
7.2.1 SDN的定义 / 327
7.2.2 SDN的体系结构 / 328
7.2.3 SDN技术的特点 / 331
7.3 SDN数据平面 / 332
7.3.1 数据平面的功能 / 332
7.3.2 数据平面的网络结构 / 332
7.3.3 OpenFlow逻辑网络设备 / 333
7.3.4 流表结构 / 337
7.3.5 流表流水线 / 341
7.3.6 OpenFlow协议 / 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与ONOS / 347
7.4.3 SDN东西向接口 / 352
7.4.4 SDN北向接口 / 357
7.5 SDN应用平面 / 361
7.5.1 应用平面的功能 / 361
7.5.2 网络服务抽象层 / 361
7.5.3 网络编排与服务 / 363
7.6 SDN的应用示例 / 369
7.6.1 SDN流量工程的应用 / 369
7.6.2 基于SDN的云网络 / 373
7.7 网络功能虚拟化 / 376
7.7.1 NFV的基本概念 / 376
7.7.2 NFV的体系结构 / 378
7.7.3 NFV域结构与接口 / 380
7.7.4 NFV计算域 / 385
7.8 SDN/NFV的实践与产业发展 / 387
7.8.1 SDN与NFV的关系 / 387
7.8.2 SDN的学术研究进展 / 388
7.8.3 SDN研究领域与工程实践 / 389
7.8.4 我国电信运营商网络重构的战略规划 / 391
7.8.5 新技术对IT人才需求的影响 / 395
参考文献 / 398
第8章 网络安全技术的研究与发展 / 400
8.1 网络安全中的五个关系 / 400
8.1.1 信息安全、网络安全与网络空间安全的关系 / 400
8.1.2 虚拟世界安全与现实世界安全的关系 / 402
8.1.3 密码学与网络安全的关系 / 402
8.1.4 互联网安全与物联网安全的关系 / 403
8.1.5 网络安全与国家安全的关系 / 404
8.2 网络空间安全体系 / 406
8.2.1 网络空间安全的理论体系 / 406
8.2.2 网络安全体系的基本概念 / 407
8.3 网络安全研究的内容 / 411
8.3.1 网络安全研究的分类 / 411
8.3.2 网络攻击的分类 / 412
8.3.3 典型的网络攻击：DoS/DDoS / 414
8.4 网络安全防护技术的研究 / 417
8.4.1 防火墙技术 / 417
8.4.2 入侵检测与入侵防护技术 / 420
8.4.3 安全审计技术 / 423
8.4.4 网络防病毒技术 / 425
8.4.5 计算机取证技术 / 426
8.4.6 网络业务持续性规划技术 / 428
8.5 密码技术在网络安全中的应用 / 430
8.5.1 密码算法与密码体制的概念 / 430
8.5.2 对称密码体系的概念 / 431
8.5.3 公钥密码体系的概念 / 431
8.5.4 消息验证与数字签名技术 / 433
8.5.5 身份认证技术 / 435
8.5.6 公钥基础设施技术 / 436
8.6 网络安全协议技术 / 437
8.6.1 网络层安全与IPSec协议 / 437
8.6.2 传输层安全与SSL、TLP协议 / 438
8.6.3 应用层与Web安全技术 / 439
8.7 网络安全技术的研究与发展 / 442
8.7.1 云安全的研究与发展 / 442
8.7.2 区块链在网络安全中的应用 / 446
8.7.3 SDN网络安全技术 / 451
8.7.4 NFV网络安全技术 / 454
8.7.5 软件定义安全研究 / 457
参考文献 / 460
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