目录

第1章计算机网络与Internet1

1.1引言1

1.2Internet发展历史2

1.2.1互联网发展的主要阶段4

1.2.2互联网在中国的发展5

1.2.3互联网主要创新5

1.3互联网边缘层与核心层10

1.3.1互联网边缘层10

1.3.2互联网核心层11

1.4互联网标准化组织12

1.5新一代互联网发展现状13

1.5.1新一代互联网与IPv613

1.5.2新一代互联网体系结构基础研究及探索15

1.6新兴网络形态介绍16

1.6.1物联网16

1.6.2云计算和边缘计算18

1.6.3数据中心网络21

1.7全书内容安排23

参考文献25

第2章Internet路由28

2.1引言28

2.2Internet路由体系结构与路由算法28

2.2.1Internet结构特点28

2.2.2Internet的路由结构29

2.2.3路由算法分类32

2.3Internet域内路由协议36

2.3.1路由信息协议(RIP)36

2.3.2开放最短路径优先(OSPF)协议42

2.4Internet域间路由协议BGP56

2.4.1自治系统级网络拓扑57

2.4.2自治系统间的连接关系60

2.4.3国内ISP互联情况62

2.4.4边界网关协议(BGP)65

2.4.5BGP中的策略路由73

2.4.6BGP路由收敛问题77

2.4.7BGP稳定路径问题85

2.4.8BGP路由安全问题89

2.5结论和进一步的研究工作93

参考文献94

第3章拥塞控制98

3.1引言98

3.2基本概念99

3.2.1拥塞和拥塞控制99

3.2.2Internet中拥塞发生的原因99

3.2.3拥塞控制的目标100

3.3TCP拥塞控制机制研究102

3.3.1Internet的网络模型102

3.3.2线性拥塞控制机制103

3.3.3线性拥塞控制机制评价104

3.4端到端拥塞控制算法研究106

3.4.1端到端拥塞控制算法设计的困难106

3.4.2端到端拥塞控制算法的研究概况107

3.4.3拥塞控制的源算法108

3.4.4拥塞控制的链路算法116

3.5结论和进一步的研究工作121

参考文献122

第4章服务质量控制126

4.1引言126

4.2QoS的基本框架128

4.2.1流量分类与标记128

4.2.2流量监管与整形129

4.2.3队列调度133

4.3集成服务与区分服务134

4.3.1集成服务135

4.3.2区分服务140

4.3.3集成服务与区分服务相结合的端到端QoS提供机制148

4.3.4各种服务机制的简单比较151

4.4分组调度算法152

4.4.1分组调度概述152

4.4.2常用的调度算法152

4.5动态分组状态159

4.5.1公平带宽分配161

4.5.2每流准入控制163

4.5.3路由绑定164

4.5.4与区分服务框架的比较165

4.6数据中心内的QoS保证166

4.6.1负载部署167

4.6.2负载重分布168

4.7结论和进一步的研究工作169

参考文献170

第5章高性能路由器体系结构与关键技术177

5.1引言177

5.2路由器的发展历史177

5.3路由器软硬件系统组成178

5.3.1路由器基本结构单元178

5.3.2路由器软件结构180

5.4路由器体系结构181

5.4.1为什么需要高性能路由器182

5.4.2单机集中式总线结构182

5.4.3单机分布式总线结构184

5.4.4单机分布式Crossbar结构184

5.4.5多机互连的集群结构185

5.4.6可扩展集群路由器产品简介186

5.5路由器关键技术190

5.5.1路由查找算法190

5.5.2IP分组分类算法213

5.5.3路由器交换结构及调度算法223

5.6新型路由器体系结构研究进展242

5.6.1并行分组交换机242

5.6.2可编程路由器研究进展245

5.6.3可重构路由器249

5.7结论和进一步的研究工作251

参考文献252

第6章网络安全262

6.1引言262

6.2计算机网络安全基础263

6.2.1网络安全风险263

6.2.2网络安全目标、安全服务和安全机制264

6.3密码学基础及其应用266

6.3.1密码学历史266

6.3.2密码学基本概念272

6.3.3对称密钥算法274

6.3.4非对称密码算法279

6.3.5信息认证与单向散列函数284

6.4基础协议威胁分析与防范289

6.4.1网络层攻击与防范289

6.4.2传输层攻击与防范291

6.4.3路由层攻击与防范292

6.5分布式拒绝服务攻击防范293

6.5.1DDoS攻击的基本方式294

6.5.2现有DDoS攻击防范方案297

6.6恶意软件和僵尸网络298

6.6.1传统计算机病毒299

6.6.2蠕虫300

6.6.3特洛伊木马302

6.6.4僵尸网络303

6.7结论和进一步的研究工作304

参考文献305

第7章P2P系统原理310

7.1引言310

7.2P2P技术的发展历史310

7.3P2P的组织结构313

7.3.1P2P与应用层网络313

7.3.2无结构的P2P网络314

7.3.3有结构的P2P网络318

7.4P2P应用以及典型P2P系统分析327

7.4.1BitTorrent327

7.4.2CoolStreaming332

7.4.3PPLive334

7.4.4PPVA338

7.5P2P的革新式应用——区块链340

7.5.1区块链的发展340

7.5.2区块链的体系结构341

7.5.3区块链中的P2P网络345

7.5.4P2P网络对区块链的影响351

7.6结论和进一步的研究工作354

参考文献355

第8章物联网359

8.1引言359

8.2物联网概述359

8.2.1物联网的起源及发展359

8.2.2射频识别技术360

8.2.3智慧的地球362

8.2.4感知中国363

8.2.5物联网的概念363

8.3无线传感器网络364

8.3.1无线传感器网络的概念364

8.3.2无线传感器网络的技术特点365

8.3.3传感器网络的应用372

8.4物联网体系结构375

8.4.1物联网的特性376

8.4.2物联网的演化与发展面临的挑战377

8.4.3物联网体系结构设计原则377

8.4.4一种物联网应用参考模型378

8.4.5一种层次化物联网体系结构379

8.4.6融合物联网的下一代互联网体系结构与协议栈380

8.5物联网典型协议381

8.5.1IEEE 802.15.4标准381

8.5.2ZigBee384

8.5.36LoWPAN385

8.5.4路由机制386

8.5.5TCP/IP协议栈的简化390

8.5.6CoRE391

8.6物联网体系结构的主要研究问题393

8.6.1新型可扩展层次化路由393

8.6.2轻量级IPv6协议栈394

8.6.3物联网节点和互联网的互联互通问题395

8.6.4物联网安全问题396

8.7物联网典型应用396

8.7.1智能家居396

8.7.2智能交通398

8.7.3智慧城市400

8.7.4智能制造402

8.8结论和进一步的研究工作403

参考文献403

第9章软件定义网络408

9.1引言408

9.2SDN的由来408

9.3SDN的基本架构409

9.3.1SDN控制平面409

9.3.2SDN数据平面413

9.4SDN接口协议415

9.4.1OpenFlow协议415

9.4.2P4编程语言420

9.4.3其他接口协议421

9.5结论和进一步的研究工作423

参考文献425

第10章IPv6与新一代互联网429

10.1引言429

10.2IPv6429

10.2.1IETF429

10.2.2IPv6协议的历史430

10.2.3IPv6协议内容431

10.2.4IPv6展望433

10.3新一代互联网的主要特征434

10.3.1新一代互联网的基本特征434

10.3.2新一代互联网的主要技术挑战435

10.3.3新一代互联网研究中的几个重要问题437

10.4安全可信的新一代互联网体系结构438

10.4.1内生安全的互联网体系结构研究439

10.4.2安全可信的新一代互联网体系结构方案441

10.5结论和进一步的研究工作451

参考文献451

附录A计算机网络实验系统NetRiver454

A.1计算机网络实验系统NetRiver概述454

A.1.1滑动窗口协议实验455

A.1.2IPv4收发实验459

A.1.3IPv4转发实验463

A.1.4IPv4 over IPv6隧道协议实验468

A.2NetFPGA实验平台470

A.2.1NetFPGA开发板470

A.2.2NetFPGA硬件系统471

A.2.3NetFPGA软件系统472

A.2.4NetFPGA使用模型473

A.3PlanetLab474

参考文献478