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第1章 计算机网络与Internet1

1.1 引言1

1.2 Internet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11

1.5 下一代互联网发展现状12

1.5.1 新一代互联网与IPv613

1.5.2 下一代互联网体系结构基础研究及探索14

1.6 新兴网络形态介绍16

1.6.1 物联网16

1.6.2 云计算19

1.6.3 数据中心网络20

1.7 结论和进一步的研究工作22

参考文献23

第2章 Internet单播路由26

2.1 引言26

2.2 Internet路由体系结构与路由算法26

2.2.1 Internet结构特点26

2.2.2 Internet的路由结构27

2.2.3 路由算法分类30

2.3 Internet域内路由协议33

2.3.1 路由信息协议（RIP) 34

2.3.2 开放最短路径优先协议（OSPF) 40

2.4 Internet域间路由协议BGP54

2.4.1 自治系统级网络拓扑55

2.4.2 自治系统间连接关系57

2.4.3 国内ISP互联情况61

2.4.4 边界网关协议（BGP）简介63

2.4.5 BGP中的策略路由71

2.4.6 BGP路由收敛问题75

2.4.7 BGP稳定路径问题81

2.4.8 BGP路由安全问题86

2.5 结论和进一步的研究工作90

参考文献91

第3章 Internet组播95

3.1 引言95

3.1.1 计算机网络中的通信方式95

3.1.2 组播发展的历史、现状及挑战97

3.1.3 IP组播技术的优缺点98

3.2 组播地址100

3.2.1 IPv4组播地址100

3.2.2 组播MAC地址101

3.3 Internet组管理协议IGMP102

3.4 组播转发103

3.4.1 源树103

3.4.2 共享树104

3.4.3 源树和共享树的比较105

3.4.4 组播转发105

3.5 组播路由协议107

3.5.1 域内组播路由协议109

3.5.2 域间组播路由协议116

3.5.3 分析与比较125

3.6 IPv6组播131

3.6.1 IPv6组播地址131

3.6.2 IPv6组成员关系协议132

3.6.3 IPv6组播路由协议132

3.6.4 CNGI 大规模可控组播133

3.7 结论和进一步的研究工作134

参考文献136

第4章 拥塞控制139

4.1 引言139

4.2 基本概念140

4.2.1 拥塞和拥塞控制140

4.2.2 Internet中拥塞发生的原因141

4.2.3 拥塞控制的目标141

4.2.4 IP组播中的拥塞控制143

4.3 TCP拥塞控制机制研究143

4.3.1 Internet的网络模型143

4.3.2 线性拥塞控制机制144

4.3.3 线性拥塞控制机制评价145

4.4 端到端拥塞控制算法研究147

4.4.1 端到端拥塞控制算法设计的困难148

4.4.2 端到端拥塞控制算法的研究概况148

4.4.3 拥塞控制的源算法149

4.4.4 拥塞控制的链路算法153

4.5 组播拥塞控制算法和协议158

4.5.1 组播拥塞控制协议的目标158

4.5.2 组播拥塞控制算法的分类159

4.6 结论和进一步的研究工作161

参考文献162

第5章 服务质量控制166

5.1 引言166

5.2 QoS的基本框架168

5.2.1 流量分类与标记168

5.2.2 流量监管与整形168

5.2.3 队列调度172

5.3 集成服务与区分服务174

5.3.1 集成服务IntServ174

5.3.2 区分服务DiffServ180

5.3.3 集成服务与区分服务相结合的端到端QoS提供机制188

5.3.4 各种服务机制的简单比较192

5.4 分组调度算法193

5.4.1 分组调度概述193

5.4.2 常用的调度算法193

5.5 动态分组状态200

5.5.1 核心无状态网络体系结构SCORE概述201

5.5.2 SCORE中的保证型服务207

5.6 结论和进一步的研究工作210

参考文献211

第6章 高性能路由器体系结构与关键技术216

6.1 引言216

6.2 路由器的发展历史216

6.3 路由器软硬件系统组成217

6.3.1 路由器基本结构单元217

6.3.2 路由器软件结构219

6.4 路由器体系结构220

6.4.1 为什么需要高性能路由器221

6.4.2 单机集中式总线结构221

6.4.3 单机分布式总线结构223

6.4.4 单机分布式Crossbar结构223

6.4.5 多机互连的集群结构224

6.4.6 可扩展集群路由器产品简介226

6.5 路由器关键技术228

6.5.1 路由查找算法228

6.5.2 IP分组分类算法251

6.5.3 路由器交换结构及调度算法262

6.6 新型路由器体系结构研究进展280

6.6.1 并行分组交换机PPS280

6.6.2 可编程路由器研究进展283

6.6.3 可重构路由器287

6.7 结论和进一步的研究工作290

参考文献290

第7章 网络安全300

7.1 引言300

7.2 计算机网络安全基础301

7.2.1 网络安全风险301

7.2.2 网络安全目标、安全服务和安全机制302

7.3 密码学基础及其应用303

7.3.1 密码学历史304

7.3.2 密码学基本概念310

7.3.3 对称密钥算法简介312

7.3.4 非对称密码算法简介317

7.3.5 信息认证与单向散列函数321

7.4 IP层安全机制IPSec326

7.4.1 IPSec协议族结构326

7.4.2 小结333

7.5 分布式拒绝服务攻击DDoS防范333

7.5.1 DDoS攻击的基本方式335

7.5.2 现有DDoS攻击防范方案339

7.5.3 小结343

7.6 恶意软件和僵尸网络343

7.6.1 传统计算机病毒344

7.6.2 蠕虫345

7.6.3 特洛伊木马346

7.6.4 僵尸网络348

7.6.5 小结348

7.7 结论和进一步的研究工作349

参考文献350第8章 P2P系统原理354

8.1 引言354

8.2 P2P技术的发展历史354

8.3 P2P的组织结构356

8.3.1 P2P与应用层网络357

8.3.2 无结构的P2P网络358

8.3.3 有结构的P2P网络362

8.4 P2P应用以及典型P2P系统分析371

8.4.1 BitTorrent371

8.4.2 CoolStreaming376

8.4.3 PPLive378

8.4.4 PPVA382

8.5 结论和进一步的研究工作384

参考文献385

第9章 物联网388

9.1 引言388

9.2 物联网的由来388

9.2.1 物联网的起源及发展388

9.2.2 射频识别技术389

9.2.3 智慧的地球391

9.2.4 感知中国392

9.3 常见应用场景392

9.3.1 智能生产线392

9.3.2 智能家居393

9.3.3 智能交通393

9.3.4 智慧农业395

9.3.5 医疗物联网396

9.3.6 安防系统396

9.3.7 路灯控制系统397

9.3.8 世博会门票397

9.4 无线传感器网络简介398

9.4.1 无线传感器网络的概念与定义398

9.4.2 无线传感器网络的技术特点398

9.4.3 传感器网络的应用402

9.5 物联网体系结构405

9.5.1 物联网的特性405

9.5.2 物联网发展面临的难点406

9.5.3 物联网体系结构设计原则406

9.5.4 一种物联网应用参考模型407

9.5.5 一种层次化物联网体系结构408

9.5.6 融合物联网的下一代互联网体系结构与协议栈409

9.6 物联网典型协议411

9.6.1 IEEE 802.15.4标准411

9.6.2 ZigBee414

9.6.3 6LoWPAN414

9.6.4 路由机制419

9.6.5 TCP/IP协议栈的简化427

9.6.6 CoRE428

9.7 硬件平台与操作系统429

9.7.1 Crossbow硬件平台430

9.7.2 操作系统430

9.8 物联网体系结构的主要研究问题433

9.8.1 新型可扩展层次化路由434

9.8.2 轻量级IPv6协议栈434

9.8.3 物联网节点和互联网的互联互通问题435

9.8.4 物联网安全问题436

9.9 结论和进一步的研究工作437

参考文献437

第10章 IPv6与新一代互联网441

10.1 引言441

10.2 IPv6简介441

10.2.1 IETF441

10.2.2 IPv6协议的历史442

10.2.3 IPv6协议内容443

10.2.4 IPv6展望446

10.3 下一代互联网的主要特征447

10.3.1 下一代互联网基本特征447

10.3.2 下一代互联网的主要技术挑战448

10.3.3 下一代互联网研究中的几个重要问题449

10.4 国内外新一代互联网的主要进展451

10.4.1 基于改良式的新一代互联网体系结构研究451

10.4.2 基于革命式的新一代互联网体系结构研究454

10.4.3 我国下一代互联网研究实践458

10.4.4 小结461

10.5 结论和进一步的研究工作463

参考文献463

附录A 计算机网络实验系统NetRiver简介467

A.1 滑动窗口协议实验468

A.2 IPv4协议收发实验472

A.3 IPv4协议转发实验475

A.4 IPSec协议实验480

参考文献490

附录B NetFPGA实验平台简介491

B.1 NetFPGA开发板简介491

B.2 NetFPGA硬件系统491

B.3 NetFPGA软件系统492

B.4 NetFPGA使用模型493

参考文献495

附录C PlanetLab简介496

参考文献500