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第1章 计算机网络与Internet 1

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IPv6 13

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BGP 54

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IGMP 102

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IntServ 174

5.3.2区分服务DiffServ 180

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PPS 280

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IPSec 326

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 BitTorrent 371

8.4.2 CoolStreaming 376

8.4.3 PPLive 378

8.4.4 PPVA 382

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 ZigBee 414

9.6.3 6LoWPAN 414

9.6.4路由机制 419

9.6.5 TCP/IP协议栈的简化 427

9.6.6 CoRE 428

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 IETF 441

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