具体描述
本书是学习计算机网络课程的实验指导教材。全书由12个精心设计的实验组成，其内容涵盖了异步串行通信、局域网组网技术、网络数据包捕获、路由技术，以及域名服务、Web服务、邮件服务和网络安全等内容。实验的设计具有较强的可操作性，对实验环境要求不高。读者可以实验中进一步学习和掌握计算机网络的基本原理，增强处理实际问题的能力。
本书可以作为高等学校计算机科学与技术学科各专业及相关专业计算机网络课程的实验教材，也可作为网络培训或工程技术人员自学的参考书。
编程实践与系统设计：现代软件开发前沿探索 本书深入探讨了当代软件开发领域的核心概念、先进技术和最佳实践，旨在为读者提供一套全面且实用的指导，以应对日益复杂的系统构建挑战。全书内容紧密围绕理论与实践的结合，侧重于如何构建高效、可维护、可扩展的现代软件系统。 --- 第一部分：基础范式与计算模型重构 本部分致力于巩固读者对底层计算原理的理解，并介绍驱动现代软件范式转变的关键理论基础。 第一章：函数式编程的深度剖析与应用 本章不再停留在纯粹的语法介绍，而是深入剖析函数式编程（FP）的核心哲学——无副作用、纯粹性与不可变性。我们将详细探讨高阶函数的强大表达力，柯里化（Currying）在构建复用逻辑单元中的作用，以及函子（Functor）、应用函子（Applicative）和Monad等抽象概念在处理复杂数据流和副作用管理中的实际应用。特别地，我们将通过具体的案例，展示如何利用FP的特性来优雅地解决并发编程中的死锁和竞态条件问题，并对比命令式编程在这些场景下的局限性。此外，本章还将分析Haskell、Scala以及JavaScript中的FP特性，展示不同语言生态下对FP思想的实现差异。 第二章：并行、并发与分布式系统的理论基石 本章系统梳理了从单核到大规模多核处理器环境下的计算模型演进。重点内容包括： 1. 内存模型与一致性： 深入解析Java内存模型（JMM）或C++内存模型，理解`volatile`、`synchronized`、原子操作（Atomic Operations）的底层机制。讨论缓存一致性协议（如MESI）如何影响多线程性能。 2. Actor模型与CSP模型： 对比Erlang的Actor模型和Go语言的CSP（Communicating Sequential Processes）模型。通过实际代码演示Actor间消息传递的异步特性和CSP中`goroutine`/`channel`的同步机制，分析它们在构建高并发服务时的适用场景和性能权衡。 3. 时钟、同步与拜占庭容错： 介绍分布式系统中的时间同步问题（如NTP、Google的TrueTime），以及解决恶意节点干扰的关键算法，如Paxos和Raft协议的最新变体，强调其在保证数据强一致性方面的作用。 --- 第二部分：现代系统架构设计与实践 本部分聚焦于如何设计和实现大规模、高可用的软件架构，涵盖微服务、事件驱动以及数据存储的策略选择。 第三章：微服务架构的复杂性管理 本书认为，微服务并非银弹，而是引入了新的运维和通信复杂性。本章着重解决以下挑战： 1. 服务间通信策略的优化： 详细对比同步（REST/gRPC）与异步（消息队列/事件流）通信的优劣。深入探讨gRPC在性能优化上的优势，并引入服务网格（Service Mesh，如Istio/Linkerd）的概念，讲解其在流量控制、熔断降级、安全加密方面的自动化能力。 2. 分布式事务的解决方案： 超越传统的两阶段提交（2PC），重点讲解Saga模式在补偿性事务处理中的应用，以及如何结合事件溯源（Event Sourcing）来保证业务流程的最终一致性。 3. 服务发现、配置中心与可观测性： 介绍Consul/Etcd在服务注册与发现中的机制，并构建一个完整的可观测性栈（Metrics/Tracing/Logging），强调使用OpenTelemetry进行统一数据采集的必要性。 第四章：云原生基础设施与容器编排深度解析 本章将容器化技术的应用提升至基础设施层面，探讨如何利用Kubernetes（K8s）构建弹性平台。 1. Kubernetes核心组件的内部工作原理： 细致讲解API Server、Controller Manager、Scheduler和Kubelet的角色分工。特别剖析调度器如何利用污点/容忍（Taints/Tolerations）和节点亲和性来优化资源分配。 2. Operator模式与声明式API： 介绍如何使用Kubernetes Operator模式将复杂应用（如数据库集群）的管理逻辑内聚化，实现对有状态应用的自动化生命周期管理，对比传统部署方式的优势。 3. 无服务器（Serverless）与边缘计算的未来趋势： 讨论FaaS（Function as a Service）的性能瓶颈（冷启动问题）及其优化策略，并探讨在边缘节点部署轻量级服务以减少延迟的实践路径。 --- 第三部分：数据密集型应用开发与优化 现代软件的核心是数据。本部分关注如何高效地存储、检索和处理海量数据。 第五章：NoSQL数据库的多维选型与性能调优 本章批判性地评估了各类NoSQL数据库，并指导读者根据具体业务场景做出正确选择。 1. 键值存储（Redis/Memcached）： 深入探讨Redis的数据结构及其在缓存穿透、雪崩、击穿问题上的防御策略，并介绍Redis Cluster的分片机制。 2. 文档数据库（MongoDB/Elasticsearch）： 侧重于索引策略的优化，如MongoDB的复合索引、覆盖索引的使用，以及Elasticsearch的倒排索引原理在全文检索中的应用。 3. 图数据库（Neo4j/Dgraph）： 展示图数据库在处理复杂关系查询（如社交网络、推荐系统）时的查询语言（Cypher）能力，并对比其在特定场景下相较于关系型数据库的性能飞跃。 第六章：流处理与实时数据管道构建 介绍如何构建能够实时处理持续数据流的系统，是应对现代业务需求的关键。 1. Apache Kafka的架构与运维： 深入解析分区（Partition）、副本（Replication）机制如何保障高吞吐和持久性。重点讲解ISR（In-Sync Replicas）对数据安全性的影响，以及消费者组的负载均衡原理。 2. 流处理框架对比（Flink/Spark Streaming）： 侧重分析Apache Flink的事件时间（Event Time）处理能力和精确一次性（Exactly-Once）语义的实现机制，区别于Spark Streaming的微批处理模型。通过实例演示窗口函数（Windowing）在聚合和会话分析中的应用。 3. 物化视图与CQRS模式： 探讨如何利用流处理技术维护快速查询所需的“物化视图”，并结合命令查询职责分离（CQRS）模式，优化读写分离策略，以应对高并发的读取压力。 --- 第四部分：软件质量保障与工程化前沿 本部分探讨如何通过先进的工程手段来确保软件的可靠性、安全性和持续交付能力。 第七章：测试金字塔的再定义与契约驱动开发 本书强调自动化测试是高质量软件的基石，并提出了超越传统单元测试的测试策略。 1. 端到端与集成测试的自动化： 介绍Selenium/Cypress在前端E2E测试中的应用，并侧重于后端服务间的集成测试，如何使用测试容器（如Testcontainers）来快速搭建隔离的依赖环境。 2. 契约测试（Contract Testing）： 详细介绍Pact框架，讲解如何通过定义服务间的输入/输出契约来替代脆弱的集成测试，实现消费者驱动的开发（Contract-Driven Development, CDD）。 3. 混沌工程的初步实践： 引入Netflix Chaos Monkey的理念，指导读者如何有计划地在测试或预发布环境中注入故障，以验证系统的鲁棒性和恢复能力。 第八章：高级软件安全与供应链管理 随着DevOps的普及，软件供应链的安全成为新的焦点。 1. 身份验证与授权的现代化： 深入解析OAuth 2.0/OIDC（OpenID Connect）的授权流程（如PKCE流程），以及JWT（JSON Web Token）的签发、验证与刷新机制。讨论基于角色的访问控制（RBAC）和基于属性的访问控制（ABAC）的设计差异。 2. 静态与动态应用安全测试（SAST/DAST）： 介绍主流的开源工具，如SonarQube在代码质量和潜在安全漏洞扫描中的应用，以及如何将DAST工具集成到CI/CD流程中进行运行时漏洞检测。 3. 依赖项安全扫描： 讲解如何使用SCA（Software Composition Analysis）工具扫描项目依赖库中的已知漏洞（CVEs），并建立自动化策略来阻止含有高危漏洞的库进入生产环境，确保软件供应链的清洁。 本书汇集了多年工程实践的精华，内容新颖、技术前沿，是致力于构建下一代健壮、高性能系统的软件工程师的必备参考书。
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介绍了一些重要网络协议，配置步骤很详细！
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