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出版者:上奇科技

作者:Mark A. Sportack，譯／蔡晉坪

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:20050402

价格:NT$ 390

装帧:

isbn号码:9789867529848

丛书系列:

图书标签:

• TCP/IP
• 网络协议
• 计算机网络
• 网络编程
• 协议分析
• 网络基础
• 技术入门
• 网络通信
• 底层原理
• 实践指南

深入解析现代网络架构：从物理层到应用层的全面实践指南 一部聚焦于下一代网络通信理论与工程实践的深度著作，旨在为网络工程师、系统架构师及信息安全专业人士提供一套系统化、前瞻性的知识体系。本书不涉及TCP/IP协议栈的初级或基础介绍，而是将重点放在如何优化、扩展和保护基于现代网络协议（如QUIC、SRv6、MPLS-TP等）构建的高性能、高可靠性系统。 --- 第一部分：超越传统：下一代网络协议与架构的演进 第一章：QUIC协议的深度剖析与性能调优 本章将彻底超越TCP/IP协议栈的基础概念，直接切入Google开发的基于UDP的可靠传输协议——QUIC。我们将详细探讨QUIC协议的握手过程如何实现零RTT/一RTT连接建立，以及其在拥塞控制算法上的创新（如BBR的原理与实战部署）。重点内容包括： 流隔离与多路复用机制的底层实现： 分析QUIC的Stream隔离如何解决TCP的队头阻塞问题，并探讨如何在Linux内核或用户空间实现高效的QUIC栈管理。 连接迁移与移动性支持： 深入研究连接ID（Connection ID）机制，以及它如何为移动设备和物联网终端提供无缝的网络切换体验。 TLS 1.3与安全上下文集成： 探讨QUIC如何将加密层深度整合，实现协议协商与安全认证的一体化，并对比其在安全性和延迟方面的优势。 实际部署中的挑战与优化： 分析在现有防火墙、NAT设备环境下的QUIC穿透策略，以及针对高丢包率网络环境下的特定拥塞控制参数调整。 第二章：软件定义网络（SDN）与网络功能虚拟化（NFV）的深度集成 本章将探讨网络控制平面与数据平面解耦后的高级应用，聚焦于如何通过编程方式重塑网络基础设施，实现敏捷运维和资源的最优化调度。 OpenFlow 1.3及后续版本的控制器编程模型： 不再讲解OpenFlow的基本概念，而是深入研究如何使用特定的API（如YANG模型、NetConf/RESTConf）与主流控制器（如ONOS, ODL）交互，实现复杂的流表下发策略。 DPDK与用户空间数据包处理： 详细介绍Data Plane Development Kit（DPDK）的Poll Mode Driver（PMD）原理，如何在不依赖传统内核网络栈的情况下实现纳秒级的包处理速率。内容涵盖内存池管理、无锁队列（Lock-Free Queue）设计以及如何将自定义逻辑嵌入到数据路径中。 NFV的VNF生命周期管理与编排： 重点分析ETSI NFV框架下的MANO（Management and Orchestration）层，探讨如何使用TOSCA或Heat模板来自动化部署、扩展和修复网络功能虚拟化单元（VNF），例如虚拟防火墙或虚拟负载均衡器。 --- 第二部分：下一代传输与网络编程范式 第三章：高性能网络编程：零拷贝与异步I/O的实战精通 本章聚焦于如何编写极致性能的网络应用程序，完全避开传统Socket API的性能瓶颈。 Zero-Copy技术在文件传输与内核旁路中的应用： 深入剖析`sendfile()`、`splice()`系统调用的底层原理，并对比与eBPF/XDP技术结合时，数据如何避免在用户态和内核态之间的不必要拷贝。 异步编程模型的高级对比（io_uring vs. Seastar/libuv）： 对比Linux最新的`io_uring`框架与成熟的用户空间框架（如Intel Seastar）在处理高并发、低延迟I/O时的适用场景、编程模型差异及其性能特征。重点展示如何利用`io_uring`实现更细粒度的资源控制。 高性能并发模型：Actor模型在网络服务中的应用： 分析Actor模型（如Akka或Erlang OTP）如何天然适合处理大规模、分布式网络请求，并提供内存安全和故障隔离的保证。 第四章：IPv6的深度部署与新兴路由技术 本章假设读者已熟悉IPv4寻址和基础的OSPF/BGP，转而探讨大规模IPv6部署带来的挑战和解决方案。 SRv6（Segment Routing over IPv6）的架构与策略生成： 详细解析SRv6如何利用IPv6报头中的扩展头实现源选路（Source Routing），并提供基于控制器生成复杂SIDs（Segment Identifiers）策略的实例，以实现流量工程。 BGP EVPN在数据中心互联中的高级应用： 重点解析EVPN（Ethernet VPN）如何利用MP-BGP承载VLAN/VXLAN信息，实现大规模二层网络的无缝互通，并分析其在多活数据中心场景下的控制平面同步机制。 MPLS-TP在承载网中的演进： 探讨面向连接的传输技术（MPLS-TP）如何应对电信级服务的严格SLA要求，特别是其在保护机制（如1:1保护、1+1保护）和双向链路的快速倒换（Fast Re-route）上的实现细节。 --- 第三部分：网络安全与观测性的前沿技术 第五章：eBPF驱动的网络安全与实时可观测性 本章将网络观测和安全能力前置到内核层面，利用eBPF技术实现对网络事件的“无侵入式”追踪与分析。 eBPF在内核态的Hooks点与程序加载： 深入讲解如何使用BCC或BPF Compiler Collection编写自定义内核探针（kprobes/uprobes），精确捕获系统调用和网络函数执行点。 实时DDoS缓解与异常流量识别： 展示如何利用eBPF程序实时监控Socket缓冲区状态、连接速率，并在检测到异常流量时，动态地将丢包或限速规则注入到XDP层，实现“零延迟”的初步防御。 分布式追踪与应用性能监控（APM）的内核基础： 分析如何利用eBPF追踪系统调用栈和网络请求的上下文信息，实现跨进程、跨主机的请求链条重建，为微服务架构提供精确的网络延迟归因。 第六章：面向未来的网络信任机制与零信任架构（ZTA） 本章探讨在传统边界防护失效的背景下，如何通过身份驱动和动态策略来构建新型网络信任体系。 基于证书和身份的微隔离策略： 讨论如何利用Workload Identity（例如SPIFFE/SPIRE）替代传统的IP地址作为策略控制的基础，实现服务间的最小权限访问。 零信任网络访问（ZTNA）的架构设计： 详细分析ZTNA模型中，策略决策点（PDP）和策略执行点（PEP）的交互流程，以及如何集成上下文感知（如用户设备健康度、地理位置）来动态授权访问。 加密流量中的威胁检测： 探讨在HTTPS/TLS 1.3普遍化的背景下，如何利用元数据分析（Metadata Analysis）、行为基线建立（Behavioral Baselining）等技术，在不解密内容的前提下，识别潜藏在加密隧道中的恶意活动。 --- 本书的特点： 本书的编写风格高度侧重于工程实践、性能分析和前沿协议的底层机制。它假设读者已经熟练掌握了OSI七层模型、经典路由协议和HTTP基础知识，并期望读者能够直接阅读并修改生产环境中的复杂网络配置、部署先进的SDN控制器或开发高性能的用户空间网络应用。全书通过大量的配置片段、源码分析（如DPDK或eBPF程序的片段）和系统级架构图解，力求将晦涩的协议规范转化为可操作的工程知识。

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我一直觉得，学习网络协议最容易陷入的误区就是死记硬背端口号和头部结构。这本书最让我眼前一亮的地方，在于它对**协议交互场景的描绘**，而非仅仅是协议字段的堆砌。比如，它用了大量的篇幅去模拟一个Web浏览器从输入URL到最终接收到网页内容的全过程。这个过程中，DNS解析如何与UDP/TCP协作，TLS/SSL握手如何建立在TCP之上，以及HTTP/1.1的Keep-Alive机制如何优化资源复用，都被串联成一个完整的故事线。这种“情景教学法”极大地增强了知识的粘性。你不再是孤立地学习TCP或UDP，而是理解了它们在一个真实、复杂应用场景下的协同工作方式。这种注重**“上下文”的讲解**，使得原本抽象的协议变得生动且具有实操价值，极大地激发了我的学习热情。

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这本书的标题着实吸引人，那种略带谦逊的“初探”二字，仿佛在邀请一个技术小白，或者一个对网络协议栈只有模糊概念的工程师，轻轻地踏入这片广阔而深奥的领域。我原本以为，市面上那些厚重的网络书籍，要么是教科书式的枯燥，要么是过于偏重底层硬件的细节，读起来晦涩难懂。然而，这本书给我的感觉却是截然不同的。它没有一上来就用一堆复杂的公式和晦涩的术语将人击退。相反，它更像是一位经验丰富的导师，耐心地为你描绘整个TCP/IP协议簇的宏大蓝图。从最基础的数据封装和分用过程，到应用层HTTP请求的来龙去脉，叙述的脉络清晰得令人赞叹。尤其是作者在解释三次握手和四次挥手时，那种用生活化的比喻来阐述复杂状态机转换的方式，简直是醍醐灌顶。它巧妙地避开了许多不必要的工程实现细节，而是专注于**概念的本质**，让人在理解了“为什么”之后，再去思考“怎么做”就变得顺理成章了。我尤其欣赏它对协议栈分层思想的强调，这不仅是理解TCP/IP的关键，更是现代网络架构设计的核心哲学。

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坦白说，网络协议的学习曲线通常是陡峭的，尤其是涉及到一些微妙的超时和重传机制时，很容易产生混淆。这本书在**异常处理和健壮性设计**方面的探讨，堪称一绝。它没有回避那些令人头疼的边缘情况，比如序列号窗口的复杂性、半关闭连接的处理，甚至是网络中常见的乱序和重复数据包的应对策略。作者对这些“坏情况”的分析非常透彻，解释了为什么TCP的设计者要引入这些看似复杂的机制来换取最终的可靠性。这种对协议设计哲学中“权衡取舍”的深刻洞察，远超出了普通入门书籍的范畴。它让你明白，可靠性不是凭空产生的，而是通过精密的、有时甚至是繁琐的机制精心编织出来的。读完这些部分，我对网络工程师这份工作的复杂性和严谨性有了更深层次的理解和尊重。

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作为一名长期从事应用层开发的工程师，我对网络协议的关注点往往停留在“如何保证数据可靠传输”的层面，对于更底层的链路层和网络层间的协同作用，总有些模糊不清的概念。这本书在**网络层和数据链路层交接处的描述**上，展现出了极高的水准。它没有把ARP和ICMP当作可以忽略的配角，而是非常细致地讲解了它们在IPv4寻址和故障诊断中扮演的关键角色。特别是对路由选择过程的剖析，它不仅讲解了静态路由的配置，更点出了动态路由协议（如RIP/OSPF的影子）在大型网络中如何运作的宏观概念，这对于理解互联网的全球互联机制至关重要。阅读体验上，作者的文字风格非常严谨且充满逻辑性，仿佛在引导读者进行一次结构化的思维训练，每一次翻页都能感受到自己对网络“骨架”的理解又加深了一层。

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我最近沉迷于研究高性能网络编程，但总感觉自己的知识体系像是一盘散沙，对TCP的拥塞控制机制停留在知道有“慢启动”和“拥塞避免”的层面，知其然不知其所以然。这本“初探”的书籍，恰好填补了我在**深入理解动态调整机制**上的认知鸿沟。它没有简单地罗列Cubic或Reno算法的参数，而是深入剖析了这些算法背后的设计哲学——如何在网络的可用带宽、丢包率、延迟这三个相互矛盾的因素之间寻求一个动态的平衡点。作者似乎非常注重**从数据包丢失的物理现象反推协议的设计动机**，这种逆向工程式的讲解方法，极大地提升了我对网络稳定性保障的敬畏感。读完相关章节后，我再去阅读那些关于BBR或DCQCN的论文时，感觉思路豁然开朗，不再是孤立地看待某个算法，而是将其置于整个TCP历史演进的大背景下进行审视。这本书的价值就在于，它为你打下了坚实的基础，让你有能力去“阅读”更前沿的研究。

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