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出版者:Wiley-IEEE Press

作者:H. Jonathan Chao

出品人:

页数:640

译者:

出版时间:2007-4-6

价格:USD 173.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780470053676

丛书系列:

图书标签:

• Network
• 计算机科学
• Switches
• Routers
• 计算机网络
• 技术
• Performance
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• 高性能
• 交换机
• 路由器
• 网络架构
• 数据通信
• 网络性能优化
• 硬件设计
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• 流量管理
• 网络设备

《网络通信的基石：高速交换与路由技术深度解析》 在这本深入探讨网络通信核心技术的著作中，我们将一同探索支撑现代数字世界运转的强大引擎——高性能交换与路由设备。本书并非专注于某个特定厂商的产品线，而是旨在为读者提供一个全面、扎实的理论框架和技术理解，帮助您洞悉这些关键网络组件的内在运作原理、设计哲学以及它们如何共同构建起高效、可靠且可扩展的网络基础设施。 第一部分：交换技术的演进与核心原理 我们从网络最基础的通信单元——交换机——的演进历程开始。从早期的集线器（Hub）的广播模式，到半双工的交换机，再到全双工、无阻塞的现代数据中心交换机，我们将详细剖析每一次技术飞跃背后的原理。 MAC地址与MAC地址表： 深入理解交换机如何学习和维护MAC地址表，实现二层数据的精确转发，从而避免不必要的冲突和流量浪费。我们将探讨MAC地址学习的机制、老化超时策略以及多达数万甚至数十万条MAC地址表项的处理能力。 交换芯片（ASIC）与转发路径： 揭秘高性能交换机的心脏——专用集成电路（ASIC）。我们将分析ASIC在数据包处理中的作用，包括报文解析、查找、修改和输出等环节。深入理解数据包如何穿过芯片内部的各个处理单元，以及如何实现线速转发。 VLAN（虚拟局域网）： 探讨VLAN技术如何将物理网络划分为逻辑上独立的广播域，提升网络安全性、管理性和效率。我们将深入研究802.1Q VLAN标记的封装过程，以及交换机如何根据VLAN ID对数据包进行隔离和转发。 STP（生成树协议）及其变种： 分析STP在二层网络中防止环路形成的关键作用。我们将详细讲解STP的选举过程、端口状态（Blocking, Listening, Learning, Forwarding）以及PVST+、RSTP、MSTP等优化算法，确保网络的稳定运行。 端口聚合（Link Aggregation）与负载均衡： 学习如何通过将多个物理链路捆绑成一个逻辑链路来提高带宽和冗余性。我们将探讨LACP（Link Aggregation Control Protocol）的工作原理，以及在链路聚合中实现流量负载均衡的常用策略。 多层交换（Layer 3 Switching）： 介绍部分交换机也具备三层转发能力，如何将二层和三层转发有机结合，提高网络性能，尤其是在大型园区网和数据中心内部。 第二部分：路由技术的深邃奥秘 随着网络规模的不断扩大，将不同网络连接起来的路由技术变得至关重要。本部分将带领您深入理解路由器的核心功能和复杂机制。 IP地址与路由表： 详细阐述IP地址的结构、分类（IPv4/IPv6）以及路由表的作用。我们将分析路由器如何接收、查找并根据IP报文的目的地址在路由表中找到最佳路径。 路由协议的分类与原理： 内部网关协议（IGPs）： 深入剖析RIP、OSPF、IS-IS等距离矢量和链路状态路由协议的工作原理。我们将详细讲解路由信息的交换、度量计算、收敛过程以及在复杂网络中的应用。 外部网关协议（EGPs）： 重点讲解BGP（Border Gateway Protocol）——互联网路由的基石。我们将剖析BGP的路径矢量特性、AS（Autonomous System）的概念、路径属性（AS_PATH, NEXT_HOP, LOCAL_PREF, MED等）以及BGP决策过程，理解其在互联网上的路由策略和可达性保证。 路由器硬件架构与转发平面： 探讨路由器的高性能是如何实现的。我们将解析路由器在数据包转发过程中涉及的ASIC、NP（Network Processor）、TCAM（Ternary Content Addressable Memory）等关键硬件组件，以及如何构建高效的查找引擎和转发流水线。 QoS（Quality of Service）与流量管理： 学习路由器如何对网络流量进行优先级排序、限速和整形，以保证关键应用的性能。我们将讲解队列管理（Queueing）、拥塞避免（Congestion Avoidance）以及流量分类（Classification）和标记（Marking）等技术。 ACL（Access Control Lists）与安全策略： 了解路由器如何通过ACL来过滤和控制网络流量，实现访问控制和网络安全。我们将分析ACL的匹配规则、应用场景以及在路由器上的部署方式。 MPLS（Multiprotocol Label Switching）： 探讨MPLS如何通过标签而非IP地址进行数据包转发，从而提高转发效率、支持流量工程和VPN等高级功能。我们将讲解标签交换路径（LSP）、标签分发协议（LDP）、MPLS VPN等相关技术。 IPv6技术与迁移： 展望和介绍IPv6的地址结构、报文格式以及路由协议对IPv6的支持。我们将探讨IPv6在现代网络中的重要性以及向IPv6迁移所面临的挑战和解决方案。 第三部分：高性能网络设计与优化 在理解了交换与路由的核心技术后，本部分将聚焦于如何利用这些技术构建高性能、高可用性的网络。 网络拓扑设计： 探讨不同网络拓扑（如星型、总线型、环型、树型、混合型）的优缺点，以及在数据中心、企业网和广域网等不同场景下的适用性。 冗余与高可用性（HA）： 分析各种冗余机制，如链路冗余、设备冗余（VRRP, HSRP, GLBP）、路由冗余（EIGRP, OSPF, BGP的快速收敛）等，如何确保网络在故障发生时的持续可用性。 网络虚拟化技术： 探讨SDN（Software-Defined Networking）和NFV（Network Functions Virtualization）等新兴技术如何改变网络的设计和管理模式，提高网络的灵活性和自动化水平。 性能监控与故障排除： 介绍网络性能评估指标（如延迟、抖动、丢包率、吞吐量）以及常用的监控工具和故障排查思路，帮助读者快速定位和解决网络问题。 本书旨在为网络工程师、系统管理员、开发人员以及对网络通信技术有深入兴趣的读者提供一个全面而深入的学习平台。通过对交换与路由技术的细致剖析，您将能够更清晰地理解数据包在网络中的旅程，掌握构建高效、安全、可靠的现代网络所必需的知识和技能。

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这本书的写作风格既学术又实用，让我能够深入理解技术的本质，又能将其应用于实际工作中。书名“High Performance Switches and Routers”直接点出了我对网络设备性能的追求。在我看来，高性能的网络设备是现代数字化转型和社会信息化的关键支撑。我希望这本书能够全面介绍高性能交换机和路由器的设计、实现和优化。在交换机方面，我期待了解其在拥塞管理、缓冲区分配、以及流量整形等方面的具体策略，以及这些策略如何影响数据包的延迟和吞吐量。对于路由器，我更关注其在路由表维护、路由计算、以及负载分担等方面的效率，特别是当处理大量路由条目和复杂路由策略时。我非常希望书中能够详细阐述网络协议的实现细节，例如，OSPFv3、IS-IS等路由协议在高密度环境下的表现，以及BGP的MP-BGP扩展如何提升其功能和性能。此外，我也希望书中能够探讨一些关于网络自动化和编排的技术，以及如何利用这些技术来简化高性能设备的大规模部署和管理，从而进一步提升网络的整体效率。

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这本书的排版和插图给我留下了深刻的印象，清晰的图表和流程图极大地帮助了我理解复杂的概念。对于“High Performance Switches and Routers”这一主题，我一直有深入学习的渴望。在我的职业生涯中，我多次遇到过由于网络设备性能瓶颈而导致的应用缓慢甚至系统瘫痪的情况。因此，理解高性能设备的工作原理，并掌握如何充分发挥它们的潜力，对我来说至关重要。我希望这本书能够深入剖析高性能交换机在二层和三层转发过程中涉及的各种技术，例如，TCAM（三元内容寻址内存）的运用、包缓冲机制、流量整形算法，以及如何实现低延迟的转发。对于路由器，我更关注其在路由选择、策略路由、以及网络地址转换（NAT）等方面的性能表现。这本书如果能详细介绍不同厂商的高性能设备在架构上的差异，并分析这些差异如何影响其性能，那将非常有价值。我特别期待书中能有关于网络安全方面的内容，例如，路由器如何通过ACL（访问控制列表）、防火墙功能来抵御网络攻击，以及交换机如何实现端口安全和VLAN隔离。此外，关于网络监控和故障诊断的工具和方法，以及如何利用它们来评估和提升网络设备的性能，也是我非常关注的部分。如果书中能够提供一些关于如何为不同场景选择合适的高性能交换机和路由器，并给出相应的部署和优化建议，那将是对我工作极大的帮助。

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这本书的作者在网络领域有着丰富的实践经验，这一点从其详实的论述中可见一斑。书名“High Performance Switches and Routers”正是我目前工作中迫切需要解决的问题。随着业务的快速发展，原有的网络基础设施已无法满足日益增长的流量需求，尤其是在数据中心内部以及企业分支机构之间。我希望这本书能够提供关于如何构建和优化高性能网络的系统性指导。在交换机方面，我期待了解其在多层交换、端口密度、以及背板带宽方面的技术细节，以及这些参数如何直接影响其整体性能。对于路由器，我更关注其在WAN连接、VPN集成、以及负载均衡等方面的能力。我希望书中能够深入分析各种高级路由特性，例如BGP的路径属性优化、OSPF的区域划分策略，以及如何利用这些技术来提升网络的可用性和性能。我也非常希望书中能够提供关于网络安全方面的深度讨论，例如，路由器如何实现精细化的访问控制、防范恶意流量，以及交换机如何提供端口隔离和MAC地址过滤来增强网络安全性。这本书如果能涵盖一些关于新兴技术，如NFV（网络功能虚拟化）和SDN（软件定义网络）是如何改变传统交换机和路由器设计，并带来更高性能和灵活性的，那将非常有价值。

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读完这本书的序言，我立刻感受到作者在网络技术领域的深厚功底和对高性能设备的热情。这本书的书名“High Performance Switches and Routers”准确地传达了它的核心价值——深入探讨如何构建和优化高性能的网络设备。作为一名网络工程师，我深知交换机和路由器在现代IT基础设施中的关键作用。它们不仅是数据的“搬运工”，更是网络“指挥官”，其性能直接影响到业务应用的响应速度、用户体验以及整体的网络吞吐量。我期望这本书能详细讲解各种高性能交换机和路由器的架构设计，包括其ASIC（专用集成电路）的芯片设计理念、转发平面的优化技术、控制平面的实现方式，以及如何通过软件和硬件的协同工作来实现线速转发。对于路由器，我特别关注其在路由策略的实现、路由表规模的增长、以及在复杂网络环境下的可扩展性。我希望书中能涵盖诸如 MPLS（多协议标签交换）、VXLAN（虚拟可扩展局域网）等技术在高性能网络中的应用，以及它们如何实现更灵活的网络部署和更高效的流量转发。此外，我对书中关于网络拥塞控制、流量整形、以及服务质量（QoS）保证的详细阐述也充满期待，因为这些技术对于在有限带宽下最大化网络性能至关重要。这本书如果能提供一些实际的配置示例和故障排除指南，那将极大地提升它的实用价值。我也会留意书中是否讨论了未来网络的发展趋势，例如5G网络对路由器和交换机的要求，以及AI在网络管理和优化中的应用。

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这本书的图表绘制精美且信息量丰富，让我能够快速把握关键概念。我选择这本书，是因为我对“High Performance Switches and Routers”这一主题有着持续的关注和学习需求。在处理高带宽、低延迟的网络应用时，对交换机和路由器的性能提出了极高的要求。我希望这本书能够深入讲解这些设备在物理层、数据链路层、网络层以及传输层等各个层面上的性能优化技术。例如，在交换机领域，我希望了解其在MPLS（多协议标签交换）标签的压栈、出栈过程中的效率，以及如何实现QoS策略的端到端应用。对于路由器，我更关注其在IPv6过渡期间的性能表现，以及如何高效地处理IPv6报文。我特别期待书中能有关于网络设备的可扩展性设计，以及如何通过增加模块、升级硬件来满足未来不断增长的网络需求。此外，我也希望书中能够讨论一些关于网络设备功耗和散热管理的技术，因为这些因素在高密度部署的环境下对整体运营成本和稳定性有着重要影响。如果这本书能提供一些关于如何进行网络性能基准测试和容量规划的案例分析，那我将受益匪浅。

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这本书的章节划分逻辑清晰，使得我可以有条不紊地进行学习。我对“High Performance Switches and Routers”这一主题的研究，源于我在实践中遇到的各种网络性能瓶颈。尤其是在处理大规模数据流、高并发连接以及低延迟要求的应用场景时，对网络设备的性能有着极高的要求。我期望这本书能够深入浅出地讲解高性能交换机在二层转发、三层路由、以及数据包处理等方面的核心技术，例如，我希望了解其数据包解析、查找、转发的整个过程是如何通过硬件加速实现的，以及如何优化缓冲管理来避免丢包。对于路由器，我更关注其路由协议的收敛速度、路由信息传播的效率，以及在广域网环境下如何实现高效的流量工程和策略路由。这本书如果能提供一些关于如何度量和评估网络设备性能的科学方法和工具，以及如何在实际部署中进行基准测试，那将极大地帮助我量化网络性能。我也会留意书中是否讨论了云环境下的网络设备，例如，在虚拟化环境中，高性能的虚拟交换机（vSwitch）是如何工作的，以及如何与物理设备协同。此外，关于网络设备的可管理性、可维护性，以及自动化配置和部署在提升整体网络性能方面的作用，也是我希望书中能够深入探讨的内容。

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这本书的封面设计非常有吸引力，深邃的蓝色背景搭配银色的字体，营造出一种科技感和专业感。我之所以会选择它，很大程度上是被它标题中“High Performance”所吸引。在我日常的工作中，处理海量数据和确保网络的高效传输是至关重要的。市面上的网络设备种类繁多，但真正能够满足“高性能”要求的，往往需要深入了解其背后的技术原理。这本书的标题，让我对它能够提供关于尖端交换机和路由器技术，以及如何在实际部署中最大化其性能的期望。我希望它能深入浅出地讲解这些高性能设备的设计理念、关键技术和应用场景。例如，对于交换机，我期待了解其在处理海量数据包时的转发机制、缓冲管理、拥塞控制策略，以及如何通过各种优化手段来降低延迟和提高吞吐量。对于路由器，我更关心其路由协议的实现、BGP、OSPF等协议在高并发环境下的表现，以及QoS机制如何在复杂的网络环境中保障关键业务的流畅性。这本书的篇幅和内容，我会重点关注它是否提供了实际案例分析，能够让我将理论知识与实际工作相结合，解决我遇到的网络瓶颈问题。我也会留意它是否涵盖了当前最新的技术趋势，例如SDN（软件定义网络）和NFV（网络功能虚拟化）在高性能网络设备中的应用，以及它们如何重塑未来的网络架构。此外，书中对硬件设计、芯片组的选择、以及散热和功耗管理等方面的阐述，也会是我关注的重点，因为这些因素直接影响到设备的稳定性和长期性能。总而言之，我带着极大的兴趣开始阅读，期待它能为我打开一扇通往高性能网络世界的大门。

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这本书的索引非常详尽，方便我查找特定的技术术语和概念。我之所以选择阅读《High Performance Switches and Routers》，是因为我对如何构建和管理高性能网络基础设施有着极大的兴趣和实际需求。在当前数字化浪潮下，网络性能的优劣直接关系到企业运营效率和用户体验。我希望这本书能够深入剖析高性能交换机和路由器在硬件架构、软件实现以及关键技术上的细节。例如，在交换机方面，我期待了解其在二层和三层转发的效率差异，以及如何通过VLAN Trunking、Port Channel等技术来优化带宽利用率。对于路由器，我更关注其在WAN连接的性能优化，例如，如何实现高效的MPLS VPN、IPsec VPN，以及如何处理大量的NAT转换。我也非常期待书中能包含一些关于网络安全方面的技术，例如，路由器如何实现防火墙功能、入侵检测，以及交换机如何进行端口安全和MAC地址的学习控制。这本书如果能提供一些关于如何进行网络性能监控和故障排除的工具和方法，并结合实际案例进行分析，那将极大地提升其参考价值。

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这本书的语言风格非常专业且严谨，这让我确信它将是一本值得深入研究的技术著作。书名“High Performance Switches and Routers”直接击中了我学习的痛点——如何构建稳定、高效且具备极强吞吐能力的网络基础设施。在当今万物互联的时代，网络性能已成为衡量一个企业IT能力的关键指标。我希望这本书能够为我揭示高性能交换机和路由器背后的秘密，包括它们的硬件设计哲学、软件架构以及关键的性能调优技术。例如，在交换机方面，我希望了解其在多播、广播处理上的效率，以及如何实现端口聚合（Link Aggregation）以增加带宽和冗余。在路由器方面，我期待深入学习其路由表维护的复杂性，特别是当处理大量的BGP路由信息时，CPU和内存的占用情况。我也非常希望书中能详细阐述QoS策略是如何在设备内部实现的，例如，如何区分不同优先级的流量，并对其进行调度和标记。这本书如果能包含一些关于网络互联互通的挑战，例如跨地域连接的优化、以及如何应对网络拥塞和丢包，并将这些挑战与高性能设备的能力相结合进行分析，那将非常有启发性。我也会留意书中是否讨论了对新兴网络技术，如IPv6扩展头部处理、SRv6（Segment Routing IPv6）等，这些高性能设备是如何支持和优化的。

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我翻开这本书，首先映入眼帘的是清晰的章节结构，这让我能够快速定位到我最感兴趣的部分。我对网络架构的演进历程以及支撑这些演进的关键技术，一直抱有浓厚的兴趣。这本书的书名，直接点明了其核心内容——高性能的交换机和路由器。在我看来，这两类设备是现代网络通信的基石，它们的能力直接决定了整个网络的效率和稳定性。我希望这本书能够深入剖析这些高性能设备在设计和实现上的核心原理，例如，在交换机领域，我想了解其MAC地址学习机制的优化、VLAN的实现细节、STP（生成树协议）在高密度环境下的收敛速度以及如何避免网络环路。而在路由器方面，我更关注其路由查找算法的效率、多路径路由的实现、以及在应对DDoS攻击时，路由器作为第一道防线所扮演的角色和具备的功能。这本书的标题“High Performance”也暗示了它会讨论一些高级主题，比如线速转发、硬件加速、以及对下一代网络协议（如IPv6）的支持和优化。我非常期待书中能包含一些关于网络拓扑设计、流量工程以及容量规划的指导，这些内容对于构建和维护一个高效可靠的网络至关重要。当然，我也希望书中能够讨论一些实际部署中遇到的挑战，以及如何通过调整设备配置和优化网络策略来克服这些挑战。例如，在大规模数据中心环境中，如何选择合适的交换机来处理东西向流量的激增？在广域网边缘，如何部署路由器以实现高效的VPN连接和流量隔离？这本书的深度和广度，将决定它能否成为我案头必备的参考书。

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