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出版者:Academic Press

作者:Leondes, Cornelius T. 编

出品人:

页数:952

译者:

出版时间:2002-07-02

价格:USD 1520.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780124438958

丛书系列:

图书标签:

• 数据库
• 数据通信
• 网络系统
• 计算机网络
• 数据管理
• 信息技术
• 通信工程
• 网络工程
• 三卷本
• 专业教材

深入探索现代信息基础设施的基石：《数据库系统架构与高级网络协议解析》 导读 本套丛书——《数据库系统架构与高级网络协议解析》——旨在为读者提供一个全面、深入且高度实践导向的学习路径，用以掌握构建、优化和维护现代信息技术（IT）生态系统中两大核心支柱：高性能数据库系统与复杂数据通信网络。我们聚焦于超越基础概念的深度应用，探讨支撑万亿级事务处理和低延迟数据传输的关键技术、设计哲学与前沿挑战。 本套丛书并非对现存特定主题的简单汇编，而是精心策划的一套知识体系，旨在构建一个完整的技术图景，其中数据库的持久化存储与查询优化、网络协议栈的性能瓶颈分析与优化，以及二者在分布式环境下的协同工作机制，是贯穿始终的核心脉络。 第一卷：下一代数据库系统的理论基础与实践精要 本卷致力于揭示现代关系型、非关系型以及NewSQL数据库背后的核心理论框架与工程实现细节。我们不再停留在SQL语法层面，而是深入挖掘那些决定系统性能、可扩展性和一致性的底层机制。 一、数据模型与存储引擎的演进： 本卷首先追溯了关系代数到面向对象、文档模型乃至图模型的演变历程。重点剖析了B-Tree/B+Tree 变体（如LSM-Tree、BTree）在SSD和内存优化环境下的性能调优策略。读者将学习如何根据I/O特性选择合适的索引结构，并掌握如写时复制（CoW）、MVCC（多版本并发控制） 的具体实现细节，特别是如何在高并发环境下最小化锁竞争和垃圾回收（GC）的开销。 二、事务处理与一致性模型： 事务的ACID属性在分布式部署下面临严峻的挑战。本卷详细阐述了两阶段提交（2PC） 的局限性，并重点讲解了Paxos和Raft等共识算法在数据库主备切换、数据同步中的应用。我们超越了标准SQL的隔离级别定义，深入探讨了快照隔离（Snapshot Isolation） 的实现，以及如何利用时间旅行（Time Travel） 技术进行高效的数据恢复与审计。 三、查询优化器的深度解析： 现代数据库的智能性主要体现在其查询优化器上。本卷构建了一个自顶向下的优化器分析框架。内容包括： 1. 统计信息采集与维护： 讨论了直方图、分位数等高级统计工具，以及如何处理数据倾斜（Data Skew）。 2. 成本模型构建： 深入研究了CPU周期、内存访问延迟和I/O吞吐量等资源在不同硬件上的量化模型。 3. 优化策略： 全面覆盖了动态规划在连接顺序选择中的应用，谓词下推（Predicate Pushdown）、下推聚合（Aggregates Pushdown） 等优化技术，并针对复杂JOIN操作（如Hash Join, Merge Join, Nested Loop Join）的触发条件进行精确分析。 四、大规模数据处理架构： 针对PB级数据，本卷介绍了行存（Row Store） 与列存（Column Store） 架构的优劣势及其融合（如HTAP系统）。此外，还探讨了数据库的分区（Sharding） 策略——包括基于哈希、范围和目录的实现，以及全局二级索引（GSI） 在跨分区事务中的管理挑战。 --- 第二卷：高性能网络协议栈与数据传输优化 本卷将读者的视角从存储层提升至传输层和应用层，聚焦于如何设计、部署和优化能够承载海量数据流的高效通信基础设施。我们关注的是协议栈的每一个微小环节如何累积成巨大的性能差异。 一、TCP/IP 栈的底层透视与调优： 本卷不再满足于对TCP“三次握手”的描述，而是深入探究内核层面的实现。内容涵盖： 1. 拥塞控制算法的比较与选择： 对CUBIC、BBR（Bottleneck Bandwidth and RTT）等算法的数学模型和实际场景适用性进行量化对比。 2. 零拷贝（Zero-Copy）技术： 详细解析 `sendfile()`、`splice()` 等系统调用如何绕过内核缓冲区，直接在网络栈和文件系统间传输数据，对高吞吐量数据管道的意义。 3. 内存管理与软中断处理： 分析网卡中断分配（IRQ Steering）、接收端缩放（RSS）以及用户态网络协议栈（如DPDK）对延迟和吞吐量的影响。 二、现代网络协议的深度应用： 随着硬件能力的提升，应用层协议也必须随之进化。 1. HTTP/3 (QUIC) 的革命： 重点解析基于UDP的QUIC协议如何解决TCP的队头阻塞问题（Head-of-Line Blocking），以及其内置的TLS 1.3加密握手流程如何实现快速连接建立。 2. RPC 框架的性能考量： 对基于消息二进制序列化（如Protocol Buffers、FlatBuffers）的远程过程调用框架进行分析，特别是如何设计高效的服务发现与负载均衡机制，以应对动态变化的网络拓扑。 三、服务网格与可观测性： 在微服务架构日益普及的今天，服务间的通信已变得复杂无比。本卷探讨了服务网格（如Istio、Linkerd）作为数据平面代理（Sidecar）对网络性能的实际影响。内容包括： 1. Sidecar 代理的延迟成本： 量化Envoy等代理在TLS卸载、请求路由和指标收集过程中引入的额外延迟。 2. 可观测性的工程化： 介绍分布式追踪（如OpenTelemetry）如何精准定位跨越多个服务和网络跳点的性能瓶颈，以及如何利用eBPF技术进行无侵入式的内核网络事件监控。 --- 第三卷：分布式系统的协同与数据一致性保障 本卷是前两卷知识的集成与升华，探讨当数据存储与传输都扩展到集群层面时，如何确保系统的整体正确性、高可用性和可扩展性。 一、分布式事务的复杂性与解决方案： 本卷深入研究了跨越多个数据库节点或服务的事务难题。除了对共识算法的再应用外，重点解析了Saga 模式在长事务中的补偿机制，以及两阶段锁定（2PL） 在大规模分布式环境下的锁升级与死锁检测策略。 二、数据一致性与CAP/PACELC 理论的工程实践： CAP 定理是理论基石，而 PACELC 理论则指导实践。本卷通过实际案例（如Cassandra、CockroachDB）说明，在“E”（Eventually Consistent）的场景下，如何权衡写入延迟（A）与读取一致性（L）之间的折衷点，以及如何通过向量时钟（Vector Clocks） 或版本戳（Version Vectors） 来解决并发写入的冲突合并问题。 三、数据流处理与实时系统： 现代应用对延迟的要求已经进入毫秒乃至微秒级别。本卷分析了Kafka/Pulsar等消息队列系统在作为数据骨干网络时的性能调优，包括分区键设计、副本同步机制和消费者组的消费者负载均衡策略。同时，探讨了流处理框架（如Flink）如何高效地将数据从网络传输层无缝接入到内存计算引擎，并保证处理结果与源数据的严格顺序性或时间窗口的一致性。 通过这三卷的系统学习，读者将能够跳出单一的技术栈限制，从存储层、传输层到应用协作层，建立起一个全面、深入且具有工程深度的技术视野，有能力设计、实施和优化下一代高并发、高可用性的信息系统架构。

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这套《Database and Data Communication Network Systems, Three-Volume Set》简直是为我量身打造的。我一直对数据的传输和处理过程充满好奇，尤其是在如今这个信息爆炸的时代，网络通信的效率和稳定性更是至关重要。第三卷的内容，尤其是关于网络协议、路由算法和安全机制的讲解，简直是我的“救命稻草”。作者用非常清晰易懂的语言，解释了TCP/IP协议栈的层层嵌套，以及数据在网络中是如何一步步传输的。我印象特别深刻的是关于拥塞控制和流量管理的章节，它让我明白了为什么我们在网络高峰期使用互联网时，速度会有所下降，以及那些工程师们是如何努力平衡网络资源的。书中的网络拓扑图和通信流程图，也极大地帮助我可视化了那些抽象的概念。我还特别注意到书中对不同网络架构的比较，比如客户端-服务器模型和分布式网络模型，这让我对不同应用场景下网络设计思路有了更深刻的理解。读到关于网络安全的部分，我更是倍感警醒，了解了各种网络攻击手段以及相应的防护措施，这对于保护个人信息和企业数据安全都至关重要。我尝试着将书中的一些网络分析工具和原理应用到我日常的网络使用中，比如使用ping命令来测试网络延迟，或者分析wireshark抓包的一些基本数据，这让我感觉自己不再是那个对网络一无所知的小白，而是能够对网络运行有更深层次的洞察。这套书的出版，无疑为我这样的技术爱好者提供了一个宝贵的学习资源，让我能够系统地梳理和深化我对数据通信网络的理解。

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在探索《Database and Data Communication Network Systems, Three-Volume Set》的过程中，我愈发体会到知识的系统性和连贯性是多么重要。我近期正在深入研究第三卷中关于云计算和虚拟化技术的部分。这本书清晰地阐述了云计算的几种主要模式，如IaaS、PaaS、SaaS，以及它们各自的特点和应用场景。我特别对书中关于虚拟化技术，如虚拟机（VM）和容器（Container）的讲解印象深刻，它详细介绍了这些技术是如何通过抽象硬件资源来提高资源利用率和部署灵活性的。我尝试着去理解Kubernetes等容器编排工具是如何管理大量的容器的。书中还探讨了云网络架构的设计，以及数据如何在云端和本地之间进行迁移和同步。我认识到，云计算和虚拟化技术是现代IT基础设施的基石，它们正在深刻地改变着软件开发、部署和管理的方式。这套书为我提供了一个理解这些变革的有力工具，让我能够更清晰地把握技术发展的脉络。我深信，通过对这套书的持续学习，我将能够更好地适应和引领未来的技术变革。

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作为一名对现代信息技术充满热情的学习者，《Database and Data Communication Network Systems, Three-Volume Set》无疑是我近期最大的收获之一。我被第二卷中关于无线网络通信的章节深深吸引，它详细介绍了Wi-Fi、蓝牙以及蜂窝网络（如4G、5G）等各种无线通信技术的工作原理和发展趋势。书中对于无线信号的传播、多径效应以及信道编码的解释，都让我对无线通信的复杂性有了更深的理解。我特别关注书中关于5G网络的一些前沿技术，比如网络切片、边缘智能以及超可靠低延迟通信（URLLC），这些技术为未来的通信场景描绘了激动人心的蓝图。我尝试着去理解这些技术是如何实现更快的速度、更低的延迟和更广泛的连接的。此外，书中还探讨了无线网络的安全性问题，包括身份认证、数据加密以及防止未经授权的访问等。我认识到，在享受无线便利的同时，也必须高度重视网络安全。这套书为我打开了一个全新的视角，让我能够更全面、更深入地理解无线通信技术在现代社会中所扮演的重要角色。

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这本书真是让我大开眼界，虽然我不是科班出身，但凭借着对数据和网络的好奇心，我还是毅然决然地入手了这套《Database and Data Communication Network Systems, Three-Volume Set》。从拿到书的那一刻起，我就被它厚重的分量和精美的装帧所吸引，仿佛捧着的是知识的宝藏。翻开第一卷，数据库的基石就如此清晰地展现在我面前，那些关于数据模型、关系代数、SQL语句的讲解，虽然初看之下有些晦涩，但作者的循序渐进和详实的案例，却像一位经验丰富的老师，耐心地引导着我一点点揭开数据库的神秘面纱。我特别喜欢其中关于数据库设计原则的讨论，它不仅仅是告诉你“怎么做”，更是深入浅出地解释了“为什么这么做”，让我从根本上理解了数据库结构的重要性，以及不良设计可能带来的长远影响。阅读过程中，我时常会停下来，在脑海中模拟那些数据查询的场景，想象着数据如何在后台被高效地检索和处理。书中的图表和示例代码也极为丰富，它们不仅仅是文字的辅助，更是理解抽象概念的有力工具。我甚至在工作之余，尝试着去搭建一些小型的数据库，运用书中教授的技巧来优化查询，这种理论与实践相结合的学习过程，让我充满了成就感。虽然我还没有完全消化这本书的所有内容，但仅仅是第一卷，就足以让我对数据库系统有了更全面、更深入的认识。我期待着在接下来的两卷中，进一步探索数据通信网络的奇妙世界，将这两大技术领域融会贯通，为我未来的学习和工作打下坚实的基础。这本书的价值，绝不仅仅在于纸张和油墨，它更像是一把钥匙，为我打开了通往数字世界更深层领域的大门。

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作为一名长期在IT行业摸爬滚打的从业者，我一直在寻找能够深化我对数据库原理和数据通信网络架构理解的资源。《Database and Data Communication Network Systems, Three-Volume Set》这套书，恰好填补了我知识体系中的一些空白。我最近在重温其中的关于分布式数据库系统的章节，它详细阐述了数据分片、副本和一致性等关键概念，以及它们在提高系统可用性和可伸缩性方面的作用。我特别欣赏作者在解释这些复杂概念时所采用的类比和图示，它们能够帮助我更直观地理解那些抽象的理论。书中还深入探讨了各种分布式数据库的实现技术，比如CAP定理、BASE理论以及最终一致性模型，这让我对如何在不同场景下选择合适的分布式数据库解决方案有了更清晰的认识。此外，关于数据通信网络中的负载均衡和故障转移机制的讲解，也让我受益匪浅。我认识到，一个健壮的网络系统，不仅仅是硬件的堆砌，更需要精妙的软件设计和算法来实现高可用性和高并发处理。书中提供的案例分析，涵盖了从电商平台到社交媒体等多种应用场景，让我能够将理论知识与实际的工程实践联系起来。这套书的专业性和深度，对于任何希望在数据库和网络领域有所建树的专业人士来说，都是一本不可多得的宝贵财富。

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这套《Database and Data Communication Network Systems, Three-Volume Set》为我提供了一个系统学习数据库和数据通信网络的绝佳平台。我目前正在仔细研读第二卷中关于网络安全的部分，它涵盖了从基础的加密算法到复杂的网络攻击防御策略。书中详细解释了对称加密和非对称加密的原理，以及SSL/TLS协议如何在保证数据传输安全方面发挥作用。我还学习了防火墙、入侵检测系统（IDS）和入侵防御系统（IPS）等安全设备的工作原理，以及如何配置和管理它们来保护网络免受威胁。特别是书中关于Web安全和应用层攻击的讨论，让我对SQL注入、跨站脚本攻击（XSS）等常见攻击手法有了更深刻的认识，并学会了如何编写更安全的代码来防范这些攻击。我还注意到书中关于身份认证和访问控制的章节，它详细介绍了各种认证机制，如密码认证、基于证书的认证以及多因素认证，并探讨了如何设计灵活且安全的访问控制策略。我尝试着将书中的一些安全实践应用到我个人负责的项目中，比如对数据库进行访问权限的最小化设置，以及对网络流量进行必要的审计。这套书的专业性毋庸置疑，它为我提供了一个全面而深入的网络安全知识体系。

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在阅读《Database and Data Communication Network Systems, Three-Volume Set》的过程中，我深刻体会到了作者在知识梳理和逻辑构建上的功力。我最近在攻克的是第三卷中关于物联网（IoT）和边缘计算的部分。物联网的兴起，无疑对传统的数据通信网络提出了新的挑战，而边缘计算则为解决这些挑战提供了新的思路。书中详细介绍了物联网设备的通信协议，比如MQTT、CoAP等，以及它们在资源受限环境下的应用。此外，关于边缘计算架构的设计，以及数据在边缘节点和云端之间的协同处理，都得到了深入的阐述。我特别被书中关于实时数据处理和低延迟通信的讨论所吸引。在许多物联网应用场景中，如自动驾驶、工业自动化等，对数据的实时性有着极高的要求。这本书为我提供了一个关于如何构建能够满足这些严苛需求的网络的全面指南。作者还探讨了物联网安全问题，以及如何保护海量连接的设备免受攻击。我之前一直对如何构建一个安全可靠的物联网系统感到困惑，而这本书的出现，让我看到了解决这些问题的方向。它不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，为我指引着未来的发展方向。

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我是一名初入IT行业的新人，一直想找到一本能够系统性地梳理数据库和数据通信网络知识的书籍。《Database and Data Communication Network Systems, Three-Volume Set》的出现，简直是我的福音。我目前正在学习第二卷，它着重于数据通信网络的具体实现和应用。书中对各种网络设备，如路由器、交换机、集线器等的功能和工作原理进行了详细的介绍，并且还涉及到一些底层的网络协议，比如HTTP、FTP、SMTP等等。这些协议在日常生活中随处可见，但其背后的运作机制却鲜为人知。作者通过生动的比喻和详细的流程图，将这些复杂的概念变得通俗易懂。我特别喜欢其中关于网络性能优化的部分，它探讨了如何通过调整网络参数、优化数据包传输等方式来提高网络的速度和稳定性。读到这些内容时，我常常会联想到自己在实际工作中遇到的网络问题，并尝试运用书中提供的解决方案来思考。这本书不仅仅是理论的堆砌，更包含了大量的实践指导和案例分析，让我能够将学到的知识与实际工作相结合，从而更好地解决问题。我还在学习如何构建和维护小型网络，以及如何对网络进行故障排除。这本书为我提供了一个清晰的学习路径，让我能够循序渐进地掌握网络技术的核心知识。我深信，通过深入学习这套书，我一定能够成为一名更优秀、更专业的网络工程师。

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对于我这样一个对数据分析和管理领域有着浓厚兴趣的人来说，《Database and Data Communication Network Systems, Three-Volume Set》绝对是一本不容错过的巨著。前两卷关于数据库的基础知识和进阶应用，为我打下了坚实的理论基础。特别是其中关于数据仓库、数据挖掘以及大数据处理技术的探讨，更是让我眼前一亮。我一直对如何从海量数据中提取有价值的信息感到着迷，而这本书恰恰满足了我这方面的需求。书中详细介绍了各种数据挖掘算法，例如关联规则挖掘、分类、聚类等，并且提供了相应的实践案例，让我能够亲身体验数据分析的魅力。我尝试着将书中的一些分析方法应用到我个人收集的数据集上，虽然过程有些曲折，但最终能够得到一些有意义的结论，让我感到无比兴奋。此外，书中关于数据可视化和仪表盘设计的章节，也给我带来了很多启发。如何将复杂的数据以直观、易懂的方式呈现出来，是数据分析师必备的技能之一。这套书为我提供了很多优秀的实践建议和设计思路。我还在学习如何使用SQL来查询和处理复杂的数据集，以及如何设计高效的数据库 schema。这本书的深度和广度都令人惊叹，它不仅教授了技术，更传递了一种严谨的思维方式。

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我一直对如何设计和管理高性能、可扩展的数据库系统抱有浓厚的兴趣。《Database and Data Communication Network Systems, Three-Volume Set》的出现，极大地满足了我的求知欲。我最近在反复阅读第一卷中关于数据库性能调优的章节，它深入探讨了索引优化、查询重写、缓存策略以及分区等关键技术。书中详细解释了各种索引类型，如B-tree索引、哈希索引等，以及它们在不同查询场景下的优劣势。我特别欣赏作者在阐述查询优化时所采用的详细步骤和图解，它能够帮助我理解数据库查询优化器是如何工作的，并学会如何编写更高效的SQL语句。书中还介绍了数据库的并发控制机制，如悲观锁和乐观锁，以及它们在多用户访问环境下的应用。我尝试着将书中的一些性能调优技巧应用到我实际工作中遇到的数据库性能瓶颈问题上，并取得了显著的效果。这套书的深度和广度都令人称赞，它不仅仅是教授知识，更传递了一种严谨的分析问题和解决问题的思维方式。我深信，通过对这套书的深入学习，我一定能在数据库领域取得更大的进步。

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