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出版者:Course Technology

作者:Curt M. White

出品人:

页数:520

译者:

出版时间:2004-03-03

价格:USD 142.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780619160357

丛书系列:

图书标签:

• 数据通信
• 计算机网络
• 网络协议
• TCP/IP
• 网络安全
• 网络架构
• 数据传输
• 网络技术
• 通信原理
• 网络工程

《网络架构与安全：原理、实践与前沿》 引言 在当今高度互联的世界中，信息技术的飞速发展离不开强大的网络基础设施和严密的安全防护。从支撑日常通信的互联网，到驱动商业运作的企业内网，再到实现物联网场景的海量设备连接，网络扮演着不可或缺的核心角色。然而，网络的复杂性也随之而来，如何构建稳定、高效、可扩展的网络架构，以及如何抵御日益严峻的网络威胁，成为摆在所有从业者和研究者面前的重大课题。 本书《网络架构与安全：原理、实践与前沿》旨在为读者提供一个全面而深入的视角，探索网络世界的核心原理，理解现代网络架构的设计哲学，掌握实际的网络部署与管理技术，并洞察网络安全领域的前沿趋势与应对策略。我们不局限于某一特定技术或协议，而是力求展现网络体系的全局图景，从底层硬件到上层应用，从理论模型到实际部署，力求做到融会贯通。 本书的目标读者群体广泛，包括但不限于： 计算机科学与工程专业的学生：为他们打下坚实的网络理论基础，理解网络设计的逻辑，并为后续深入研究或实际工作做好准备。 网络工程师与系统管理员：为他们提供提升技能、解决实际问题的工具箱，学习更先进的网络设计理念和安全防护技术。 信息安全从业者：帮助他们深入理解网络的工作原理，从而更有效地识别、分析和应对各类网络安全威胁。 对网络技术感兴趣的开发者与产品经理：让他们了解网络技术如何影响产品设计和用户体验，以及如何利用网络特性构建更优秀的服务。 企业决策者与 IT 管理者：为他们提供关于网络基础设施建设、安全投资和风险管理的决策依据。 本书将带领读者踏上一段知识探索之旅，从基础概念出发，逐步深入到复杂的技术细节和前沿的理论研究。我们将强调理论与实践的结合，通过大量的案例分析和实际场景模拟，帮助读者将抽象的概念转化为解决实际问题的能力。同时，我们也会关注行业发展趋势，探讨新兴技术如软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）、5G/6G网络、区块链在网络安全中的应用以及人工智能在网络管理与安全中的角色等，为读者描绘网络的未来图景。 第一部分：网络通信基石——原理与协议 本部分将深入探讨网络通信的最基本原理和支撑起整个互联网运行的核心协议。我们将从数据如何在物理介质上传输开始，逐步构建起分层的网络模型，理解各层的作用与交互。 第一章：网络概述与模型：介绍计算机网络的定义、分类、发展历程以及网络互连的必要性。我们将重点讲解OSI七层参考模型和TCP/IP四层（或五层）模型，详细阐述每一层的任务、功能以及在数据传输中的作用。理解分层模型是理解后续所有网络技术的基础。 第二章：物理层与数据链路层：深入探讨数据的物理传输介质（如双绞线、光纤、无线电波），以及信号的编码、传输方式。在此基础上，我们将详细解析数据链路层的协议，如Ethernet（以太网）的标准，MAC地址的解析与应用，以及冲突检测与避免机制（如CSMA/CD）。此外，我们还将介绍数据链路层中的错误检测与纠正（如CRC校验）以及局域网（LAN）的构建，包括交换机的工作原理。 第三章：网络层：本章聚焦于实现跨网络通信的网络层。我们将深入讲解IP（Internet Protocol）协议，包括IPv4和IPv6的地址结构、编址方式（如子网划分、CIDR）、IP报文的封装与分发。路由选择是网络层的核心功能，我们将探讨静态路由和动态路由协议（如RIP、OSPF、BGP）的基本原理，以及路由器在转发数据包中的作用。此外，我们还将介绍地址解析协议（ARP）和互联网控制报文协议（ICMP）等辅助协议。 第四章：传输层：本章关注端到端的数据可靠传输。我们将详细讲解TCP（Transmission Control Protocol）协议，包括其三次握合与四次挥手的连接建立与释放过程，可靠传输机制（如确认应答、超时重传、滑动窗口），以及流量控制与拥塞控制的策略。同时，我们也会介绍UDP（User Datagram Protocol）协议，对比TCP与UDP的优缺点，并阐述其适用场景（如DNS、DHCP、实时音视频）。 第五章：应用层与常用协议：本章将深入探讨为用户应用程序提供服务的应用层协议。我们将详细介绍HTTP/HTTPS协议在Web通信中的作用，FTP协议在文件传输中的应用，SMTP、POP3、IMAP协议在电子邮件系统中的角色，DNS协议在域名解析中的关键作用，以及DHCP协议在IP地址自动分配中的重要性。此外，我们还会触及一些其他重要的应用层协议，如Telnet、SSH等。 第二部分：现代网络架构设计与实现 在掌握了网络通信的基础原理后，本部分将转向现代网络架构的设计理念、关键技术及其实现方式。我们将从网络设备、拓扑结构到服务部署，全方位地展现一个功能完善的网络是如何构建起来的。 第六章：网络设备与基础设施：本章将详细介绍构成网络基础设施的关键硬件设备。我们将深入分析路由器、交换机（包括二层和三层交换机）、防火墙、负载均衡器、无线接入点（AP）等设备的功能、工作原理及选型考量。理解不同设备的职责是设计高效网络架构的基础。 第七章：网络拓扑结构与规划：介绍常见的网络拓扑结构，如总线型、星型、环型、网状型等，并分析它们的优缺点。我们将重点讲解在企业环境中常用的分层网络设计模型，包括核心层、汇聚层和接入层，以及它们在提高网络性能、可扩展性和可管理性方面的作用。同时，还将讨论网络规划的基本流程和考虑因素。 第八章：虚拟化与软件定义网络（SDN）：本章将介绍网络虚拟化技术，包括虚拟局域网（VLAN）的原理与应用，以及如何隔离和管理不同用户或部门的网络流量。在此基础上，我们将深入探讨软件定义网络（SDN）的概念，理解其控制平面与数据平面的分离，以及SDN控制器在集中化管理和网络编程方面的优势。我们将介绍OpenFlow等SDN协议，并探讨SDN在数据中心、企业网络中的应用前景。 第九章：网络功能虚拟化（NFV）与云原生网络：紧接着SDN，本章将介绍网络功能虚拟化（NFV）技术，即如何将传统的硬件网络设备功能（如防火墙、负载均衡器）以软件形式运行在通用服务器上。我们将阐述NFV的优势，如灵活性、成本效益和部署速度。此外，我们还将探讨云原生网络的概念，以及容器化技术（如Docker、Kubernetes）在网络服务部署和管理中的作用，介绍服务网格（Service Mesh）等新兴技术。 第十章：无线网络技术与部署：本章将专注于无线通信技术，包括Wi-Fi标准（如802.11a/b/g/n/ac/ax）的演进与特性，无线接入点的部署策略、信道规划、功率控制以优化覆盖范围和用户体验。我们还将探讨移动通信网络（如4G/5G）的基本架构和演进趋势，以及蜂窝网络中的切换机制。 第三部分：网络安全——挑战、防御与实践 网络安全是网络技术中至关重要的一环。本部分将深入剖析网络安全面临的威胁，介绍各种防御策略和技术，以及在实际网络环境中如何实施有效的安全措施。 第十一章：网络安全威胁与攻击模型：本章将全面介绍当前网络安全领域面临的主要威胁。我们将详细讲解各种常见的网络攻击类型，如恶意软件（病毒、蠕虫、木马）、拒绝服务（DoS/DDoS）攻击、中间人（MITM）攻击、SQL注入、跨站脚本（XSS）攻击、零日漏洞利用等。我们还会分析攻击者的动机和常用的攻击手法。 第十二章：网络安全基础防御技术：本章将重点介绍网络安全的基础防御体系。我们将讲解防火墙的类型（如包过滤、状态检测、应用层防火墙）及其配置策略，入侵检测系统（IDS）和入侵防御系统（IPS）的工作原理与部署。此外，我们还将深入探讨虚拟专用网络（VPN）的原理（如IPsec、SSL VPN），及其在数据传输加密和远程访问安全中的应用。 第十三章：身份验证、访问控制与加密技术：身份验证是保障网络安全的第一道防线。本章将介绍强身份验证机制，如多因素认证（MFA），以及访问控制列表（ACL）、基于角色的访问控制（RBAC）等授权模型。同时，我们将详细讲解密码学在网络安全中的作用，包括对称加密、非对称加密（公钥/私钥加密）、数字签名、证书颁发机构（CA）等概念，以及TLS/SSL协议在保证Web通信安全中的应用。 第十四章：安全策略、审计与应急响应：构建一个安全的网络环境需要完善的安全策略和有效的管理措施。本章将讨论安全策略的制定与实施，包括安全审计、漏洞扫描与管理、安全补丁更新的重要性。此外，我们将重点讲解安全事件响应（IR）流程，包括事件的检测、分析、遏制、根除和恢复等阶段，以及如何进行事后总结和改进。 第十五章：新兴安全技术与趋势：网络安全领域正在不断发展，本章将探讨一些新兴的安全技术和未来趋势。我们将介绍零信任安全模型、安全信息与事件管理（SIEM）系统、威胁情报的应用、行为分析（UEBA）等技术。此外，我们还会触及一些前沿领域，如区块链在身份管理和数据完整性方面的潜在应用，以及人工智能（AI）和机器学习（ML）在网络威胁检测和防御中的作用。 第四部分：网络性能优化与管理 一个设计优良且运行良好的网络，需要持续的性能监控、优化和管理。本部分将为读者提供这方面的理论指导和实践方法。 第十六章：网络性能监控与故障排除：本章将介绍常用的网络性能监控工具和技术，如ping、traceroute、netstat、tcpdump，以及 SNMP（Simple Network Management Protocol）协议在网络管理中的应用。我们将讲解如何识别网络瓶颈，分析流量模式，以及系统性地进行网络故障排除。 第十七章：网络流量工程与优化：流量工程的目标是在满足服务质量（QoS）需求的前提下，优化网络资源的利用率。本章将介绍QoS的基本概念，包括优先级、带宽分配、服务等级（CoS）。我们将探讨拥塞管理、流量整形与策略路由等技术，以改善网络性能，减少延迟和丢包。 第十八章：网络自动化与编排：随着网络规模的不断扩大，手动配置和管理已无法满足需求。本章将介绍网络自动化和编排的概念，探讨使用脚本语言（如Python）和自动化工具（如Ansible、Terraform）来简化网络设备配置、部署和管理。我们将展示如何通过自动化提高效率、减少人为错误并加速服务交付。 结论 《网络架构与安全：原理、实践与前沿》力求为读者提供一个集系统性、全面性、前沿性于一体的学习平台。通过深入剖析网络通信的底层原理，理解现代网络架构的设计哲学，掌握实用的网络部署与安全防护技术，并展望未来的发展趋势，本书希望能帮助读者建立起对网络世界的深刻认知，并具备应对未来挑战的能力。网络技术日新月异，安全威胁层出不穷，持续学习与实践是每一位网络从业者必须具备的态度。我们希望本书能成为您在网络技术领域探索与成长的宝贵伙伴。

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