Advanced IP Network Design pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Cisco Press

作者:Alvaro Retana

出品人:

页数:343

译者:

出版时间:1999-7-15

价格:USD 55.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9781578700974

丛书系列:

图书标签:

• 1
• IP网络
• 网络设计
• 高级网络
• 路由
• 交换
• 网络架构
• 网络安全
• QoS
• MPLS
• VPN

《网络架构的智慧：从物理层到应用层的深度解析》 在这本深刻探讨网络设计的著作中，我们将一同踏上一场穿越信息传输动脉的旅程，探究构成现代数字世界的复杂系统。本书并非浅尝辄止的教程，而是旨在为那些渴望深入理解网络运作机制、并能以创新思维塑造未来网络架构的专业人士提供一份详尽的指南。我们将超越基础的连接概念，深入到每一个层级，揭示其内在的逻辑、关键的决策点以及最优化的策略。 第一部分：物理层的基石——信号、媒介与连接的艺术 万丈高楼平地起，网络的根基在于其物理层。本部分将从最根本的电信号和光信号出发，剖析它们在不同传输媒介（如铜缆、光纤、无线电波）中的传播特性、衰减机理与抗干扰技术。我们将深入研究各种线缆标准（如Ethernet Cat系列、Fiber Optic连接器）的物理参数与性能限制，探讨它们如何影响数据传输的速率、距离和可靠性。 对于无线网络，我们将详细解析电磁频谱的分配、不同频段（如2.4GHz、5GHz、6GHz）的特性与应用场景，以及天线设计、信号传播模型（如自由空间损耗、多径效应）在实际部署中的影响。我们会分析Wi-Fi标准（如802.11ac、802.11ax）的技术演进，探讨其在频谱利用、容量提升和干扰抑制方面的创新。 此外，本部分还将关注网络接口卡（NIC）的设计、集线器（Hub）与交换机（Switch）的物理连接原理，以及电源分配、接地等容易被忽视但至关重要的物理基础设施细节。通过对这些底层元素的精细审视，读者将能建立起对网络物理连接的深刻理解，并掌握在设计中规避常见物理层瓶颈的技巧。 第二部分：数据链路层的智慧——帧、 MAC地址与流量的管家 当数据跳出物理介质的束缚，便进入了数据链路层，在这里，数据被组织成帧，MAC地址扮演着设备在本地网络中的唯一标识符。本部分将深度解析各种数据链路层协议，如Ethernet（IEEE 802.3）的帧格式、CSMA/CD（在共享介质环境中）或CSMA/CA（在无线环境中）的访问控制机制。我们将探讨MAC地址的分配、解析（ARP协议）以及冲突域和广播域的概念，阐述它们对网络性能的影响。 本书将重点剖析现代网络交换机的工作原理，包括帧的转发流程、MAC地址表的构建与维护、VLAN（虚拟局域网）的划分与应用。我们将深入研究STP（生成树协议）系列（如PVST+、RSTP、MSTP）如何防止网络环路，并探讨其在不同网络拓扑中的收敛机制和性能考量。同时，我们还将分析链路聚合（Link Aggregation）技术（如LACP），如何通过捆绑多条物理链路来提升带宽和冗余性。 对于无线局域网，我们将深入研究802.11协议栈中数据链路层（MAC层）的细节，包括帧类型、访问方法、错误检测与纠正机制。本书还将探讨Mesh网络、点对点无线连接等特殊链路层应用，以及它们在特定场景下的设计考量。 第三部分：网络层的核心——IP地址、路由与连接的指挥官 网络层是实现跨网络通信的关键。本部分将深入探讨IP协议（IPv4与IPv6）的设计理念、地址结构、子网划分（Subnetting）的艺术以及无类别域间路由（CIDR）的应用。我们将详细解析IP数据包的结构，以及TTL（生存时间）和DF（禁止分段）等字段的含义。 路由是网络层的灵魂。本书将全面审视静态路由与动态路由的区别与适用场景，并深入讲解各类动态路由协议的工作原理。我们将详尽分析距离矢量路由协议（如RIPv1/v2、EIGRP）的路由更新机制、度量值计算以及可能出现的路由环路问题。同时，我们将重点讲解链路状态路由协议（如OSPF、IS-IS），包括其邻居建立、LSA（链路状态宣告）的泛洪、SPF（最短路径优先）算法的应用以及区域划分策略。 在多自治系统（AS）环境下，BGP（边界网关协议）是连接互联网的基石。本部分将详细解析BGP的路径矢量路由机制，包括AS路径、属性（如AS_PATH, NEXT_HOP, LOCAL_PREF, MED）以及路由策略的制定与实施，如路由过滤、路由反射器等。我们将探讨BGP在互联网骨干网中的作用，以及如何构建稳定、可扩展的BGP网络。 此外，本书还将涵盖NAT（网络地址转换）技术及其不同模式（SNAT, DNAT, PAT），以及DHCP（动态主机配置协议）在IP地址自动分配中的作用。 第四部分：传输层的保障——TCP、UDP与可靠性、效率的权衡 传输层负责端到端的数据传输，它在可靠性与效率之间寻求最佳平衡。本部分将深度剖析TCP（传输控制协议）的连接建立（三次握手）、数据传输（拥塞控制、流量控制）、以及连接终止（四次挥手）的全过程。我们将详细解析TCP的序列号、确认号、窗口大小等关键字段，以及TCP的拥塞避免算法（如Tahoe, Reno, Cubic）如何动态调整发送速率以避免网络拥塞。 对于UDP（用户数据报协议），我们将探讨其无连接、尽力而为的特性，以及它在流媒体、在线游戏、DNS等对实时性要求高而对可靠性要求相对较低的应用中的优势。我们将分析UDP的报文结构，以及如何通过应用层机制来弥补UDP在可靠性上的不足。 本书还将深入研究TCP与UDP的选择标准，以及在不同应用场景下如何进行最优的传输层协议选择。我们还将探讨TLS/SSL（传输层安全）等加密协议如何在传输层提供数据安全保障。 第五部分：应用层与服务——协议栈的顶端与用户体验的连接 应用层是用户直接交互的层面，也是网络服务得以实现的源泉。本部分将聚焦于常见的应用层协议，如HTTP/HTTPS（Web浏览）、DNS（域名解析）、FTP（文件传输）、SMTP/POP3/IMAP（电子邮件）、SSH（安全远程登录）等，深入剖析其工作原理、报文结构以及在网络设计中的考量。 我们将探讨DNS的层级结构、域名的解析过程、记录类型（A, MX, CNAME等）以及DNS的安全问题（如DNS Spoofing）。对于Web服务，我们将深入研究HTTP请求与响应的流程，以及HTTPS如何通过TLS/SSL加密来保证通信的安全性。 此外，本部分还将关注应用层对网络带宽、延迟和丢包的敏感度，以及如何通过网络层和传输层的优化来提升应用层的性能。我们将讨论如何设计能够支持高并发、低延迟的应用场景的网络，例如内容分发网络（CDN）的设计原理。 第六部分：网络设计中的高级议题——安全、性能与可扩展性的融合 在掌握了各层协议的精髓之后，本部分将进入网络设计的更高阶领域，探讨如何在实际环境中实现安全、高性能和可扩展的网络。 网络安全设计：我们将深入研究防火墙（Firewall）的类型与策略配置，如包过滤、状态检测、应用层防火墙。IDS/IPS（入侵检测/防御系统）的原理与部署，以及VPN（虚拟专用网络）的类型（IPsec VPN, SSL VPN）与应用场景。本书还将探讨网络访问控制（NAC）、身份认证机制（如RADIUS, TACACS+）以及零信任安全模型在现代网络设计中的重要性。 网络性能优化：我们将分析网络瓶颈的识别与诊断方法，如流量监控、性能分析工具的应用。 QoS（服务质量）策略的制定与实施，包括优先级标记（如DSCP, CoS）、带宽预约、流量整形与管制。我们将探讨如何通过负载均衡（Load Balancing）技术来分散流量，提高服务的可用性和响应速度。 网络可扩展性与弹性：我们将研究网络拓扑设计中的模块化、分层化原则，以及如何通过设备选型、协议选择来实现网络的平滑扩展。冗余设计（Redundancy）的策略，如链路冗余、设备冗余、路由冗余，以及故障转移（Failover）机制的实现，确保网络的持续可用性。我们将探讨SDN（软件定义网络）和NFV（网络功能虚拟化）等新兴技术如何为网络设计带来革命性的变化，实现更灵活、更智能的网络管理。 第七部分：案例研究与未来展望——理论付诸实践与前瞻性洞察 为了将理论知识与实际应用相结合，本部分将通过一系列精心挑选的案例研究，展示如何在不同的场景下应用本书所学的网络设计原则。这些案例将涵盖企业园区网、数据中心网络、广域网（WAN）连接、以及云网络架构等。 我们将分析不同案例中面临的挑战，如流量模式、安全需求、预算限制，并逐一解析相应的解决方案。读者将能从中学习到如何将抽象的网络概念转化为具体的、可落地的设计方案。 最后，本书将对未来网络技术的发展趋势进行展望，包括5G、物联网（IoT）、边缘计算、AI驱动的网络自动化等，为读者提供前瞻性的视野，激发他们在网络设计领域不断探索与创新的动力。 《网络架构的智慧》旨在成为网络设计领域专业人士不可或缺的参考书，它将帮助您构建更强大、更安全、更高效的网络，为数字世界的持续发展提供坚实的支撑。

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