网络协议工程

网络协议工程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:电子工业出版社
作者:吴礼发
出品人:
页数:246
译者:
出版时间:2011-4
价格:39.90元
装帧:平装
isbn号码:9787121131301
丛书系列:
图书标签:
  • 网络协议
  • 通信
  • 通讯网络
  • IT
  • 网络协议
  • 协议工程
  • 计算机网络
  • 数据通信
  • TCP/IP
  • 网络编程
  • 底层原理
  • 网络安全
  • 通信协议
  • 实践工程
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具体描述

《网络协议工程》以协议工程活动所涉及的各种技术为主线,以介绍基本原理、技术与方法为原则,主要内容包括:协议工程概论、协议设计技术、协议形式化描述技术、协议形式描述语言、协议验证技术、协议验证工具、协议一致性测试技术等。各章均附有讨论题、思考题及参考文献。

网络协议是计算机网络及数据通信的核心,开发正确、有效的网络协议一直是人们追求的目标。协议工程是指集成化、形式化的协议开发过程,其目的是减少协议开发中潜在的错误,提高协议开发的效率和质量。

《高性能计算集群架构与优化实践》 图书简介 本书深入剖析了现代高性能计算(HPC)集群的复杂架构、关键技术栈以及实用的优化策略。随着科学计算、大数据分析和人工智能等领域的飞速发展,对计算资源的需求呈几何级数增长,构建和维护高效、稳定、可扩展的HPC集群已成为核心竞争力之一。本书旨在为系统架构师、集群管理员、高性能计算研究人员以及希望深入理解并行计算基础设施的工程师提供一本详尽且实用的技术指南。 第一部分:HPC集群的基石——架构设计与硬件选型 本部分详细阐述了构建高性能计算集群所需考虑的底层硬件和系统设计原理。 第一章:高性能计算集群的演进与核心需求 探讨了HPC集群从传统集群到现代异构集群的演变历程。重点分析了当前HPC面临的关键挑战,包括功耗墙、I/O瓶颈和内存墙。明确了高性能计算对延迟、带宽、可扩展性、能效比和故障容忍度的具体要求,为后续的架构决策奠定基础。 第二章:计算节点的深入剖析 详细介绍了现代HPC节点的主要构成要素。 中央处理器(CPU)的选择与优化: 比较了主流服务器级CPU(如Intel Xeon Scalable系列、AMD EPYC系列)的微架构特性,如核心数量、缓存层级、内存控制器设计及其对不同类型计算负载(如浮点密集型、内存密集型)的影响。讨论了NUMA(非一致性内存访问)架构对应用性能的制约及优化方法。 加速器技术: 全面覆盖GPU计算(如NVIDIA CUDA、AMD ROCm)和专用加速器(如Intel Xeon Phi的遗留思想、FPGA)的原理与集成。重点分析了如何高效地将加速器集成到计算节点中,实现CPU与加速器之间的高速数据交换机制。 第三章:高速互连网络拓扑与协议 网络互连是决定集群扩展性的核心要素。本章专注于高速互连技术栈的深度解析。 InfiniBand(IB)技术栈: 深入讲解IB协议栈的层次结构(Subnet Manager, HCAs, Switches),RDMA(Remote Direct Memory Access)的工作原理及其在消除CPU干预下的数据传输优势。分析了IB网络拓扑结构(如Fat Tree, Torus, Dragonfly)的优劣及其在不同规模集群中的适用性。 高速以太网的演进: 探讨RoCE(RDMA over Converged Ethernet)和iWARP如何将RDMA能力引入标准以太网环境。比较了IB与RoCE在延迟、吞吐量、管理复杂性方面的差异。 拓扑设计与性能建模: 阐述了如何根据预期的应用通信模式(如点对点、广播、规约)选择最优的网络拓扑结构,并引入简单的网络性能建模方法来预测通信开销。 第二部分:数据管理与存储系统 高性能计算的效率往往受限于数据的存取速度。本部分专注于HPC环境下的数据存储解决方案。 第四章:并行文件系统的设计原理 讲解了传统网络文件系统(NFS)在HPC环境中的局限性,并重点介绍了并行文件系统(PFS)的核心概念。 Lustre文件系统: 详细剖析Lustre的架构,包括元数据服务器(MDS)、对象存储服务器(OSS)的工作机制、客户端缓存策略以及如何实现元数据和数据路径的分离。 GPFS/Spectrum Scale与BeeGFS: 对比分析其他主流PFS的特性、一致性模型和性能表现。 数据块分布与条带化: 讲解如何通过合理的条带宽度和目标设置,最大化存储吞吐量并均衡I/O负载。 第五章:面向I/O密集型应用的存储优化 讨论如何针对特定应用需求配置存储系统。 全闪存与持久性内存的应用: 评估NVMe-oF、All-Flash Array在提供低延迟数据访问方面的作用。探讨持久性内存(PMEM)作为快速缓存层或持久化存储的应用场景。 数据生命周期管理与归档: 介绍如何结合高速存储与大容量、低成本的磁带库或对象存储,实施有效的数据分层和归档策略。 第三部分:集群软件栈与调度管理 一个高效的集群依赖于精良的软件工具链和资源调度系统。 第六章:资源调度与作业管理 详细解析了现代HPC集群中作业调度系统的功能与配置。 Slurm工作负载管理器: 深入讲解Slurm的组件(Slurmctld, Slurmd),包括配置队列(Partitions)、作业优先级、公平共享策略(Fair-share)的实现。重点介绍如何编写高效的作业提交脚本(sbatch)以充分利用节点资源。 作业监控与故障诊断: 介绍如何利用Slurm的日志和外部监控工具(如Prometheus/Grafana)来实时跟踪作业状态、节点健康度和资源利用率。 第七章:并行编程模型与中间件 本章聚焦于支撑应用程序高效运行的软件层。 MPI(Message Passing Interface)的实现: 比较OpenMPI、MPICH等主流MPI库的内部机制,讨论其在不同底层互连(如IB/RoCE)上的优化(如使用Verbs API)。解析Point-to-Point和Collective通信的性能考量。 OpenMP与混合编程: 介绍OpenMP在共享内存并行化中的应用,以及如何将OpenMP与MPI结合进行异构和混合并行编程。 容器化技术在HPC中的部署: 探讨Singularity/Apptainer和Docker在HPC环境中的集成挑战与优势,特别是如何解决容器内外部高速网络和存储的兼容性问题。 第四部分:性能分析、调优与能效管理 实现集群潜力的关键在于持续的性能监控和精细的系统调优。 第八章:系统级性能分析工具 介绍一套用于诊断集群瓶颈的实用工具集。 硬件性能计数器与PAPI: 如何利用CPU和GPU的硬件性能计数器来量化执行效率、缓存命中率和分支预测失误。 HPC Profiling工具: 重点介绍Intel VTune Profiler、NVIDIA Nsight Systems/Compute在代码层面识别延迟和并行度问题的应用。 I/O性能基准测试: 使用IOR、MDTest等工具科学地评估并行文件系统的吞吐量和元数据性能。 第九章:集群能效与绿色计算 讨论在追求极致性能的同时,如何兼顾能源效率。 功耗感知型调度: 介绍如何利用作业优先级和时间窗口来平衡工作负载,避免瞬时功耗峰值。 动态电压与频率调整(DVFS): 探讨在HPC环境中安全、有效地应用DVFS技术以降低空闲或低负载时的能耗。 热管理与冷却策略: 简要涉及液冷技术在超大规模集群中的应用前景。 附录:故障排除与维护实践 提供一套实用的、基于经验的集群维护清单和常见故障的快速诊断流程,涵盖硬件、网络和软件层面的常见问题处理指南。 本书内容详实,紧密结合最新的硬件技术和业界最佳实践,旨在帮助读者构建、管理和优化下一代科学计算和数据密集型工作负载所需的高性能计算基础设施。

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读后感

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用户评价

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最近实在是太忙了,一直没抽出时间来静下心写点什么,尤其是在读完《网络协议工程》这本书之后。这本书简直像一本厚重的百科全书,内容之丰富,涉及的领域之广泛,让人应接不暇。我尤其对书中对TCP/IP协议栈的深入剖析印象深刻,从底层的物理层和数据链路层,到网络层、传输层,再到应用层,每一个层级的协议都讲解得非常透彻。它不仅仅是列举协议的名称和功能,更是深入到协议的设计思想、演进历程以及在实际网络环境中遇到的各种问题和解决方案。书中对路由选择算法的讲解,比如RIP、OSPF、BGP等,真是让我大开眼界,理解了网络是如何在复杂的拓扑结构中找到最优路径的。还有对拥塞控制机制的探讨,让我明白了为什么我们在高峰期使用网络时,速度会有所下降,以及各种拥塞控制算法是如何工作的,它们在保证网络公平性和效率方面扮演着怎样的角色。更让我惊喜的是,书中还涉及到了IPv6的迁移和发展,以及对未来网络技术的一些前瞻性思考,这让我感觉自己不仅仅是在学习已有的知识,更是在窥探网络技术的未来发展方向。整本书读下来,感觉知识储备得到了质的飞跃,虽然有时候会感到烧脑,但每一次的豁然开朗都带来了巨大的成就感。这绝对是一本值得反复研读的宝藏。

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《网络协议工程》这本书,给我最大的感受就是它的系统性和全面性。我一直对网络世界的运作机制充满了好奇,这本书就像是打开了一扇通往这个神秘世界的大门。它没有回避任何复杂的概念,而是以一种条理清晰的方式,将它们一一呈现。我特别喜欢书中对UDP协议的讲解,它之所以比TCP快,是因为它牺牲了可靠性,但正是这种“牺牲”让它在某些场景下,比如在线游戏、流媒体传输等,发挥了不可替代的作用。书中对各种网络错误的处理机制也进行了详细的阐述,比如超时重传、确认应答等等,这些都是保证网络通信可靠性的关键。而且,书中还涉及到了网络性能优化的方方面面,从链路层的帧结构优化到传输层的拥塞控制策略,再到应用层的协议选择,都给出了非常深入的分析和建议。我感觉读完这本书,就像是给我的大脑进行了一次全面的“网络协议按摩”,那些曾经模糊不清的概念都变得清晰起来,那些看似复杂的算法都变得触手可及。这绝对是一本值得所有对网络技术感兴趣的人阅读的经典之作。

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《网络协议工程》这本书,怎么说呢,就像一个经验丰富的老师傅,不厌其烦地手把手教你每一个细节。我之前对网络协议的理解一直停留在比较浅显的层面,知道有HTTP、FTP这些应用层的协议,也隐约知道TCP和UDP的区别,但具体到它们是如何工作的,为什么会有这样的设计,就一无所知了。这本书彻底改变了我的认知。它从最基本的概念讲起,比如数据帧、数据包、端口号等等,然后层层递进,深入到每个协议的细节。我特别喜欢书中关于HTTP协议的讲解,它不仅仅是介绍了GET、POST等方法,更是详细阐述了HTTP/1.1和HTTP/2的性能差异,以及HTTPS的加密原理,这对于理解现代Web应用至关重要。还有,书中对DNS系统的解析过程描述得非常详细,从客户端发起查询到服务器逐级响应,再到缓存机制,让我对这个看似简单的域名解析过程有了全新的认识。而且,它还涉及到了一些比较底层的协议,比如ARP协议,它在IPv4网络中扮演着至关重要的角色,解决了IP地址和MAC地址之间的映射问题,这一点我之前几乎没有概念。通过这本书,我仿佛在为自己的网络知识体系打下了坚实的基础,每一个章节都像是在为我构建一个更宏大、更精密的网络世界。

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不得不说,《网络协议工程》这本书真是让我受益匪浅。我之前对网络协议的理解,大多停留在“知其然,不知其所以然”的阶段。这本书彻底颠覆了我的认知。它以一种非常系统和全面的方式,讲解了各种网络协议的设计原理和实现机制。我尤其喜欢书中对TCP协议的深入剖析,它不仅仅介绍了TCP的三次握手和四次挥手过程,更是详细阐述了TCP的流量控制和拥塞控制机制,让我明白了TCP是如何在保证可靠性的同时,又能适应不同网络环境的。书中还对UDP协议进行了详细的介绍,并将其与TCP进行了深入的对比,让我能更清晰地认识到它们各自的优劣和适用场景。此外,书中还涉及到了DNS协议的工作原理,以及它在万维网中扮演的关键角色,这让我对域名解析过程有了全新的认识。整本书读下来,我感觉自己对网络通信的整个流程都有了更深刻的理解,那些曾经困扰我的各种网络现象,现在都找到了合理的解释。

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《网络协议工程》这本书,就像一位经验丰富的导师,用循循善诱的方式,带领我一步步深入网络协议的殿堂。我尤其对书中关于网络层协议的讲解印象深刻,它不仅仅是介绍了IP地址的概念和分类,更是详细阐述了IP数据包的封装、分片和重组过程,让我明白了数据在网络中是如何被高效地传递的。书中还对ICMP协议进行了深入的探讨,让我理解了为什么会出现“请求超时”这样的错误提示,以及ICMP在网络诊断中的重要作用。此外,书中还涉及到了网络地址转换(NAT)的原理和实现方式,这让我明白了为什么我们的私有IP地址能够连接到公共互联网。整本书读下来,我感觉自己对网络通信的底层机制有了更深刻的理解,那些曾经抽象的网络概念都变得清晰起来,我仿佛能够看到数据在网络中穿梭的每一个细节。

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坦白说,《网络协议工程》这本书的厚度让我一开始有些望而却步,但我一旦翻开,就立刻被它吸引住了。书中对各种应用层协议的深度解析,是我之前从未接触过的。例如,关于SMTP、POP3、IMAP这些邮件传输协议,书中不仅仅是介绍了它们的功能,更是深入分析了它们在实现邮件收发过程中的具体流程和交互方式,以及在安全方面的一些考虑,这让我对电子邮件的工作原理有了全新的认识。还有,书中对HTTP协议中缓存机制的讲解,让我明白了为什么有时候刷新网页速度会那么快,以及如何通过设置缓存来提高用户体验。另外,对于像FTP、SFTP等文件传输协议,书中也给出了详细的对比和使用场景分析,让我能够根据不同的需求选择最合适的协议。更让我惊喜的是,书中还触及到了IPv6地址的结构和转换机制,以及它在解决IPv4地址枯竭问题上的重要性。整本书读下来,感觉自己对互联网的各个角落都充满了更深的理解,也为以后进行更深入的网络研究打下了坚实的基础。

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拿到《网络协议工程》这本书的时候,我其实是有点犹豫的,因为“工程”这两个字听起来就相当技术化,我担心自己难以消化。但事实证明,我的担忧是多余的。这本书虽然技术含量很高,但作者的叙述方式非常清晰易懂,而且循序渐进,不会让人感到突兀。我尤其赞赏书中对各种网络安全协议的讲解,比如TLS/SSL的握手过程,公钥私钥的加密解密机制,让我对网络安全有了更深刻的认识,也明白了为什么我们在访问网站时需要注意证书的有效性。书中还专门开辟了一章来讨论网络诊断和故障排除,提供了许多实用的工具和方法,比如wireshark抓包分析、ping和traceroute命令的使用技巧,这些都是我在日常工作中经常会用到的,书中给出的解释和案例都非常贴切,让我能够更有效地解决实际问题。而且,这本书还涉及到了新兴的网络技术,比如SDN(软件定义网络)和NFV(网络功能虚拟化)的原理和发展趋势,这让我对未来的网络架构有了更宏观的认识。我感觉这本书不仅仅是停留在理论层面,更是紧密结合了实际应用,为我提供了一个非常宝贵的实践指导。

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《网络协议工程》这本书,就像一位严谨的学者,用逻辑严密的语言,为我们揭示了网络世界的运行规律。我尤其对书中关于网络分层模型,特别是OSI七层模型和TCP/IP四层模型的详细对比和分析印象深刻。书中不仅仅是列举了每一层的名称和功能,更是深入探讨了每一层之间的依赖关系以及它们是如何协同工作的。我对其中关于网络层中IP协议的详解更是爱不释手,它不仅仅是介绍了IP地址的分配和路由查找,更是深入到IP数据包的封装、分片和重组过程,让我明白了数据在网络中是如何被分割和传递的。还有,书中对ICMP协议的讲解,让我理解了为什么会出现“请求超时”这样的错误提示,以及ICMP在网络诊断中的重要作用。我感觉这本书将那些抽象的网络概念,通过精炼的文字和图示,变得具象化,让我能够更直观地理解网络是如何运转的。这是一本真正能够提升我对网络底层机制理解的书籍,我强烈推荐给所有希望深入了解网络技术的读者。

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《网络协议工程》这本书,简直就是一本网络协议的“武林秘籍”。它将各种复杂的网络协议,用一种清晰、简洁、而且引人入胜的方式呈现在读者面前。我最喜欢的部分是书中对各个应用层协议的细致讲解,比如HTTP、FTP、SMTP等,它不仅仅是介绍了这些协议的功能,更是深入到它们的报文结构、交互过程以及在实际应用中的细节,这让我对互联网是如何构建起来的有了更深的认识。书中还对网络安全协议,比如SSL/TLS的加密过程进行了详细的阐述,让我明白了我们在浏览网页时,信息是如何被保护的。还有,书中对各种路由协议的讲解,比如RIP、OSPF、BGP,让我对互联网的“骨架”有了更深的理解,知道数据是如何在全球范围内被路由的。我感觉这本书不仅仅是提供了知识,更是培养了我解决网络问题的能力,让我能够更自信地面对各种网络挑战。

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读完《网络协议工程》这本书,我最大的感受就是知识的广度和深度。它就像一座浩瀚的知识海洋,每一次的阅读都能让我发现新的宝藏。书中对各种传输层协议的讲解,尤其是TCP协议,让我对其拥塞控制和流量控制机制有了前所未有的理解,这对于理解网络性能瓶颈至关重要。我还特别喜欢书中对数据链路层协议的讲解,比如以太网帧的结构和MAC地址的作用,这让我明白了数据在局域网中是如何被传输和寻址的。另外,书中还对一些比较底层但却至关重要的协议进行了详细的介绍,比如ARP协议,它在IPv4网络中解决了IP地址和MAC地址之间的映射问题,这一点我之前几乎没有概念。整本书读下来,我感觉自己对网络世界的运作机制有了更全面的认识,仿佛能够看到数据在网络中穿梭的每一个细节。

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典型国内教科书,图少了点,描述中规中矩。

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