互连网络负载平衡理论与算法 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:赵成贵

出品人:

页数:173

译者:

出版时间:2011-5

价格:40.00元

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isbn号码:9787030310668

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《数据链路层详解：从基础协议到高效转发》 本书深入剖析了数据链路层的核心概念、关键技术以及实际应用，为读者构建起对网络通信基石的全面认知。数据链路层作为OSI七层模型中的第二层，承担着将原始比特流转化为可靠数据帧，并在相邻节点间进行传输的关键任务。理解这一层对于掌握整个网络协议栈的工作原理至关重要。 第一部分：数据链路层基础与协议设计 本部分将从数据链路层的基本功能出发，详细阐述其在网络通信中的定位与职责。我们将探讨链路层如何解决物理层存在的噪声、信号衰减等问题，实现比特到帧的封装。 帧的构造与寻址： 详细介绍数据帧的结构，包括帧头、帧体和帧尾，并重点讲解MAC地址的概念、生成方式、分类（单播、组播、广播）以及在局域网内的唯一性。我们将深入分析以太网帧格式、PPP帧格式等经典协议，理解它们如何在帧头中承载源MAC地址、目的MAC地址、类型/长度字段以及控制信息。 差错检测与纠正： 讲解数据在传输过程中可能出现的各种错误（如比特翻转、揷入、删除），以及链路层如何通过校验码（如奇偶校验、CRC校验）来检测这些错误。我们将详细推导并演示CRC算法的工作原理，理解多项式除法在校验码生成和检测中的应用。此外，对于部分应用场景，还会涉及一些简单的差错纠正技术。 流量控制： 阐述流量控制的必要性，解释发送方和接收方之间数据传输速率不匹配可能导致的拥塞问题。本部分将详细介绍基于停止-等待（Stop-and-Wait）和滑动窗口（Sliding Window）的流量控制协议。我们将深入分析滑动窗口协议中的不同变种，如后退N帧（Go-Back-N）和选择重传（Selective Repeat），并详细解释它们的工作机制、效率分析以及实现细节。 介质访问控制（MAC）： 这是数据链路层中至关重要的一部分。我们将详细介绍在共享传输介质（如早期的集线器、以太网）中，如何协调多个节点对同一链路的访问，避免冲突。本部分将深入分析以下几种经典的MAC协议： ALOHA协议族： 包括纯ALOHA和带时隙的ALOHA，分析它们的信道利用率和效率。 载波侦听多路访问（CSMA）： 讲解CSMA的基本原理，以及其不同变种，如1-坚持CSMA、非坚持CSMA和P-坚持CSMA，分析它们的优缺点。 带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）： 重点分析以太网广泛采用的CSMA/CD协议，详细讲解其冲突检测和退避机制，并分析其在不同网络负载下的性能表现。 链式协议： 如令牌环网（Token Ring）中的令牌传递机制，分析其避免冲突的原理和优点。 其他MAC协议： 简要介绍如定时分度多路访问（TDMA）、频分多路访问（FDMA）、码分多路访问（CDMA）等在无线和固定网络中的应用。 第二部分：现代数据链路层技术与实现 本部分将聚焦于当前网络中广泛应用的数据链路层技术，包括以太网的演进、虚拟局域网（VLAN）以及一些新兴的链路层技术。 以太网的演进与高速化： 从早期的共享式以太网（Hub）过渡到交换式以太网（Switch），详细分析交换机的工作原理，包括MAC地址表（CAM表）的构建、转发决策过程以及冲突域的划分。我们将深入探讨全双工以太网、背板带宽、帧突发（Frame Bursting）等提升以太网性能的技术。 虚拟局域网（VLAN）： 讲解VLAN的概念、目的及其实现机制。我们将详细介绍802.1Q VLAN标记协议，理解标签（Tag）的添加与移除过程，以及VLAN如何实现广播域的隔离和网络管理。 链路聚合（Link Aggregation）： 介绍链路聚合（如LACP, EtherChannel）的概念及其优势，包括提高带宽、冗余备份和负载均衡。 点对点协议（PPP）： 深入讲解PPP协议的工作原理，包括链路的建立、认证（PAP, CHAP）、网络层协议协商（IPCP, IPv6CP）以及链路的终止。PPP在拨号连接、VPN等场景中的应用。 帧中继（Frame Relay）与ATM（Asynchronous Transfer Mode）： 介绍这两种曾经广泛应用的广域网数据链路层技术，分析它们的帧结构、虚电路（Virtual Circuit）概念以及在高效传输数据方面的特点。 无线局域网（WLAN）中的链路层： 简要介绍IEEE 802.11标准（Wi-Fi）中的MAC层协议，如CSMA/CA（带冲突避免）的工作原理，以及其在无线环境下的特殊挑战和解决方案。 第三部分：数据链路层的网络设备与故障排查 本部分将介绍在数据链路层工作的典型网络设备，并探讨如何进行故障排查。 集线器（Hub）与交换机（Switch）： 对比集线器和交换机的底层工作原理，分析它们在数据转发、性能和冲突域方面的差异。 网卡（NIC）与驱动程序： 介绍网卡在数据链路层的功能，以及驱动程序在实现数据链路层协议中的作用。 链路层故障排查工具与方法： 介绍常用的链路层诊断工具，如ping、traceroute（虽然它跨越了多层，但其起点和某些节点的信息与链路层相关）、wireshark（或tcpdump）等，以及如何使用它们来分析MAC地址、查看帧结构、检测丢包和分析网络拥塞。 本书的特点： 理论与实践相结合： 在深入讲解理论概念的同时，穿插大量的实际应用场景和协议分析，帮助读者理解理论如何指导实践。 结构清晰，循序渐进： 从基础概念到高级技术，逐步深入，确保读者能够扎实地掌握每一部分内容。 丰富的图示与示例： 使用大量的图示和详细的协议报文解析示例，直观地展示协议的工作流程。 强调协议细节： 细致地分析各个协议的关键字段、状态机和交互过程，帮助读者建立深刻的理解。 面向广泛读者： 适合网络工程师、系统管理员、信息安全从业者、计算机科学与技术专业的学生，以及任何对网络通信底层原理感兴趣的读者。 通过对本书的学习，您将能够深刻理解数据如何在网络中从一个节点传输到另一个节点，掌握各种数据链路层协议的设计思想和工作机制，并具备分析和解决实际网络问题的能力。

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这本书的封面设计颇为雅致，色调沉稳，透着一股学术的厚重感。初次翻阅时，我被其严谨的逻辑结构所吸引。作者似乎深谙技术文献的精髓，将复杂的概念层层剥开，辅以清晰的图表和详尽的数学推导。特别是关于流量工程和拥塞控制那一章节，简直是把理论的骨架搭建得异常扎实。它不仅仅停留在概念层面，更是深入到了底层协议的实现细节，对于想要理解现代数据中心网络如何维持高可用性和高性能的工程师来说，这本书无疑是一份宝贵的参考手册。书中对各种经典负载均衡算法的剖析，如轮询、最少连接、以及更先进的基于实时反馈的动态分配策略，都给出了深入的洞察，让人在合上书本后，脑海中能清晰地勾勒出数据包如何在复杂的网络拓扑中穿梭的完整图景。

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深入研读这本书，给我最大的收获是对于“平衡”二字的重新认识。以往我总觉得负载均衡无非就是把流量平均分配，看完此书才明白，真正的艺术在于如何定义这个“平”，以及如何在动态变化的环境中保持这种定义。书中对不同层次（从应用层到网络层）的负载感知和响应机制的对比分析，极其到位。它不仅仅罗列了各种算法，更重要的是，它提供了一套评估和选择算法的通用框架。作者似乎在鼓励我们超越现有的技术栈限制，去思考更具前瞻性的网络架构。书中的案例研究虽然是基于假设场景，但其所揭示的设计原则具有极强的普适性，让人感觉手中握住了一把可以打开未来网络大门的钥匙。

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老实说，我对这类偏向理论深度而非实践操作手册的书籍通常抱持审慎的态度，但这本书成功地改变了我的看法。它最让我惊喜的是其对“不完美世界”的关注。现实中的网络环境充斥着非理想因素，比如设备故障、链路波动、甚至恶意流量干扰。这本书并没有回避这些“脏活累活”，反而花费了相当的篇幅来探讨在这些不可控因素下的鲁棒性设计。我特别欣赏作者在论述优化目标时，那种兼顾效率与公平性的哲学思考。它不像有些教科书那样只追求极限性能指标，而是将用户体验和资源公平分配置于同等重要的位置。这使得书中的理论模型在指导实际系统设计时，更具人情味和可持续性。阅读过程中，我多次停下来，思考这些抽象的数学模型如何映射到我们日常运维中遇到的那些棘手问题上。

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这本书的文字风格颇有一种老派学者的风范，精准、克制，但又不失其内在的激情。它像一位经验丰富的大师，耐心地引导初学者跨越知识的鸿沟，同时又为资深研究人员提供了足够深入的视角来挑战现有范式。我特别喜欢它在引入新概念时，总会先回顾相关的前置知识，这对于我这种需要经常在不同技术领域间切换的人来说，极大地降低了学习的启动成本。例如，它对随机化技术在负载均衡中的应用讨论，就结合了概率论的基础，使读者能够真正理解“为什么”某种策略比另一种更优，而不是仅仅记住结论。唯一美中不足的是，某些篇章的数学推导略显冗长，虽然严谨，但对于时间有限的读者来说，可能需要更高强度的专注力来跟进。

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这本书的学术深度令人印象深刻，它无疑是该领域内一本重要的参考书。我发现自己经常需要借助外部资源来辅助理解某些特定算法的背景，这说明本书的知识密度非常高，需要消化和沉淀的时间较长。但这种“啃硬骨头”的感觉，恰恰是检验一本好技术书的标准之一——它迫使你思考，而不是被动接受。我对其中关于去中心化负载管理的研究方向特别感兴趣，作者提出的分布式共识机制在确保负载公平性方面的潜力，令人耳目一新。总而言之，这不是一本可以快速翻阅的“速成指南”，而是一部需要时间来细细品味、反复研读的经典著作，适合那些渴望从根本上掌握互联网络运作机制的严肃学习者。

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