计算机网络：自顶向下方法(原书第7版)英文版 Computer Networking A Top-Down Approach (7th Edition) pdf
内容简介
本书是经典的计算机网络教材之一，采用了作者的自顶向下方法来讲授计算机网络的原理及其协议，自16年前第1版出版以来已经被数百所大学和学院选作教材，被译为14种语言。第7版保持了以前版本的特色，继续关注因特网和计算机网络的现代处理方式，注重原理和实践，为计算机网络教学提供了一种新颖和与时俱进的方法。同时，第7版进行了相当多的修订和更新，首次改变了各章的组织结构，将网络层分成两章（第4章关注网络层的“数据平面”，第5章关注网络层的“控制平面”），并将网络管理主题放入了新的第5章中。此外，为了反映自第6版以来计算机网络领域的新变化，对其他章节也进行了更新，删除了FTP和分布式散列表的材料，用流行的因特网显式拥塞通告（ECN）材料代替了ATM网络的材料，更新了有关802.11（所谓WiFi）网络和蜂窝网络（包括4G和LTE）的材料，全面修订并增加了新的课后习题，等等。
作者简介
詹姆斯·F. 库罗斯（James F. Kurose） 美国马萨诸塞大学阿默斯特分校计算机科学系教授，研究兴趣包括网络协议和体系结构、网络测量、多媒体通信以及建模和性能评价。由于在教育领域的杰出贡献，他获得了包括IEEE Taylor Booth教育奖章在内的多个教育奖励和荣誉。他是IEEE和ACM会士，还曾担任《IEEE通信会刊》和《IEEE/ACM网络会刊》总编辑。
基思·W. 罗斯（Keith W. Ross） 美国纽约大学（NYU）上海分校工程和计算机科学学院院长以及NYU计算机科学和工程系的Leonard J. Shustek首席教授，研究兴趣包括隐私、社交网络、对等网络、因特网测量、内容分发网络和随机建模。他是IEEE和ACM会士，还曾获得Infocom 2009年论文奖，《多媒体通信》2011年和2008年论文奖。
目录
Computer Networking：A Top-Down Approach，Seventh Edition
出版者的话
作译者简介
译者序
前言
第1章 计算机网络和因特网1
1.1 什么是因特网1
1.1.1 具体构成描述1
1.1.2 服务描述4
1.1.3 什么是协议5
1.2 网络边缘6
1.2.1 接入网8
1.2.2 物理媒体13
1.3 网络核心15
1.3.1 分组交换15
1.3.2 电路交换19
1.3.3 网络的网络22
1.4 分组交换网中的时延、丢包和吞吐量24
1.4.1 分组交换网中的时延概述24
1.4.2 排队时延和丢包27
1.4.3 端到端时延28
1.4.4 计算机网络中的吞吐量30
1.5 协议层次及其服务模型32
1.5.1 分层的体系结构32
1.5.2 封装36
1.6 面对攻击的网络37
1.7 计算机网络和因特网的历史40
1.7.1 分组交换的发展：1961～197241
1.7.2 专用网络和网络互联：1972～198042
1.7.3 网络的激增：1980～199042
1.7.4 因特网爆炸：20世纪90年代43
1.7.5 最新发展44
1.8 小结44
课后习题和问题46
复习题46
习题47
Wireshark实验51
人物专访52
第2章 应用层54
2.1 应用层协议原理54
2.1.1 网络应用程序体系结构55
2.1.2 进程通信57
2.1.3 可供应用程序使用的运输服务59
2.1.4 因特网提供的运输服务60
2.1.5 应用层协议63
2.1.6 本书涉及的网络应用63
2.2 Web和HTTP64
2.2.1 HTTP概况64
2.2.2 非持续连接和持续连接65
2.2.3 HTTP报文格式67
2.2.4 用户与服务器的交互：cookie70
2.2.5 Web缓存72
2.2.6 条件GET方法74
2.3 因特网中的电子邮件75
2.3.1 SMTP76
2.3.2 与HTTP的对比78
2.3.3 邮件报文格式79
2.3.4 邮件访问协议79
2.4 DNS：因特网的目录服务83
2.4.1 DNS提供的服务83
2.4.2 DNS工作机理概述85
2.4.3 DNS记录和报文89
2.5 P2P文件分发92
2.6 视频流和内容分发网97
2.6.1 因特网视频97
2.6.2 HTTP流和DASH98
2.6.3 内容分发网98
2.6.4 学习案例：Netflix、YouTube和“看看”101
2.7 套接字编程：生成网络应用104
2.7.1 UDP套接字编程105
2.7.2 TCP套接字编程109
2.8 小结112
课后习题和问题113
复习题113
习题114
套接字编程作业118
Wireshark实验：HTTP119
Wireshark实验：DNS120
人物专访120
第3章 运输层121
3.1 概述和运输层服务121
3.1.1 运输层和网络层的关系122
3.1.2 因特网运输层概述123
3.2 多路复用与多路分解125
3.3 无连接运输：UDP130
3.3.1 UDP报文段结构132
3.3.2 UDP检验和133
3.4 可靠数据传输原理134
3.4.1 构造可靠数据传输协议135
3.4.2 流水线可靠数据传输协议143
3.4.3 回退N步145
3.4.4 选择重传148
3.5 面向连接的运输：TCP152
3.5.1 TCP连接152
3.5.2 TCP报文段结构154
3.5.3 往返时间的估计与超时157
3.5.4 可靠数据传输159
3.5.5 流量控制164
3.5.6 TCP连接管理166
3.6 拥塞控制原理170
3.6.1 拥塞原因与代价171
3.6.2 拥塞控制方法175
3.7 TCP拥塞控制176
3.7.1 公平性183
3.7.2 明确拥塞通告：网络辅助拥塞控制184
3.8 小结185
课后习题和问题187
复习题187
习题189
编程作业195
Wireshark实验：探究TCP196
Wireshark实验：探究UDP196
人物专访196
第4章 网络层：数据平面198
4.1 网络层概述198
4.1.1 转发和路由选择：数据平面和控制平面199
4.1.2 网络服务模型202
4.2 路由器工作原理203
4.2.1 输入端口处理和基于目的地转发205
4.2.2 交换207
4.2.3 输出端口处理209
4.2.4 何处出现排队209
4.2.5 分组调度211
4.3 网际协议：IPv4、寻址、IPv6及其他214
4.3.1 IPv4数据报格式214
4.3.2 IPv4数据报分片216
4.3.3 IPv4编址217
4.3.4 网络地址转换225
4.3.5 IPv6227
4.4 通用转发和SDN231
4.4.1 匹配233
4.4.2 动作234
4.4.3 匹配加动作操作中的OpenFlow例子234
4.5 小结236
课后习题和问题236
复习题236
习题237
Wireshark实验240
人物专访241
第5章 网络层：控制平面242
5.1 概述242
5.2 路由选择算法244
5.2.1 链路状态路由选择算法246
5.2.2 距离向量路由选择算法248
5.3 因特网中自治系统内部的路由选择：OSPF254
5.4 ISP之间的路由选择：BGP256
5.4.1 BGP的作用257
5.4.2 通告BGP路由信息257
5.4.3 确定最好的路由259
5.4.4 IP任播261
5.4.5 路由选择策略262
5.4.6 拼装在一起：在因特网中呈现264
5.5 SDN控制平面265
5.5.1 SDN控制平面：SDN控制器和SDN网络控制应用程序266
5.5.2 OpenFlow协议267
5.5.3 数据平面和控制平面交互的例子269
5.5.4 SDN的过去与未来270
5.6 ICMP：因特网控制报文协议272
5.7 网络管理和SNMP274
5.7.1 网络管理框架274
5.7.2 简单网络管理协议275
5.8 小结277
课后习题和问题278
复习题278
习题279
套接字编程作业281
编程作业282
Wireshark实验282
人物专访283
第6章 链路层和局域网285
6.1 链路层概述285
6.1.1 链路层提供的服务287
6.1.2 链路层在何处实现287
6.2 差错检测和纠正技术288
6.2.1 奇偶校验289
6.2.2 检验和方法290
6.2.3 循环冗余检测291
6.3 多路访问链路和协议292
6.3.1 信道划分协议294
6.3.2 随机接入协议295
6.3.3 轮流协议301
6.3.4 DOCSIS：用于电缆因特网接入的链路层协议301
6.4 交换局域网302
6.4.1 链路层寻址和ARP303
6.4.2 以太网308
6.4.3 链路层交换机312
6.4.4 虚拟局域网317
6.5 链路虚拟化：网络作为链路层319
6.6 数据中心网络322
6.7 回顾：Web页面请求的历程326
6.7.1 准备：DHCP、UDP、IP和以太网326
6.7.2 仍在准备：DNS和ARP327
6.7.3 仍在准备：域内路由选择到DNS服务器328
6.7.4 Web客户-服务器交互：TCP和HTTP329
6.8 小结330
课后习题和问题331
复习题331
习题331
Wireshark实验335
人物专访336
第7章 无线网络和移动网络338
7.1 概述339
7.2 无线链路和网络特征341
7.3 WiFi：802.11无线LAN346
7.3.1 802.11体系结构347
7.3.2 802.11 MAC协议350
7.3.3 IEEE 802.11帧353
7.3.4 在相同的IP子网中的移动性355
7.3.5 802.11中的高级特色356
7.3.6 个人域网络：蓝牙和ZigBee357
7.4 蜂窝因特网接入358
7.4.1 蜂窝网体系结构概述359
7.4.2 3G蜂窝数据网：将因特网扩展到蜂窝用户360
7.4.3 走向4G：LTE362
7.5 移动管理：原理364
7.5.1 寻址367
7.5.2 路由选择到移动节点367
7.6 移动IP371
7.7 管理蜂窝网中的移动性374
7.7.1 对移动用户呼叫的路由选择375
7.7.2 GSM中的切换376
7.8 无线和移动性：对高层协议的影响378
7.9 小结380
课后习题和问题380
复习题380
习题381
Wireshark实验383
人物专访383
第8章 计算机网络中的安全385
8.1 什么是网络安全385
8.2 密码学的原则387
8.2.1 对称密钥密码体制388
8.2.2 公开密钥加密392
8.3 报文完整性和数字签名396
8.3.1 密码散列函数397
8.3.2 报文鉴别码398
8.3.3 数字签名399
8.4 端点鉴别404
8.4.1 鉴别协议ap1.0404
8.4.2 鉴别协议ap2.0405
8.4.3 鉴别协议ap3.0405
8.4.4 鉴别协议ap3.1406
8.4.5 鉴别协议ap4.0406
8.5 安全电子邮件407
8.5.1 安全电子邮件407
8.5.2 PGP409
8.6 使TCP连接安全：SSL410
8.6.1 宏观描述411
8.6.2 更完整的描述413
8.7 网络层安全性：IPsec和虚拟专用网415
8.7.1 IPsec和虚拟专用网415
8.7.2 AH协议和ESP协议416
8.7.3 安全关联416
8.7.4 IPsec数据报417
8.7.5 IKE：IPsec中的密钥管理420
8.8 使无线LAN安全420
8.8.1 有线等效保密421
8.8.2 IEEE 802.11i422
8.9 运行安全性：防火墙和入侵检测系统424
8.9.1 防火墙424
8.9.2 入侵检测系统429
8.10 小结431
课后习题和问题432
复习题432
......
感悟与笔记
网络层次划分
将所有的协议综合起来，各个层次的所有协议被称为协议栈。因特网的协议栈由5个层次组成：物理层、链路层、网络层、传输层和应用层。这个划分方法称为TCP/IP五层协议。除此之外，还有OSI七层模型和TCP/IP四层协议。
1.1 应用层
应用层是网络应用程序以及它们的应用层协议存留的地方。因特网应用层包括许多协议，例如HTTP（Web应用的主要协议）、SMTP（邮件传输）和FTP（文件传送）等。再比如我们每天都在使用的DNS域名系统。
应用层协议分布在多个端系统上，一个端系统中的应用程序使用协议与另外一个端系统中的应用程序交换信息的分组。
我们把位于应用层的信息分组称为报文。
1.2 传输层
因特网的传输层在应用程序端点之间传送应用层报文。在因特网中，有TCP和UDP两个传输层协议。
TCP向它的应用程序提供了面向连接的服务，这种服务包括了应用层报文向目的地的确保传递和流量控制。TCP也将长报文划分成短报文，并提供拥塞控制机制，因此，当网络拥塞时，发送方可以抑制其传输速率。
UDP协议向它的应用程序提供无连接服务。这是一种不提供不必要服务的服务，没有可靠性，没有流量控制，也没有拥塞控制。
我们把传输层分组称为报文段。
1.3 网络层
因特网的网络层负责将称为数据报的网络层分组从一台主机移动到另一台主机。在一台源主机中的因特网传输层协议(TCP或者UDP)向网络层递交传输层报文段和目的地址。
网络层包括著名的IP协议，该协议定义了在数据报中的各个字段以及端系统和路由器如果作用于这些字段。网络层也包括决定路由的路由选择协议，它使得数据报根据该路由从源传输到目的地。
1.4 链路层
网络层通过源和目的地之间的一系列路由器路由数据报，为了将分组从一个结点移动到路径的下一个结点，网络层必须依靠链路层的服务。特别是在每个结点，网络层将数据报下传给链路层，链路层沿着路径将数据报传递给下一个结点，在下一个结点，链路层将数据报上传给网络层。
由链路层提供的服务取决于应用于该链路的特定的链路层协议，比如我们常见的以太网，WIFI等。
因为数据报从源到目的地传送通常要经过几条链路，一个数据报可能被沿途不同链路上的不同链路层协议处理。例如，一个数据报可能被一段链路上的以太网和下一段链路上的PPP所处理。网络层将受到来自每个不同链路的链路层协议的服务。
我们把链路层分组称为帧。
1.5 物理层
链路层的任务是将整个帧从一个网络元素移动到邻近的网络元素，而物理层的任务是将该帧中的一个一个比特从一个结点移动到下一个结点。物理层的协议是和链路相关的，并且进一步与该链路的实际传输媒体相关。比如，以太网具有许多物理层协议：一个是关于双绞铜线的，另一个是关于同轴电缆的，还有是关于光纤的等等。
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