層次交換網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

內(nèi)容概要

　　基于路由技術(shù)的Internet，一個(gè)基本特征是網(wǎng)絡(luò)行為的不確定性，其表現(xiàn)形式是通信路徑和通信延遲的不確定性，隨之而來(lái)的便是服務(wù)質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)管理、地址分配等一系列先天性缺陷?！秾哟谓粨Q網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)》提出了一種新的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，將地址與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，以確定性的交換代替不確定性的路由，從而解決了骨干網(wǎng)絡(luò)中的各種重大缺陷。書(shū)中系統(tǒng)地介紹了新體系結(jié)構(gòu)中網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、地址結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)包交換技術(shù)、通信流量均衡機(jī)制、短接通信技術(shù)、交換機(jī)或信道的快速自愈技術(shù)、服務(wù)質(zhì)量控制方法、基于運(yùn)營(yíng)商地址空間與用戶地址空間隔離的內(nèi)建安全體系等。最后，《層次交換網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)》介紹了新體系結(jié)構(gòu)怎樣促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)向IPv6轉(zhuǎn)換、怎樣與現(xiàn)有的基丁路由的IPv4或IPvG網(wǎng)絡(luò)兼容、共存以及逐步向新體系結(jié)構(gòu)過(guò)渡的過(guò)程?！秾哟谓粨Q網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)》構(gòu)成一個(gè)完整的體系，僅閱讀部分章節(jié)不足以對(duì)新體系結(jié)構(gòu)有完整的理解?！　　秾哟谓粨Q網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)》主要閱讀對(duì)象是網(wǎng)絡(luò)與通信領(lǐng)域的科研人員、高等院校教師和學(xué)生。

作者簡(jiǎn)介

　　錢華林，研究員，博士生導(dǎo)。主要研究領(lǐng)域?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信，包括網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、路由技術(shù)、交換技術(shù)、傳輸技術(shù)、服務(wù)質(zhì)量控制、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)量、中文域名解析等。

書(shū)籍目錄

第1章　Internet面臨的挑戰(zhàn)1.1　無(wú)序的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1.2　不確定的網(wǎng)絡(luò)行為1.2.1　通信路徑不確定1.2.2　通信流量不確定1.2.3　通信延遲不確定1.3　局部故障全局化1.4　無(wú)法實(shí)現(xiàn)的QoS1.5 網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)面臨癱瘓的威脅1.6　網(wǎng)絡(luò)設(shè)備低效復(fù)雜昂貴1.6.1速度瓶頸1.6.2 資源開(kāi)銷量指數(shù)增長(zhǎng)1.6.3　設(shè)備復(fù)雜價(jià)格昂貴1.7 網(wǎng)絡(luò)可管理性差1.8　對(duì)網(wǎng)絡(luò)缺陷的修補(bǔ)1.8.1　標(biāo)記交換1.8.2　服務(wù)質(zhì)量1.8.3　流量工程1.8.4　域問(wèn)路由協(xié)議1.8.5　波長(zhǎng)交換1.9　小結(jié)第2章　層次式體系結(jié)構(gòu)2.1　層次式樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)2.1.1 層次式樹(shù)狀結(jié)構(gòu)適合海量知識(shí)的有序組織2.1.2　層次式樹(shù)狀結(jié)構(gòu)適合于信息和知識(shí)的處理2.1.3　層次式樹(shù)狀結(jié)構(gòu)適合于大系統(tǒng)的有效管理2.2　傳統(tǒng)電話網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)2.3　層次結(jié)構(gòu)與非層次結(jié)構(gòu)的關(guān)系2.4　現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)都是層次式樹(shù)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)2.4.1　用戶接入網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)2.4.2　專用骨干網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)2.4.3　ISP骨干網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)2.4.4　骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)信道利用率的影響2.4.5　網(wǎng)絡(luò)的健壯性2.4.6　對(duì)稱備份與不對(duì)稱備份以及Trunk技術(shù)2.5　理想的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型2.6 Internet應(yīng)當(dāng)向?qū)哟问綐?shù)狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變2.7　連接與無(wú)連接2.8　層次結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的部署第3章　層次網(wǎng)絡(luò)及其控制3.1　樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的可靠性和可擴(kuò)展性3.1.1　樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)3.1.2　樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方法3.2　邏輯節(jié)點(diǎn)與邏輯信道3.2.1　邏輯節(jié)點(diǎn)及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)3.2.2　邏輯信道與物理信道3.2.3　信道標(biāo)識(shí)和信道控制的局部性3.3　節(jié)點(diǎn)域配置3.3.1　交換機(jī)配置參數(shù)3.3.2　交換機(jī)配置表3.4　數(shù)據(jù)包內(nèi)部封裝——域內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)封裝3.5　轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的選路過(guò)程3.6　配置表的生成與維護(hù)3.6.1　配置的生成3.6.2　配置中的動(dòng)態(tài)信息第4章　物理信道分配4.1　數(shù)據(jù)包的順序4.2　按流分配4.2.1　簡(jiǎn)單的隨機(jī)數(shù)分配4.2.2　均衡負(fù)載的Hash聚類分配4.3　均衡的統(tǒng)計(jì)特性第5章　層次網(wǎng)路地址結(jié)構(gòu)5.1　地址空間第6章　地址空間的分離與融合第7章　內(nèi)部控制包第8章　網(wǎng)絡(luò)自愈第9章　管理域、協(xié)議域及服務(wù)域第10章　短接通信第11章　IPv4的封裝與交換第12章　節(jié)點(diǎn)域參數(shù)朽置第13章　內(nèi)部服務(wù)管理第14章　網(wǎng)絡(luò)管理第15章　網(wǎng)絡(luò)安全第16章　Qos控制第17章　多宿控制第18章　向?qū)哟尉W(wǎng)絡(luò)過(guò)渡英文索引參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　Internet面臨的挑戰(zhàn)　　盡管Internet在過(guò)去的三十多年中取得了極大的成功，但這種成功完全是出乎意料的。當(dāng)初設(shè)計(jì)Internet的體系結(jié)構(gòu)時(shí)，有多方面的局限性，這些局限性給目前的Internet帶來(lái)了致命的先天不足，使它面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，甚至威脅到它的可持續(xù)發(fā)展和生存。　　早期的局限性主要體現(xiàn)在對(duì)3個(gè)方面認(rèn)識(shí)不足，它們是：網(wǎng)絡(luò)用途、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和通信技術(shù)進(jìn)步。創(chuàng)建Internet是為了滿足軍事和學(xué)術(shù)方面的需求，完全沒(méi)有想到Internet會(huì)進(jìn)入商用領(lǐng)域。對(duì)這些特定的用戶群體，沒(méi)有人認(rèn)真考慮網(wǎng)絡(luò)會(huì)受到群體內(nèi)部成員的攻擊或破壞，也沒(méi)有人想到網(wǎng)絡(luò)的贏利模式對(duì)網(wǎng)絡(luò)的生存會(huì)有什么樣的作用。由于對(duì)網(wǎng)絡(luò)用途認(rèn)識(shí)的局限，進(jìn)而造成了對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模認(rèn)識(shí)的局限。設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)的先驅(qū)者們不但沒(méi)有想到Internet會(huì)進(jìn)入商業(yè)，也沒(méi)有想到它會(huì)被普及到政府、機(jī)關(guān)、團(tuán)體、家庭和任何個(gè)人，更沒(méi)有想到它會(huì)延伸到個(gè)人、汽車和家庭等環(huán)境中的各種用具以及野外的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的迅猛發(fā)展和通信量的指數(shù)增長(zhǎng)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源、網(wǎng)絡(luò)性能和網(wǎng)絡(luò)行為帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)，迫使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不斷復(fù)雜化、網(wǎng)絡(luò)變得更加脆弱、服務(wù)質(zhì)量無(wú)法保證、運(yùn)營(yíng)商對(duì)高昂的網(wǎng)絡(luò)資源投資心存疑慮以及更為嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)安全隱患。另外，技術(shù)因素也嚴(yán)重影響了設(shè)計(jì)方案的合理選擇。最初設(shè)計(jì)Internet時(shí)，通信技術(shù)相當(dāng)落后，不僅信道容量小，更為嚴(yán)重的是信道的誤碼率高、信道的可用性差。數(shù)據(jù)通信對(duì)傳輸準(zhǔn)確性的要求是百分之百的準(zhǔn)確，而傳統(tǒng)的話音通信是沒(méi)有這種要求的。為了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃院途W(wǎng)絡(luò)的可用性，不僅限制了報(bào)文的長(zhǎng)度、設(shè)計(jì)了復(fù)雜的校驗(yàn)和重傳技術(shù)，還創(chuàng)造性地提出了分布式的路由技術(shù)。利用計(jì)算機(jī)的智能和自學(xué)習(xí)能力，相互交換路由信息，能自適應(yīng)地避開(kāi)不可用的端口和信道，即使在遭到戰(zhàn)爭(zhēng)或自然災(zāi)害的局部損毀時(shí)，仍能將數(shù)據(jù)包送到目的地。這種路由技術(shù)的分布式特性，帶來(lái)可用性好處的同時(shí)，也帶來(lái)了極大的弊端。而當(dāng)光通信技術(shù)日趨成熟后，誤碼率和可用性的問(wèn)題并不突出，人們希望簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。例如以太網(wǎng)，為了可靠性和可用性，最初的設(shè)計(jì)是分布式的總線結(jié)構(gòu)，任意一臺(tái)掛在總線上的計(jì)算機(jī)失效，都不會(huì)影響其他計(jì)算機(jī)之間的正常通信。這種分布式結(jié)構(gòu)帶來(lái)的毛病是控制復(fù)雜、難以部署、難以管理和維護(hù)。在設(shè)備和信道可靠性獲得大幅度提高后，人們很快就摒棄了分布式結(jié)構(gòu)，采用樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)交換機(jī)。但對(duì)Internet的路由技術(shù)和基于路由技術(shù)的無(wú)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，人們意識(shí)到它的嚴(yán)重缺陷，進(jìn)行了大量的研究，卻拿不出有效的解決辦法。

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