第1部分计算机网络体系结构的发展 1
第1章 计算机网络与Internet 1
1.1引言 1
1.2Internet的发展过程 1
1.3计算机网络技术的发展趋势 3
1.4本书的组织 5
第2章 主动网络 6
2.1引言 6
2.2主动网络体系结构 7
2.3执行环境 8
2.3.1ANTS和PAN 8
2.3.2Smartpackets 10
2.3.3SwitchWare 10
2.3.4其他相关工作 11
2.4节点操作系统 11
2.4.1节点操作系统接口定义 12
2.4.2节点操作系统实例1——Scout 15
2.4.3节点操作系统实例2——JANOS 17
2.4.4节点操作系统实例3——AMP 19
2.4.5节点操作系统实例4——RouterPlugins 20
2.5主动网络安全体系结构与主动节点安全机制 23
2.5.1主动网络的安全体系结构 24
2.5.2主动网络中的身份认证和完整性保护 25
2.5.3主动节点中的访问控制 27
2.5.4实例 29
2.6主动网络应用 30
2.6.1主动网络支持的可靠组播 30
2.6.2主动拥塞控制 31
2.6.3可编程的任意播PAMcast 31
2.6.4多对一的通信Concast 33
2.7结论和进一步的研究工作 33
参考文献 34
第3章 移动和AdHoc网络 38
3.1引言 38
3.2移动IP介绍 39
3.2.1移动IPv4的功能实体 39
3.2.2移动IPv4的基本工作机制 40
3.2.3移动IPv4存在的问题 42
3.2.4移动IPv6 45
3.2.5微移动（Micro-mobility） 49
3.3移动环境中的组播问题 54
3.3.1移动环境中IP组播的概况 54
3.3.2移动组播协议研究现状 56
3.3.3移动环境中的可靠组播 65
3.4AdHoc网络简介 70
3.4.1AdHoc网络的基本特点 70
3.4.2AdHoc网络的结构 72
3.4.3AdHoc网络中的MAC层 73
3.4.4AdHoc网络与Internet的互联 76
3.5AdHoc网络中的路由技术 77
3.5.1MANET中的单播路由 78
3.5.2MANET的广播协议 84
3.5.3MANET中的组播 86
3.5.4QoS路由 88
3.6结论和进一步的研究工作 90
参考文献 91
第4章 光网络 96
4.1引言 96
4.2光网络中的常见术语 97
4.3光网络技术进展 98
4.3.1关键器件 99
4.3.2DWDM技术 100
4.3.3光组播技术 103
4.3.4光分组交换 105
4.3.5光突发数据交换技术 111
4.3.6智能自动交换光网络 112
4.3.7无纤光联网技术 112
4.4IPoverOptical 113
4.4.1网络模型 113
4.4.2服务模型与需求 115
4.4.3光网络之上的IP传输 116
4.4.4基于IP的光子网控制协议 119
4.5结论和进一步的研究工作 123
参考文献 123
第5章 应用层网络 126
5.1引言 126
5.2覆盖网络 126
5.2.1弹性覆盖网络 126
5.2.2服务覆盖网络 129
5.3对等网络 130
5.3.1Internet上常见的对等网络系统 130
5.3.2用于对等网络的分布式哈希查找系统 132
5.3.3基于分布式哈希查找系统的大规模对等网络应用 144
5.3.4对等网络中的安全问题 147
5.3.5对等网络中需要进一步研究的问题 149
5.4应用层组播 150
5.4.1应用层组播分类 152
5.4.2基于mesh网的应用层组播策略 153
5.4.3基于树的应用层组播策略 158
5.4.4基于隐含组播转发拓扑结构的策略 162
5.4.5应用层组播协议的比较 168
5.5结论和进一步的研究工作 169
参考文献 170
第2部分Internet的路由、拥塞控制和管理 175
第6章 Internet单播路由 175
6.1引言 175
6.2Internet路由体系结构与路由算法 175
6.2.1Internet结构特点 175
6.2.2Internet的路由结构 176
6.2.3路由算法分类 179
6.3Internet单播路由协议 182
6.3.1路由信息协议RIP 182
6.3.2最短路径优先协议OSPF 188
6.3.3边界网关协议BGP 200
6.4稳定路径问题 207
6.4.1BGP路由选择 208
6.4.2稳定路径问题（SPP） 209
6.4.3简单路径向量协议（SPVP） 212
6.5单播服务质量路由 213
6.5.1网络模型和QoS度量 215
6.5.2服务质量路由概述 217
6.5.3单播QoSR算法 222
6.5.4算法有效性分析 228
6.5.5QoS路由相关问题 231
6.6结论和进一步的研究工作 233
参考文献 235
第7章 Internet组播与任意播 239
7.1引言 239
7.1.1Internet结构 239
7.1.2组播简介 240
7.1.3Internet组管理协议IGMP 241
7.1.4本章的组织 241
7.2组播路由问题 242
7.2.1网络模型 242
7.2.2组播路由问题的分类 242
7.3组播路由算法 245
7.3.1最短路径树算法 245
7.3.2最小生成树算法 245
7.3.3Steiner树算法 245
7.3.4约束Steiner树算法 249
7.3.5最大带宽树算法 251
7.3.6其他算法 251
7.3.7组成员的动态变化对组播树的影响 251
7.3.8算法比较 251
7.4组播路由协议 253
7.4.1域内组播路由协议 254
7.4.2域间组播路由协议 261
7.4.3分析与比较 271
7.5可靠组播 277
7.5.1可靠组播的基本概念 278
7.5.2自动重传请求ARQ 279
7.5.3前向纠错FEC 282
7.5.4ARQ和FEC组合法 282
7.5.5差错恢复 283
7.5.6可靠组播协议 285
7.6Internet任意播简介 287
7.6.1任意播策略 287
7.6.2任意播简介 288
7.6.3TCP与任意播 289
7.6.4全球IP任意播（GlobalIPanycast,GIA） 290
7.6.5任意播的应用 290
7.7结论和进一步的研究工作 291
参考文献 293
第8章 拥塞控制 299
8.1引言 299
8.2基本概念 299
8.2.1拥塞和拥塞控制 299
8.2.2Internet的网络模型 300
8.2.3Internet中拥塞发生的原因 301
8.2.4IP组播中的拥塞控制 302
8.3端到端拥塞控制算法研究 302
8.3.1端到端拥塞控制算法设计的困难 302
8.3.2端到端拥塞控制算法的评价方法 303
8.3.3端到端拥塞控制算法的研究概况 304
8.3.4拥塞控制的源算法 305
8.3.5拥塞控制的链路算法 307
8.4组播拥塞控制算法和协议 312
8.4.1组播拥塞控制协议的目标 312
8.4.2组播拥塞控制算法的分类 314
8.4.3组播拥塞控制协议 317
8.5结论和进一步的研究工作 321
参考文献 322
第9章 服务质量控制 327
9.1引言 327
9.2网络微积分 328
9.2.1介绍性的实例—整形器 328
9.2.2集成服务和服务曲线 331
9.2.3区分服务——聚集调度和适应性服务曲线 335
9.2.4预录视频的回放延迟 339
9.3集成服务与区分服务 340
9.3.1从Intserv到Diffserv的发展 340
9.3.2区分服务的体系结构 343
9.3.3Diffserv的典型服务与技术 347
9.3.4Diffserv与Intserv相结合的端到端QoS提供机制 350
9.3.5Diffserv网络中的组播问题 353
9.3.6Diffserv中带宽分配的公平性问题 355
9.4动态分组状态和可扩展的控制平面操作 358
9.4.1动态分组状态 358
9.4.2虚拟时钟参考系统 365
9.4.3可扩展的控制平面操作 369
9.5分组调度算法 371
9.5.1IP分组调度机制 371
9.5.2常用的调度算法 371
9.5.3分组调度算法研究领域的一些最新进展 376
9.6交换机和路由器中的缓存管理算法 377
9.6.1背景知识 378
9.6.2缓存管理算法 379
9.6.3算法性能分析与传输模型 385
9.6.4比较与总结 386
9.6.5缓存管理算法的应用 387
9.6.6进一步的研究方向 388
9.7结论和进一步的研究工作 388
参考文献 389
第10章 多协议标记交换MPLS 398
10.1引言 398
10.2MPLS基本体系结构 399
10.2.1标记和标记绑定 399
10.2.2标记栈 400
10.2.3标记交换路径（LSP） 401
10.2.4路由选择 401
10.2.5倒数第二跳退栈 402
10.2.6LSP隧道 403
10.2.7LSP隧道层次的实例 403
10.2.8下一跳标记转发条目 404
10.3标记分发 404
10.3.1下游自主和下游按需 405
10.3.2标记保持模式：自由和保守 405
10.3.3LSP控制：有序和独立 405
10.3.4标记分发对等体和层次 406
10.3.5标记分发协议的选择 407
10.4MPLS对于区分服务的支持 407
10.4.1MPLS如何支持区分服务 407
10.4.2DIFFSERVLSR的标记转发模式 409
10.5多协议标记交换的应用 410
10.5.1流量工程 410
10.5.2虚拟私有网络 414
10.6GMPLS 418
10.6.1GMPLS介绍 418
10.6.2为什么需要GMPLS 418
10.6.3GMPLS和MPLS 420
10.6.4GMPLS的控制平面 420
10.7结论和进一步的研究工作 422
参考文献 422
第11章 网络安全 424
11.1引言 424
11.2网络安全技术概述 424
11.2.1基本密码技术 425
11.2.2认证技术 426
11.2.3访问控制 427
11.2.4数据传输的完整性、保密性和数字签名 427
11.2.5网络安全管理 428
11.3IPsec——IP层网络安全 429
11.3.1IPsec协议体系结构 430
11.3.2IPsec协议简介 431
11.3.3IKE协议简介 439
11.3.4结论 447
11.4DDoS攻击防范 447
11.4.1引言 447
11.4.2分布式拒绝服务攻击的基本方法 449
11.4.3现有的DDoS攻击的防范方案 453
11.4.4Internet防火墙 461
11.4.5结论和进一步的研究工作 463
11.5组播密钥管理 464
11.5.1组播密钥管理介绍 465
11.5.2组播密钥管理基本方案 467
11.5.3用于集中控制方式的逻辑密钥树 468
11.5.4对逻辑密钥树的几种改进 469
11.5.5用于分布式模式的逻辑密钥树 471
11.5.6分层分组式的组播密钥管理方案 474
11.6结论和进一步的研究工作 475
参考文献 476
第12章 简单网络管理协议SNMP 480
12.1引言 480
12.2SNMP发展历程 480
12.3SNMP的基本概念 481
12.3.1SNMP协议的组成 481
12.3.2SNMP网络管理的组织结构 482
12.3.3陷阱引导的轮询操作 483
12.4SNMPvl 483
12.4.1通信模型 483
12.4.2管理模型 485
12.4.3SNMPvl的局限与不足 486
12.5SNMPv2 487
12.5.1通信模型的增强 487
12.5.2分布式的网络管理 488
12.5.3与SNMPvl的兼容方案 489
12.6SNMPv3 490
12.6.1SNMPv3体系结构 490
12.6.2安全与管理 492
12.7结论和进一步的研究工作 493
参考文献 493
第3部分高性能路由器体系结构与关键技术 495
第13章 高性能路由器体系结构 495
13.1引言 495
13.2为什么需要高性能路由器 495
13.3路由器体系结构的发展 496
13.3.1单机集中式总线结构 497
13.3.2单机分布式总线结构 498
13.3.3单机分布式Crossbar结构 499
13.3.4多机互联的集群结构 500
13.4新一代路由器体系结构的关键问题 501
13.4.1内存速度和容量 501
13.4.2仲裁器 503
13.4.3服务质量控制 503
13.4.4内连网络 503
13.4.5单缓冲路由器模型的性能 504
13.5路由器软硬件系统组成 506
13.5.1路由器基本结构单元 506
13.5.2路由器软件结构 507
13.6可扩展路由器模型 509
13.6.1路由器交换行为的抽象模型 509
13.6.2Scout可扩展路由器 511
13.6.3Click模块化路由器 512
13.6.4路由器插入程序 513
13.7路由器高可用性 513
13.7.1路由器的高可用性需求 514
13.7.2高可用的软件与协议系统 515
13.8结论和进一步的研究工作 517
参考文献 517
第14章 路由查找算法 519
14.1引言 519
14.2Internet地址结构的发展 519
14.2.1基于类的地址结构 519
14.2.2CIDR的地址结构 520
14.2.3IPv6的地址表示 520
14.3路由查找的有关定义 521
14.3.1基本术语 521
14.3.2最长地址前缀匹配的定义 521
14.3.3最长地址前缀匹配的实现难点 521
14.4路由查找算法分析 522
14.4.1路由查找算法的分类 522
14.4.2传统的路由查找算法 522
14.4.3路由查找新算法的研究 526
14.5路由查找算法的评价 540
14.5.1路由查找算法的评价标准 540
14.5.2路由查找算法的评价 541
14.6结论和进一步的研究工作 544
参考文献 544
第15章 IP分组分类算法 546
15.1引言 546
15.2IP分类问题 546
15.2.1相关术语 547
15.2.2IP分类问题的定义 547
15.3IP分类问题的解决方案 548
15.3.1解决方案评价原则 548
15.3.2IP分类问题的解决方法的思想 548
15.4几个典型IP分类算法 549
15.4.1RFC算法 549
15.4.2GridofTries算法 550
15.4.3Modular算法 553
15.4.4Cross-Product算法 554
15.4.5元组空间查找算法 555
15.5算法评测 555
15.6结论和进一步的研究工作 557
参考文献 558
第16章 高性能路由器交换结构和调度算法 560
16.1引言 560
16.2交换内核的体系结构分析 560
16.3较早的研究成果 561
16.3.1输入和输出排队的比较 561
16.3.2解决链头阻塞 562
16.3.3早期的调度算法研究 563
16.3.4简单比较 564
16.4当前的主流算法及分析 565
16.4.1最大匹配类算法 565
16.4.2权重匹配算法 568
16.4.3稳定结合（配对） 570
16.4.4有加速比的算法研究 571
16.4.5组合输入／输出排队与无加速比的算法 571
16.4.6确定型调度算法 572
16.5结论和进一步的研究工作 574
参考文献 575