通信专业实务——互联网技术

第1章 计算机网络与协议... 1 1.1 计算机网络的功能... 1 1.1.1 计算机网络的定义... 1 1.1.2 计算机网络的基本功能... 1 1.2 计算机网络的组成和分类... 2 1.2.1 计算机网络的组成... 2 1.2.2 计算机网络的分类... 2 1.3 计算机网络的体系结构... 4 1.3.1 计算机网络体系结构的 分层原理... 4 1.3.2 计算机网络协议的概念... 5 1.4 计算机网络分层模型... 5 1.4.1 OSI/RM.. 5 1.4.2 TCP/IP参考模型... 9 1.4.3 各层常用协议简介... 10 第2章 局域网... 13 2.1 局域网基本原理... 13 2.1.1 局域网的标准... 13 2.1.2 局域网的基本组成及特点... 14 2.1.3 拓扑结构... 15 2.2 局域网协议... 17 2.2.1 LLC子层... 17 2.2.2 MAC子层... 20 2.2.3 物理层... 21 2.3 以太网... 21 2.3.1 MAC子层协议... 21 2.3.2 CSMA/CD.. 23 2.3.3 物理层... 25 2.4 高速以太网... 27 2.4.1 快速以太网... 27 2.4.2 吉比特以太网... 28 2.4.3 10Gbit/s以太网... 29 2.4.4 交换式以太网... 29 2.5 无线局域网... 30 2.5.1 使用无线局域网络的场合... 30 2.5.2 无线局域网的构成方式... 30 2.5.3 无线局域网的协议标准 IEEE 802.11. 30 2.5.4 无线局域网的安全... 32 2.5.5 无线局域网的特点与 发展前景... 33 2.6 局域网的规划设计... 34 2.6.1 局域网的需求分析... 34 2.6.2 网络设计目标和原则... 34 2.6.3 网络总体设计... 35 2.6.4 设备选型与配置... 39 第3章 互联网... 40 3.1 网络互连设备... 40 3.1.1 路由器... 40 3.1.2 网关... 41 3.2 Internet协议... 42 3.2.1 IP协议... 42 3.2.2 ICMP协议... 45 3.2.3 ARP和RARP协议... 45 3.3 IPv6. 47 3.3.1 IPv6协议... 47 3.3.2 IPv6地址... 48 3.3.3 IPv4向IPv6过渡... 50 3.4 Internet路由协议... 51 3.4.1 RIP协议... 51 3.4.2 OSPF协议... 53 3.4.3 BGP协议... 57 3.5 城域网... 59 3.5.1 城域网的含义和结构... 59 3.5.2 宽带IP城域网的路由及 传输技术... 60 3.5.3 宽带IP城域网的认证技术... 61 3.5.4 宽带IP城域网的管理... 62 第4章 网络操作系统... 63 4.1 网络操作系统的功能... 63 4.1.1 网络操作系统功能和特性... 63 4.1.2 网络操作系统的功能结构... 65 4.1.3 网络操作系统的逻辑构成... 66 4.1.4 网络操作系统与OSI/RM.. 67 4.2 Windows系列操作系统... 68 4.2.1 Windows NT/Win 10 （Windows 10）简介... 68 4.2.2 Windows网络基本概念... 72 4.2.3 Windows网络基本操作... 74 4.3 UNIX操作系统... 76 4.3.1 UNIX简介... 76 4.3.2 UNIX的功能... 76 4.3.3 UNIX的结构... 77 4.3.4 UNIX Shell语言常用命令... 78 4.3.5 网络文件系统... 81 4.4 Linux操作系统... 82 4.4.1 Linux多道处理... 83 4.4.2 Linux存储器模型... 83 4.4.3 Linux内核... 83 4.4.4 Linux文件和目录结构... 83 4.4.5 Linux文件服务... 84 4.4.6 Linux命令实例... 84 第5章 交换技术... 86 5.1 交换机的数据转发... 86 5.1.1 交换机的数据转发的功能... 86 5.1.2 生成树协议... 87 5.2 VLAN技术... 88 5.2.1 VLAN的基本原理... 88 5.2.2 VLAN的实现过程... 89 5.2.3 VLAN划分的标准... 89 5.2.4 VLAN之间通信主要采取的 方式... 90 5.2.5 VLAN交换机互连的方式... 91 5.2.6 VLAN可靠性和可扩展性的 获得方式... 91 5.2.7 VLAN的配置... 92 5.3 多层交换技术... 92 5.3.1 3层交换技术... 92 5.3.2 4层交换技术... 92 5.3.3 7层交换技术... 93 5.4 CDN技术... 94 5.4.1 CDN体系架构... 95 5.4.2 CDN网络架构... 98 5.4.3 CDN工作机制... 100 5.5 SDN技术... 104 5.5.1 SDN的基本原理... 105 5.5.2 SDN控制器... 106 5.5.3 SDN应用... 109 5.5.4 SDN产业生态... 111 第6章 网络安全... 113 6.1 网络安全原理... 113 6.1.1 网络安全体系结构... 113 6.1.2 网络安全模型... 117 6.1.3 标准... 118 6.2 密码学... 118 6.2.1 对称加密和消息机密性... 119 6.2.2 公钥密码和消息认证... 121 6.2.3 数据加密技术... 125 6.3 网络安全应用... 126 6.3.1 密钥分配和用户认证... 126 6.3.2 网络访问控制和云安全... 129 6.3.3 Web安全... 133 6.3.4 无线网络安全... 135 6.4 系统安全... 138 6.4.1 恶意软件... 138 6.4.2 入侵检测... 140 6.4.3 防火墙... 142 第7章 数据库基础... 144 7.1 数据库系统... 144 7.1.1 数据库技术的产生和发展... 144 7.1.2 数据模型... 147 7.1.3 数据库系统结构... 150 7.2 关系型数据库... 155 7.2.1 关系模型... 155 7.2.2 关系的完整性... 157 7.2.3 关系运算... 159 7.3 关系型数据库标准语言SQL. 159 7.3.1 数据定义... 161 7.3.2 查询... 162 7.3.3 数据更新... 166 7.3.4 视图... 166 7.3.5 数据控制... 167 7.4 其他数据库应用技术... 169 7.4.1 分布式数据库... 169 7.4.2 MPP数据库... 170 7.4.3 非关系型数据库... 171 第8章 数据存储基础... 173 8.1 数据存储概念... 173 8.1.1 数据与数据存储... 173 8.1.2 数据表示与存储器... 173 8.1.3 存储器的分类... 174 8.1.4 存储系统层次结构... 174 8.1.5 企业数据存储... 175 8.1.6 存储系统的性能评价指标 与其他非功能性需求... 176 8.2 数据存储设备... 178 8.2.1 磁盘... 178 8.2.2 固态盘... 182 8.2.3 磁带... 184 8.2.4 光盘... 185 8.3 磁盘阵列... 186 8.3.1 磁盘阵列的组成和 实现方式... 186 8.3.2 磁盘阵列分级... 189 8.4 文件系统... 190 8.4.1 文件系统... 190 8.4.2 分布式文件系统... 191 8.5 网络存储技术... 191 8.5.1 网络存储体系结构... 192 8.5.2 直接直连存储... 193 8.5.3 网络连接存储... 194 8.5.4 存储区域网络... 195 8.6 数据保护... 196 8.6.1 数据备份与恢复... 196 8.6.2 容灾与灾难恢复... 197 第9章 软件开发基础... 199 9.1 程序设计基础... 199 9.1.1 程序与程序设计语言... 199 9.1.2 程序设计语言中的基本 概念... 204 9.1.3 面向对象程序设计中的 基本概念... 207 9.2 数据结构与算法... 209 9.2.1 数据结构... 209 9.2.2 算法... 211 9.3 软件工程... 212 9.3.1 软件工程基础... 212 9.3.2 面向过程分析、设计与 实现... 217 9.3.3 面向对象分析、设计与 实现... 218 9.3.4 软件测试... 219 9.3.5 软件文档... 220 9.3.6 软件质量保证... 221 第10章 云计算架构与应用... 223 10.1 云计算的架构与关键技术... 223 10.1.1 云计算起源与发展... 223 10.1.2 云计算主要服务模式... 224 10.1.3 云计算主要部署模式... 225 10.1.4 云计算关键技术... 225 10.1.5 云计算系统典型架构... 232 10.1.6 云计算系统评价维度... 233 10.2 云计算常见软件工具... 234 10.2.1 系统架构Openstack. 234 10.2.2 虚拟化引擎VMware/KVM.. 238 10.2.3 分布式存储Ceph. 241 10.2.4 容器开源软件Docker/ Kubernetes/Mesos 244 10.3 云数据中心网络... 250 10.3.1 云数据中心组网架构... 250 10.3.2 云数据中心组网面临的 问题... 251 10.3.3 基于SDN的云数据中心 网络... 252 10.3.4 云数据中心之间的组网... 254 10.4 云安全架构与应用... 255 10.4.1 端到端云安全架构... 256 10.4.2 云数据安全... 257 10.4.3 云安全管理... 259 10.4.4 云计算服务法律风险及 应对措施... 260 第11章 大数据技术及应用... 262 11.1 大数据基本概念... 262 11.1.1 大数据定义... 262 11.1.2 大数据特征... 262 11.2 大数据技术... 264 11.2.1 技术体系... 264 11.2.2 文件系统... 265 11.2.3 数据存储... 266 11.2.4 数据分析... 268 11.2.5 数据可视化... 269 11.3 Hadoop技术架构... 271 11.3.1 Hadoop生态系统... 271 11.3.2 HDFS. 272 11.3.3 MapReduce. 274 11.3.4 YARN.. 276 11.4 大数据应用发展... 279 11.4.1 大数据应用发展现状... 279 11.4.2 大数据应用存在问题... 280 11.4.3 大数据应用发展趋势... 280 11.5 大数据产业生态... 281 11.5.1 大数据产业链构成... 281 11.5.2 大数据商业模式... 282 11.6 大数据标准化体系... 284 11.7 大数据发展面临的挑战和 应对措施... 285 11.7.1 大数据发展面临的问题... 285 11.7.2 大数据发展的应对措施... 285 第12章 物联网... 287 12.1 物联网的定义和特征... 287 12.1.1 物联网的定义... 287 12.1.2 物联网的特征... 287 12.2 物联网技术架构... 288 12.2.1 物联网层次结构... 288 12.2.2 感知层... 289 12.2.3 传输层... 289 12.2.4 应用层... 289 12.3 自动识别技术... 290 12.3.1 条形码技术... 290 12.3.2 RFID技术... 292 12.3.3 NFC技术... 294 12.3.4 IC卡技术... 295 12.3.5 生物计量识别技术... 296 12.4 传感器技术... 296 12.4.1 传感器的组成和工作原理... 296 12.4.2 传感器的分类... 297 12.4.3 传感器技术发展趋势... 298 12.4.4 无线传感网络... 298 12.5 定位系统... 300 12.5.1 卫星定位... 300 12.5.2 蜂窝基站定位... 301 12.5.3 无线室内环境定位... 302 12.6 物联网接入技术... 303 12.6.1 M2M接入技术... 303 12.6.2 6LoWPAN技术... 306 12.6.3 NB-IoT技术... 307 12.6.4 LoRa技术... 309 12.6.5 eMTC技术... 310 12.7 物联网应用... 311 12.7.1 智能交通... 311 12.7.2 智能物流... 312 12.7.3 环境监测... 314 12.8 物联网中的信息安全与 隐私保护... 315 12.8.1 RFID安全与隐私保护 机制... 315 12.8.2 位置信息与隐私保护机制... 317 参考文献... 319