大數據時代下的通信需求--TCP傳輸原理與優化 大数据时代下的通信需求:TCP传输原理与优化

<內容簡介>

由徐永士//王新華編著的《大數據時代下的通信需求——TCP傳輸原理與優化》內容分為兩部分。上半部分包含第1?5章，偏重介紹相關的演算法分類、理論，其中第1章介紹了背景知識及數據鏈路層，第2章整體介紹了TCP傳輸的原理與擁塞控制，第3、4章介紹了相關演算法分類及主要演算法，第5章介紹了相關理論模型。下半部分包含第6?9章，偏重介紹Linux系統上的具體實現及測量模擬技術，其中第6章從數據流動的角度逐層介紹了Linux系統如何實現網絡協議TCP/IP協議族的各層，第7章具體介紹瞭如何書寫一個擁塞控制模塊及Linux系統自帶的主要演算法，第8章介紹了網絡模擬器NS2及其他性能測量工具，第9章介紹了移動網絡和軟件定義網絡SDN。
本書側重Linux系統上的TCP網絡協議實現，但不限於Linux系統，其他操作系統及智能終端系統也可以參考。本書可以作為高等院校電腦專業、通信專業的參考用書，也可以作為大型網絡中心、雲計算服務技術人員的參考用書。

<章節目錄>

第1章 概述
  1.1 快速發展的因特網
    1.1.1 因特網的發展規模
    1.1.2 爭相建設的下一代因特網
    1.1.3 永無止境的帶寬需求
    1.1.4 網絡傳輸還需要加速
  1.2 網絡互聯的基礎——網絡協議
    1.2.1 OSI參考模型與TCP/IP參考模型之爭
    1.2.2 OSI模型
    1.2.3 「阿帕網」ARPANET）與TCP/IP協議族
    1.2.4 TCP/IP參考模型與協議族組成
    1.2.5 數據鏈路層
  1.3 大數據時代帶來數據傳輸的巨大需求
    1.3.1 大數據時代的到來
    1.3.2 「萬能」的廣域網加速技術
    1.3.3 技術選擇
第2章 TCP傳輸的原理與擁塞控制
  2.1 TCP傳輸原理
    2.1.1 OSI參考模型和TCP/IP參考模型
    2.1.2 TCP協議簡介
    2.1.3 TCP數據報的傳輸
  2.2 傳輸控制協議TCP有限狀態機模型
    2.2.1 客戶端流程圖
    2.2.2 服務器端流程圖
  2.3 擁塞控制與AIMD
    2.3.1 擁塞的定義與發生的原因
    2.3.2 擁塞控制原理AIMD
    2.3.3 現階段的TCP擁塞
  2.4 糊塗窗口綜合症
    2.4.1 發送端產生的癥狀
    2.4.2 接收端產生的癥狀
  2.5 其他雜項問題
第3章 主要的TCP擁塞控制演算法
  3.1 概述
    3.1.1 從「第一次」擁塞說演算法改進
    3.1.2 「宏觀」的解決方案——傳輸加速
    3.1.3 新的「應用場景」
    3.1.4 擁塞成因概述
    3.1.5 擁塞演算法設計的基本要求
  3.2 基本概念與術語
  3.3 TCP擁塞控制演算法的演進
    3.3.1 早期的TCP實現
    3.3.2 TCP Tahoe
    3.3.3 TCP Reno
    3.3.4 TCP NewReno
    3.3.5 TCP SACK
    3.3.6 TCP Vegas
    3.3.7 TCP Veno
    3.3.8 TCP BIC
    3.3.9 TCP CUBIC

    3.3.10 FAST TCP
    3.3.11 Compound TCP
  3.4 討論
第4章 TCP傳輸加速與主要解決方案
  4.1 TCP傳輸加速概述
  4.2 解決方案分類
    4.2.1 以部署方式分類
    4.2.2 以實施位置分類
    4.2.3 以擁塞反饋信號分類
    4.2.4 基於應用層的改進方案
    4.2.5 典型的隱式擁塞反饋方案
    4.2.6 典型的顯式擁塞反饋方案
    4.2.7 基於帶寬測量的改進
  4.3 主要的擁塞控制演算法
    4.3.1 Scalable TCP
    4.3.2 High Speed TCP
    4.3.3 TCP Vegas
    4.3.4 TCP BIC 與TCPCUBIC
    4.3.5 小結
第5章 TCP傳輸性能分析與模型
  5.1 端到端的可靠傳輸
    5.1.1 差錯控制過程
    5.1.2 流量控制機制
  5.2 傳輸時延
    5.2.1 測量方法
    5.2.2 RTT測量的程序實現
  5.3 分析模型
    5.3.1 概述與進展
    5.3.2 分類
    5.3.3 Jacobson管道模型
    5.3.4 TCP吞吐量分析模型
    5.3.5 流體流模型
    5.3.6 其他場景模型
    5.3.7 傳輸速率上限
    5.3.8 模擬實驗
  5.4 性能分析
    5.4.1 鏈路利用率
    5.4.2 公平性
  5.5 Padhye吞吐量模型簡介
    5.5.1 發送窗口表達式
    5.5.2 吞吐率
    5.5.3 E （W）和E （X）的推導
    5.5.4 E （W）和E （Y）的推導
    5.5.5 丟包概率p
    5.5.6 E （A）的推導
    5.5.7 吞吐率表達式
第6章 Linux網絡協議棧
  6.1 網絡協議棧與層次結構
    6.1.1 Linux網絡協議棧特點
    6.1.2 標準TCP/IP協議與Linux網絡協議棧具體設計的對比

  6.2 基本數據結構
    6.2.1 數據包結構
    6.2.2 基本數據結構
    6.3 協議棧的初始化
    6.3.1 sock_init函數
    6.3.2 net_dev_init函數
    6.3.3 inet_init函數
  6.4 Linux系統網絡設備驅動程序
    6.4.1 網絡驅動程序的結構
    6.4.2 數據包發送
    6.4.3 數據包接收
  6.5 網絡協議層
    6.5.1 數據接收
    6.5.2 數據發送
  6.6 傳輸層——TCP協議處理
    6.6.1 TCP協議的數據接收
    6.6.2 TCP協議的數據發送
    6.6.3 擁塞控制的事件處理
第7章 擁塞控制模塊編程實踐
  7.1 擁塞控制模塊的調用
    7.1.1 模塊的初始化
    7.1.2 主要窗口的計算
    7.1.3 擁塞狀態機
    7.1.4 狀態處理函數
    7.1.5 「成員函數」的調用關係
  7.2 模塊編程基礎
    7.2.1 基本數據結構
    7.2.2 內核函數介紹
    7.2.3 編譯
  7.3 主要演算法介紹
    7.3.1 BIC演算法
    7.3.2 CUBIC演算法
    7.3.3 Vegas演算法
    7.3.4 High Speed TCP演算法
    7.3.5 H—TCP演算法
    7.3.6 Scalable TCP演算法
    7.3.7 Westwood演算法
    7.3.8 Reno演算法
    7.3.9 代碼中常見的修飾符
  7.4 用戶態獲取當前擁塞窗口值編程示例
  7.5 實踐舉例
第8章 模擬與測量
  8.1 網絡模擬
    8.1.1 軟件模擬
    8.1.2 ns—2簡介
    8.1.3 OPNET簡介
    8.1.4 硬件模擬
  8.2 性能測量方法
    8.2.1 網絡帶寬測量
    8.2.2 網絡延遲測量

第9章 新的數據傳輸場景——研究熱點
  9.1 無線傳輸新場景——移動網絡
    9.1.1 移動智能終端逐步普及
    9.1.2 需求催生的「新成員」
    9.1.3 移動網絡的特性
    9.1.4 移動設備操作平臺
    9.1.5 主要的研究進展
  9.2 數據中心內部傳輸遇到的新問題——TCP Incast
    9.2.1 數據中心的網絡架構
    9.2.2 MapReduce新業務與發展
    9.2.3 TCP Incast的發生
    9.2.4 國內外研究現狀
    9.2.5 主要的解決方案介紹
  9.3 網絡發展的新趨勢——軟件定義網絡SDN與大二層結構
    9.3.1 軟件定義網絡
    9.3.2 大二層結構
    9.3.3 虛擬機遷移與數據中心二層網絡的變化
    9.3.4 大二層網絡需要有多大
參考文獻