宽带IP网络技术——网络工程题实用技术培训教材 (2008 年度畅销榜NO.22455 )

本书较全面地介绍了宽带Ⅲ网络技术的各个方面及发展趋势。前三章介绍宽带IP网络总体技术，包括在ATM、SDH、WDM上传送IP的方法与协议、通用多协议标记交换(GMPLS)技术及下一代网络(NGN)概念、波分复用(WDM)与光联网技术、全光网络、第三代移动通信、宽带无线接入网等。后六章介绍宽带Ⅳ网络组网热点技术与新技术，包括组建城域网的各种技术、VPN的各种类型与应用、实现IP网安全通信的IPSec协议、下一代协议IPv6的主要特点、由lPv4向IPv6过渡的技术、解决IPQoS问题的InterServ和Di~Derv两种基本模型及QoS的参数、高性能路由器技术及其发展趋势等内容。
本书可作为网络工程师实用技术培训教材，也可作为高等院校计算机专业、通信专业的教学参考书以及工程技术人员学习网络技术和进行网络设计的参考资料。

第1章 宽带IP网络导论
1.1 概述
1.2 IP overATM
1.2.1 概述
1.2.2 集成模型IPoverATM的主要特点
1.2.3 数据驱动与控制驱动
1.2.4 IP Switching
1.2.5 MPLS
1.3 IPoverSDH/SONET
1.3.1 概述
1.3.2 链路层协议LAPS简介
1.4 IP over Optical
1.4.1 IPoverOptical网络概述
1.4.2 IPoverOptical网络模型
1.4.3 IP在光网络上传送
1.4.4 有关控制平面的问题
1.5 GMPLS与ASON/ASTN
1.5.1 概述
1.5.2 GMPLS的主要特点
1.5.3 GMPLS的路由与编址
1.5.4 GMPLS信令
1.5.5 标记
1.5.6 链路管理
1.5.7 支持GMPIS控制平面的数据通信网络
1.5.8 ASON/ASTN与GMPLS标准化的进展
1.6 接入网
1.6.1 接入网的定义与功能结构
1.6.2 利用双绞线的传输系统
1.6.3 光纤接入网
1.6.4 混合光纤同轴网
1.6.5 固定无线接人
1.7 IP网络性能要求
1.7.1 衡量IP网络性能的指标
1.7.2 假设参考路径(HRP)
1.8 下一代网络(NGN)
1.8.1 下一代网络概述
1.8.2 软交换设备
1.9 思考题
1.10 参考文献

第2章 光联网
2.1 光通信概述
2.1.1 光纤通信系统的中继距离
2.1.2 通信网光纤化
2.1.3 几种典型光纤
2.1.4 光纤的传输性能
2.1.5 新一代光纤
2.2 波分复用技术与波分复用网络
2.2.1 波分复用技术(WDM)
2.2.2 密集波分复用技术(DWDM)
2.2.3 光时分复用技术(OTDM)
2.2.4 光码分多址技术(OCDMA)
2.2.5 几种光传送网技术的比较
2.3 全光网络
2.3.1 全光网的概念
2.3.2 现状和发展趋势
2.3.3 全光网的优点
2.3.4 全光网的体系结构
2.3.5 全光网络中的关键技术
2.3.6 全光网的管理.控制和运作问题
2.4 光交换路由技术
2.4.1 光交换/光路由的作用
2.4.2 光交换/光路由的技术原理
2.4.3 光交换/光路由的典型应用
2.4.4 光交换/光路由的发展现状与前景
2.4.5 光交换/光路由关键器件技术
2.5 掺铒光纤放大器(EDFA)
2.6 光联网技术(IP over WDM)
2.7 思考题
2.8 参考文献

第3章 宽带无线网
3.1 概述
3.2 蜂窝移动通信
3.2.1 概述
3.2.2 2.5G系统
3.2.3 3G系统
3.2.4 后3G系统
3.3 宽带卫星通信
3.3.1 概述
3.3.2 多媒体VSAT系统
3.3.3 直播卫星(DBS)系统
3.3.4 全球宽带卫星系统
3.4 宽带固定无线接入
3.4.1 概述
3.4.2 本地多点分配业务(LMDS)
3.4.3 3.5GHz频段上的点到多点系统
3.5 无线局域网(WLAN)
3.5.1 概述
3.5.2 WLAN的优劣势
3.5.3 802.11标准系列
3.5.4 WLAN的漫游服务
3.6 无线个人域网(WPAN)
3.6.1 概述
3.6.2 IEEE 803.15.3高速率WPAN标准
3.6.3 高速率WPAN的应用
3.7 自由空间光通信(FSO)系统
3.7.1 概述
3.7.2 FSO网络拓扑
3.7.3 FSO的主要优势
3.7.4 FSO的主要问题
3.7.5 FSO市场分析
3.8 平流层通信系统
3.8.1 概述
3.8.2 平流层通信系统的基本思路
3.8.3 平流层通信系统的使用频段
3.8.4 典型系统SkyStation和SkyTower
3.9 移动互联网
3.9.1 概述
3.9.2 高速接人
3.9.3 手机上网
3.9.4 移动性
3.10 宽带无线网的应用
3.10.1 概述
3.10.2 GPRS
3.10.3 WAP
3.10.4 i-Mode
3.10.5 3G
3.10.6 WLAN
3.10.7 多媒体短消息服务(MMS)
3.10.8 未来展望
3.11 思考题
3.12 参考文献

第4章 城域网MAN
4.1 城域网的发展与业务技术要求
4.1.1 城域网的特色
4.1.2 城域网的中国特色
4.2 城域网的解决方案
4.2.1 交换设备的选择
4.2.2 城域骨干网传输网
4.3 城域网中的SDH技术
4.3.1 纯IP城域网中的POS技术
4.3.2 多业务节点SDH技术
4.4 城域网中的以太网技术
4.4.1 千兆以太网GbE
4.4.2 10Gb以太网技术
4.5 城域网中的WDM技术
4.5.1 城域光骨干网需要解决的问题
4.5.2 传统波分复用技术的改造
4.5.3 新型放大器
4.6 动态分组传输技术DPT
4.6.1 DPT体系结构和特性
4.6.2 DPT环上空间再使用协议(SBP)
4.6.3 IP业务的实现因素
4.6.4 DPT技术的应用
4.7 城域网中的宽带接入
4.7.1 铜变金的数字用户环路技术ADSL
4.7.2 天然宽带特性的HFC
4.7.3 ADSL与CableModem的比较
4.7.4 LMDS无线接入
4.7.5 以太网接人方式
4.8 城域网拓扑结构的比较
4.9 光城域网络
4.9.1 光城域网络的产生背景
4.9.2 光城域网络的结构
4.9.3 光城域网络的主要特点
4.9.4 光城域网络的设备
4.9.5 光城域网络的建设案例
4.10 思考题
4.11 参考文献

第5章 虚拟专用网(VPN)
5.1 VPN概述
5.2 VPN的一般要求
5.3 隧道技术
5.3.1 VPN的隧道协议需求
5.3.2 隧道实现技术
5.3.3 L2TP协议
5.3.4 GRE隧道
5.4 VPN类型
5.4.1 基于网络的VPN和基于CE的VPN
5.4.2 按应用分类的VPN类型
5.5 按构形分类的VPN类型
5.5.1 虚拟租用线路(VLL)
5.5.2 虚拟专用拨号网络(VPDN)
5.5.3 虚拟专用LAN服务(VPLS)
5.6 虚拟专用路由网络(VPRN)
5.6.1 VPRN的基本结构
5.6.2 VPRN应用的主要特性
5.6.3 VPRN通用技术需求
5.6.4 基于网络的VPRN的建立
5.7 多协议标记交换(MPLS)VPN
5.7.1 MPLS技术工作原理
5.7.2 MPLS工作基本流程
5.7.3 MPLS流量工程简介
5.7.4 MPLS VPN
5.7.5 用虚拟路由器组构VPN
5.8 网络接人与用户管理
5.8.1 网络接人
5.8.2 VPN的用户管理
5.9 VPN标准的进展
5.9.1 概述
5.9.2 提供商准备的VPN(PPVPN)
5.10 思考题
5.11 参考文献

第6章 基于IPSec的安全VPN
6.1 信息安全的一些基本概念
6.1.1 安全威胁
6.1.2 安全需求
6.1.3 安全服务
6.1.4 安全机制
6.1.5 密码技术
6.1.6 服务.机制和算法之间的关系
6.2 IPSec产生的背景
6.2.1 IP网络环境下的安全威胁
6.2.2 Internet上其他安全技术的局限
6.2.3 IP协议的弱点--无内建安全机制
6.2.4 网络层的重要性
6.2.5 使用lPSec解决IP层的安全
6.3 IPSec的体系结构
6.3.1 IPSec概述
6.3.2 IPSec协议族和体系结构
6.4 认证.完整性和机密性服务
6.4.1 安全载荷封装(ESP)
6.4.2 认证头(AH)
6.4.3 小结
6.5 协议协商和密钥管理
6.5.1 密钥管理的复杂性
6.5.2 密钥管理和交换
6.5.3 安全联盟SA
6.5.4 IKE--Internet密钥交换协议
6.5.5 协商IPSecSA
6.5.6 可扩展的密钥交换
6.6 IPSec的发展
6.6.1 IPSec对IP网络适应性的局限
6.6.2 分层IPSec(LayeredIPSec)
6.6.3 子IKE
6.6.4 其他
6.7 基于IPSec的VPN解决方案
6.7.1 IPSec的实现
6.7.2 基于IPSec的安全VPN实例
6.8 思考题
6.9 参考文献

第7章 IPv6
7.1 IPv4的不足
7.2 IPv6的主要特点
7.3 IPv6与IPv4报头的比较
7.3.1 IPv6与IPv4报头
7.3.2 IPv6基本报头
7.3.3 IPv6扩展报头
7.4 因特网控制报文协议ICMP(Internet Control Message Protocol)
7.4.1 ICMP报文格式
7.4.2 邻居发现
7.4.3 地址自动配置
7.4.4 组成员
7.4.5 差错报告
7.4.6 网络诊断
7.5 IPv4向Ipv6的过渡
7.5.1 过渡是渐进的
7.5.2 IPv4向IPv6的过渡策略
7.5.3 IPv4向lPv6的过渡机制
7.5.4 过渡的基本技术
7.6 IPv6对移动IP的支持
7.6.1 移动互联的基石IPv6
7.6.2 移动IPv6的工作过程
7.6.3 路由优化问题
7.7 思考题
7.8 参考文献

第8章 IP网络服务质量技术
8.1 IP网为何需要Qos
8.2 分层模型
8.2.1 垂直模型
8.2.2 水平模型
8.3 QoS参数定义
8.4 InterServ模型
8.4.1 InterServ的基本原理
8.4.2 InterServ的特点与问题
8.4.3 RSVP-TE
8.5 DiffServ模型
8.5.1 DiftServ的基本原理
8.5.2 DS字段的定义
8.5.3 DittServ的特点与问题
8.5.4 MPLS支持的DiffServ
8.6 QoS策略控制
8.7 局域网(LAN)的QoS技术
8.7.1 IEEE 802.1D
8.7.2子带宽管理(SBM)协议
8.8 约束路由
8.9 流量控制与拥塞控制
8.9.1 流量参数和描述符的定义
8.9.2 IP传送能力
8.9.3 流量控制.拥塞控制和过载处理功能
8.10 端到端IP网络性能测量方法
8.10.1 主动测量与被动测量
8.10.2 可选择的测量方法
8.10.3 测量的不确定性和误差
8.10.4 其他测量要求
8.10.5 抽样与统计方法
8.11 有待研究的问题
8.12 思考题
8.13 参考文献

第9章 高性能路由器技术
9.1 下一代网络的发展需要
9.2 主要特征
9.2.1 高性能交换背板
9.2.2 低时延和低时延抖动
9.2.3 高速接口板
9.2.4 光网络.光交换和光接口
9.2.5 服务质量QoS
9.2.6 基于硬件交换的快速处理能力
9.2.7 网络和信息安全维护
9.3 路由器新技术
9.3.1 多协议(IPv4和IPv6兼容)网络处理芯片的设计
9.3.2 传统时分复用技术与分组技术的结合--TDMoIP

随着多媒体业务的发展及社会信息化的推进, 促使电信网. 以因特网为代表的计算机网和有线电视三大网的业务与技术飞速发展并趋向三网融合. 随着以IP技术为基础的因特网的爆炸式的发展, 随着用户数量和多媒体应用的迅速增加, 人们对带宽的需求不断增长. 人们不仅需要利用网络实现语音的传输, 同时还要实现文字. 图像和实时视频信号的传送. IP网络流量正在超过语音业务量而成为通信的主流. 语音. 传统数据业务和视频会议等传统电信业务将逐步转移到IP网上. 由于三网所支持的业务. 网络基础设施及所用的通信协议等各不相同, 所以三网融合是一个长期过程. 但三网都建立在光通信网基础上, 且有三网都可接受的IP通信协议, 光纤传输技术. 网络交换技术. 软件技术. TCP／IP协议技术. 多媒体技术的发展以及其他相关技术的发展为三网融合创造了条件, 也促使宽带IP网络的发展. 宽带IP网络是以IP协议为通信协议, 支持宽带及当前的窄带业务并正在发展中的网络. 它集成与发展了当前的网络技术. IP技术, 并向下一代网络方向发展. 在宽带IP网络中常用的有poverATM与poverSDH／SONET两种IP传送技术. 随着光波分复用技术(WDM). 光层直接联网技术的发展及可实现动态带宽分配的光交换机. 光分拆复用设备与具有光接口的高速路由器的开发成功, 为实施IPoverWDM即光互联网创造了条件. 光互联网利用了WDM的大容量和多个波长通道, 可承载IPover ATM. poverSDH／SONET及直接在WDM上承载IP业务. 所以poverWDM在广义上可理解为所有通过WDM承载IP业务的技术总称. 当前正在积极发展光互联网. 随着移动通信的大发展, 无线通信日益得到重视, 现在无线通信正走向宽带, 包括第三代移动通信. 宽带卫星网. 本地多点分配业务(LMDS)系统. 无线局域网. 自由空间光(FSO)系统等宽带无线网设施为组构宽带IP网提供了更多的灵活性, 用户使用也更方便. 为了高质量传送各种信息, 满足传送语音. 视频等实时业务的要求, 并提高网络的有效性与灵活性, 促使多协议标记交换(MPLS)及其扩展MPLS流量工程(MPLS-TE)技术以及其他服务质量保障(QoS)技术的发展, 当前在MPLS-TE基础上正在发展通用多协议标记交换(GMPLS)技术. GMPLS技术可充分利用包括PDH. SDH. WDM等各种网络资源, 改善网络的有效性与灵活性, 并促进光传输网与业务交换网的集成, 为宽带IP网向下一代网发展创造条件. 在宽带IP网络业务与技术正在大发展的情况下, 我们特请长期从事IP网络. 光网络. 无线网络. 网络安全. 高速路由器等方面的专家共同编写了本书, 其愿望是让读者较全面地获得宽带IP网络技术. 组网技术. 主要应用技术并了解发展趋势. 本书在内容编排上, 前三章重点介绍宽带IP网络总体技术(包括网络结构. 网络协议. 光通道与无线通道等网络基础设施方面)的内容及发展趋势, 后六章重点介绍宽带IP网络组网热点技术与新技术(包括城域网. IPVPN. IPSec. IPv6. QoS. 高速路由器等方面)的内容. 我们尽可能少写理论性较强的基础知识, 而将重点放在实用技术方面的论述. 本书的第1章重点综述了在ATM. SDH. WDM上传送IP的方法与协议, 正在发展的通用多协议标记交换(GMPIS)技术, 下一代网络(NGN)的概念. 第2章较全面地介绍了正在发展的光网络技术, 包括波分复用(WDM)技术. 光联网技术. 全光网络. 光交换／光路由技术. 光网络中的关键器件及光网络的发展趋势. 第3章以移动通信为主线较全面介绍了宽带无线网方面的内容, 主要有第三代移动通信. 本地多点分配业务(LMDS)系统. 宽带卫星. 无线局域网以及移动互联网. 宽带无线网的应用等. 第4章重点介绍了城域网的发展及组建城域网的各种技术, 包括SDH技术. 以太网技术. WDM技术. 动态分组(DPT)传输技术. 宽带接人技术. 光城域网以及城域网的运行管理等. 第5章重点介绍pVPN的发展, 组构VPN的隧道协议, VPN的各种类型与应用, 多协议标记交换(MPLS)工作原理, MPLSVPN的结构以及VPN标准的最新进展. 第6章重点介绍实现IP网安全通信的重要协议IPSec的功能. 体系结构. IPSec协议族中的主要协议. lPSee的某些局限及发展趋势. 在此基础上重点介绍了基于IPSec的VPN解决方案及实例. 第7章重点介绍现有IP网络协议IPv4面临IP地址空间枯竭. 网络号码匮乏. 路由表急剧膨胀. 服务质量和网络安全等方面的不足, 介绍新一代IP网络协议IPv6的主要特点, 由IPv4向IPv6过渡的技术以及IPv6对移动IP的支持. 第8章重点介绍IP网络服务质量保证(QoS), 解决pQoS问题的两种基本模型：InterServ和DittServ, 也介绍了一些如约束路由. QoS的参数和指标要求以及测量技术等正在发展中的与QoS密切相关的新技术. 第9章重点介绍高性能IP骨干网的关键部件--高速. 高性能. 高吞吐量. 低成本的新一代核心IP路由器以及新一代路由器内部结构所展现出的主要发展趋势. 本书第1章. 第5章由陈锦章编写, 第2章. 第4章. 第7章由陈郧生编写, 第3章由雷振洲负责编写, 其中还有徐玉. 白春霞. 秦荣. 刘衡萍分别参加编写固定接人和直播卫星部分. 宽带卫星部分. 2. 5G和3G部分以及无线局域网部分. 第6章由吴江编写, 第8章由何宝宏编写, 第9章由马严编写. 全书由陈锦章组织, 陈锦章. 陈郧生审核. 在本书编写过程中得到清华大学张公忠教授的帮助, 在此表示感谢. 由于宽带IP网络是正在不断发展中的新技术, 很多内容还在不断完善. 演进与深化, 因此本书的内容不可能即时包括当前的最新技术动态, 书中也难免有不当之处, 敬请广大读者批评指正.