大數(shù)據(jù)時代下的通信需求：TCP傳輸原理與優(yōu)化

第1章 概述 （1）
1.1 快速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng) （1）
1.1.1 互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展規(guī)模 （1）
1.1.2 爭相建設的下一代互聯(lián)網(wǎng) （2）
1.1.3 永無止境的帶寬需求 （3）
1.1.4 網(wǎng)絡傳輸還需要加速 （3）
1.2 網(wǎng)絡互聯(lián)的基礎——網(wǎng)絡協(xié)議 （4）
1.2.1 OSI參考模型與TCP/IP參考模型之爭 （4）
1.2.2 OSI模型 （5）
1.2.3 “阿帕網(wǎng)”（ARPANET）與TCP/IP協(xié)議族 （9）
1.2.4 TCP/IP參考模型與協(xié)議族組成 （10）
1.2.5 數(shù)據(jù)鏈路層 （15）
1.3 大數(shù)據(jù)時代帶來數(shù)據(jù)傳輸?shù)木薮笮枨?（23）
1.3.1 大數(shù)據(jù)時代的到來 （23）
1.3.2 “**”的廣域網(wǎng)加速技術 （23）
1.3.3 技術選擇 （25）
第2章 TCP傳輸?shù)脑砼c擁塞控制 （26）
2.1 TCP傳輸原理 （26）
2.1.1 OSI參考模型和TCP/IP參考模型 （26）
2.1.2 TCP協(xié)議簡介 （27）
2.1.3 TCP數(shù)據(jù)報的傳輸 （27）
2.2 傳輸控制協(xié)議TCP有限狀態(tài)機模型 （31）
2.2.1 客戶端流程圖 （33）
2.2.2 服務器端流程圖 （34）
2.3 擁塞控制與AIMD （34）
2.3.1 擁塞的定義與發(fā)生的原因 （34）
2.3.2 擁塞控制原理AIMD （35）
2.3.3 現(xiàn)階段的TCP擁塞 （38）
2.4 糊涂窗口綜合癥 （39）
2.4.1 發(fā)送端產(chǎn)生的癥狀 （40）
2.4.2 接收端產(chǎn)生的癥狀 （40）
2.5 其他雜項問題 （41）

第3章 主要的TCP擁塞控制算法 （44）
3.1 概述 （44）
3.1.1 從“**次”擁塞說算法改進 （44）
3.1.2 “宏觀”的解決方案——傳輸加速 （45）
3.1.3 新的“應用場景” （45）
3.1.4 擁塞成因概述 （46）
3.1.5 擁塞算法設計的基本要求 （47）
3.2 基本概念與術語 （48）
3.3 TCP擁塞控制算法的演進 （49）
3.3.1 早期的TCP實現(xiàn) （49）
3.3.2 TCP Tahoe （49）
3.3.3 TCP Reno （50）
3.3.4 TCP NewReno （51）
3.3.5 TCP SACK （51）
3.3.6 TCP Vegas （52）
3.3.7 TCP Veno （52）
3.3.8 TCP BIC （54）
3.3.9 TCP CUBIC （54）
3.3.10 FAST TCP （54）
3.3.11 Compound TCP （55）
3.4 討論 （55）
第4章 TCP傳輸加速與主要解決方案 （57）
4.1 TCP傳輸加速概述 （57）
4.2 解決方案分類 （57）
4.2.1 以部署方式分類 （57）
4.2.2 以實施位置分類 （58）
4.2.3 以擁塞反饋信號分類 （60）
4.2.4 基于應用層的改進方案 （61）
4.2.5 典型的隱式擁塞反饋方案 （61）
4.2.6 典型的顯式擁塞反饋方案 （62）
4.2.7 基于帶寬測量的改進 （64）
4.3 主要的擁塞控制算法 （65）
4.3.1 Scalable TCP （65）
4.3.2 High Speed TCP （65）
4.3.3 TCP Vegas （67）
4.3.4 TCP BIC 與TCPCUBIC （69）
4.3.5 小結 （70）

第5章 TCP傳輸性能分析與模型 （72）
5.1 端到端的可靠傳輸 （72）
5.1.1 差錯控制過程 （72）
5.1.2 流量控制機制 （72）
5.2 傳輸時延 （73）
5.2.1 測量方法 （73）
5.2.2 RTT測量的程序實現(xiàn) （77）
5.3 分析模型 （84）
5.3.1 概述與進展 （84）
5.3.2 分類 （85）
5.3.3 Jacobson管道模型 （86）
5.3.4 TCP吞吐量分析模型 （87）
5.3.5 流體流模型 （89）
5.3.6 其他場景模型 （89）
5.3.7 傳輸速率上限 （90）
5.3.8 仿真實驗 （90）
5.4 性能分析 （91）
5.4.1 鏈路利用率 （91）
5.4.2 公平性 （91）
5.5 Padhye吞吐量模型簡介 （92）
5.5.1 發(fā)送窗口表達式 （92）
5.5.2 吞吐率 （93）
5.5.3 E [W]和E [X]的推導 （93）
5.5.4 E [W]和E [Y]的推導 （94）
5.5.5 丟包概率p （95）
5.5.6 E [A]的推導 （95）
5.5.7 吞吐率表達式 （96）
第6章 Linux網(wǎng)絡協(xié)議棧 （97）
6.1 網(wǎng)絡協(xié)議棧與層次結構 （97）
6.1.1 Linux網(wǎng)絡協(xié)議棧特點 （97）
6.1.2 標準TCP/IP協(xié)議與Linux網(wǎng)絡協(xié)議棧具體設計的對比 （98）
6.2 基本數(shù)據(jù)結構 （99）
6.2.1 數(shù)據(jù)包結構 （100）
6.2.2 基本數(shù)據(jù)結構 （100）
6.3 協(xié)議棧的初始化 （117）
6.3.1 sock_init函數(shù) （118）
6.3.2 net_dev_init函數(shù) （121）

6.3.3 inet_init函數(shù) （122）
6.4 Linux系統(tǒng)網(wǎng)絡設備驅動程序 （128）
6.4.1 網(wǎng)絡驅動程序的結構 （128）
6.4.2 數(shù)據(jù)包發(fā)送 （128）
6.4.3 數(shù)據(jù)包接收 （129）
6.5 網(wǎng)絡協(xié)議層 （131）
6.5.1 數(shù)據(jù)接收 （131）
6.5.2 數(shù)據(jù)發(fā)送 （133）
6.6 傳輸層——TCP協(xié)議處理 （135）
6.6.1 TCP協(xié)議的數(shù)據(jù)接收 （135）
6.6.2 TCP協(xié)議的數(shù)據(jù)發(fā)送 （138）
6.6.3 擁塞控制的事件處理 （139）
第7章 擁塞控制模塊編程實踐 （142）
7.1 擁塞控制模塊的調用 （142）
7.1.1 模塊的初始化 （142）
7.1.2 主要窗口的計算 （144）
7.1.3 擁塞狀態(tài)機 （144）
7.1.4 狀態(tài)處理函數(shù) （147）
7.1.5 “成員函數(shù)”的調用關系 （148）
7.2 模塊編程基礎 （149）
7.2.1 基本數(shù)據(jù)結構 （149）
7.2.2 內核函數(shù)介紹 （151）
7.2.3 編譯 （154）
7.3 主要算法介紹 （154）
7.3.1 BIC算法 （154）
7.3.2 CUBIC算法 （160）
7.3.3 Vegas算法 （168）
7.3.4 High Speed TCP算法 （173）
7.3.5 H-TCP算法 （175）
7.3.6 Scalable TCP算法 （182）
7.3.7 Westwood算法 （183）
7.3.8 Reno算法 （189）
7.3.9 代碼中常見的修飾符 （192）
7.4 用戶態(tài)獲取當前擁塞窗口值編程示例 （194）
7.5 實踐舉例 （195）
第8章 仿真與測量 （196）
8.1 網(wǎng)絡仿真 （196）
8.1.1 軟件仿真 （196）
8.1.2 ns-2簡介 （197）
8.1.3 OPNET簡介 （223）
8.1.4 硬件模擬 （224）
8.2 性能測量方法 （225）
8.2.1 網(wǎng)絡帶寬測量 （226）
8.2.2 網(wǎng)絡延遲測量 （234）
第9章 新的數(shù)據(jù)傳輸場景——研究熱點 （235）
9.1 無線傳輸新場景——移動網(wǎng)絡 （235）
9.1.1 移動智能終端逐步普及 （235）
9.1.2 需求催生的“新成員” （236）
9.1.3 移動網(wǎng)絡的特性 （237）
9.1.4 移動設備操作平臺 （243）
9.1.5 主要的研究進展 （245）
9.2 數(shù)據(jù)中心內部傳輸遇到的新問題——TCP Incast （247）
9.2.1 數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡架構 （247）
9.2.2 MapReduce新業(yè)務與發(fā)展 （248）
9.2.3 TCP Incast的發(fā)生 （249）
9.2.4 國內外研究現(xiàn)狀 （251）
9.2.5 主要的解決方案介紹 （252）
9.3 網(wǎng)絡發(fā)展的新趨勢——軟件定義網(wǎng)絡SDN與大二層結構 （254）
9.3.1 軟件定義網(wǎng)絡 （254）
9.3.2 大二層結構 （254）
9.3.3 虛擬機遷移與數(shù)據(jù)中心二層網(wǎng)絡的變化 （255）
9.3.4 大二層網(wǎng)絡需要有多大 （256）
參考文獻 （258）