Эндрю Таненбаум, Ник Фимстер, Дэвид Уэзеролл
Компьютерные сети. 6-е изд.
2023
Переводчики Е. Матвеев, И. Пальти, С. Черников
Эндрю Таненбаум, Ник Фимстер, Дэвид Уэзеролл
Компьютерные сети. 6-е изд.. — СПб.: Питер, 2023.
ISBN 978-5-4461-1766-6
Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.
Сьюзан, Барбаре, Дэниелу, Арону, Нейтану, Марвину, Матильде, Оливии и Мирте
Э. Таненбаум
Маршини, Миле и Кире
Н. Фимстер
Кэтрин, Люси и Пеппер
Д. Уэзеролл
Предисловие
Вот и наступил черед шестого издания нашей книги. Каждая ее предыдущая версия соответствовала определенному этапу эволюции компьютерных сетей. В 1980 году, когда вышло первое издание, сети представляли собой скорее диковинку, интересную больше с теоретической точки зрения. При выходе второго издания, в 1988-м, сети использовались в университетах и крупных компаниях. В год публикации третьего издания, 1996-й, компьютерные сети, особенно интернет, уже стали повседневной реальностью для миллионов людей. К моменту выхода четвертого издания, в 2003-м, стал вполне обыденным доступ в интернет через беспроводные сети и мобильные компьютеры. К пятому изданию на первый план в этой сфере вышло распределение контента (особенно видеоконтента — при помощи CDN и p2p-сетей) и мобильные телефоны. Теперь, на момент выхода шестого издания, основной акцент в отрасли делается на очень высокую производительность, благодаря использованию сотовых сетей 5G, 100-гигабитной сети Ethernet и Wi-Fi 802.11ax, так что скорости до 11 Гбит/с уже не за горами.
Новое в шестом издании
Среди множества внесенных в эту книгу изменений важнейшим, конечно, является включение в число ее соавторов профессора Ника Фимстера (Nick Feamster). Ник Фимстер получил степень Ph.D. в Массачусетском технологическом институте и сейчас занимает должность профессора в Чикагском университете.
Еще одна важная доработка состоит в том, что профессор Херберт Бос (Herbert Bos) из Амстердамского свободного университета коренным образом переписал главу 8 (посвященную безопасности), сместив в ней акцент с криптографии на сетевую безопасность. Практически каждый день в новостях обсуждают компьютерный взлом, DoS-атаки и т.п., так что мы очень благодарны проф. Босу за переработку главы с упором на подробное обсуждение этих вопросов. Здесь описаны уязвимости, их исправление, реакция взломщиков на эти меры, ответная реакция защитников системы и далее до бесконечности. Посвященный криптографии материал был несколько сокращен, чтобы освободить место для новых материалов по сетевой безопасности.
Конечно, в эту книгу было внесено множество других изменений, отражающих постоянно меняющийся мир компьютерных сетей. Основные из них перечислены ниже, по главам.
Глава 1 является вводной, как и в предыдущих изданиях, но ее содержимое было пересмотрено и актуализировано. Среди изменений: дополнительное обсуждение интернета вещей и современных архитектур сотовых сетей, включая сети 4G и 5G. Также был существенно обновлен раздел, посвященный политике в отношении интернета, особенно обсуждение сетевого нейтралитета.
Доработка главы 2 включает обсуждение наиболее распространенных физических сред для сетей доступа, включая DOCSIS и различные оптоволоконные архитектуры. В этой главе были дополнительно освещены вопросы современных архитектур и технологий сотовых сетей, а также серьезно модифицирован раздел, посвященный спутниковым сетям. Появилось описание перспективной технологии виртуализации, в том числе обсуждение операторов мобильных виртуальных сетей и сегментации сотовых сетей. Раздел о нормативном регулировании переработан, добавлено обсуждение вопросов, связанных с беспроводными сетями (например, о диапазонах частот).
В главе 3 в качестве примера протокола добавлена широко используемая технология доступа DOCSIS. Большинство корректирующих кодов, конечно, актуальности с течением времени не теряют.
Глава 4 актуализирована и дополнена новыми материалами по 40- и 100-гигабитной сети Ethernet, протоколам 802.11.ac, 802.11ad и 802.11ax. В нее вошли новые материалы по DOCSIS, рассказывающие о подуровне MAC кабельных сетей. Мы исключили материал о 802.16, так как эта технология постепенно уступает место 4G и 5G. Чтобы освободить место для новой информации, был также исключен раздел, посвященный RFID, как не связанный непосредственно с сетями.
Глава 5 обновлена, чтобы внести ясность в вопросы перегруженности сети в соответствии с современным положением дел. Переработаны разделы, посвященные управлению трафиком, его формированию и регулированию. Кроме того, появился совершенно новый раздел о программно-конфигурируемых сетях (SDN), включая OpenFlow, и программируемом аппаратном обеспечении (например, Tofino). Данная глава включает обсуждение новейших сценариев применения SDN, например внутриполосной телеметрии сети. Также были внесены некоторые изменения в рассказ об IPv6.
Глава 6 серьезно отредактирована, в нее вошел новый раздел по современным транспортным протоколам, включая TCP CUBIC, QUIC и BBR. Полностью переписан материал об измерениях производительности сети с упором на оценку пропускной способности компьютерных сетей. Добавлено развернутое обсуждение проблем измерения эффективности сетей доступа при росте скоростей, предоставляемых интернет-провайдерами. Также эта глава включает новый материал, посвященный передовому направлению измерения производительности — оценке QoE.
Существенно отредактирована и глава 7. Из нее исключено более 60 уже неактуальных страниц материала. Практически полностью переписана часть, касающаяся системы DNS, чтобы отразить новейшие разработки в этой области, включая текущую тенденцию к шифрованию DNS и усовершенствованию ее безопасности в целом. Описаны новейшие протоколы, например DNS поверх HTTPS и другие методы защиты персональной информации для DNS. Значительно переработано обсуждение Всемирной паутины с учетом растущего применения в ней шифрования, а также распространения серьезных угроз приватности (например, отслеживание пользователей). В главу включен совершенно новый раздел, посвященный приватности во Всемирной паутине. Кроме того, расширен материал о современных технологиях (сетях) доставки контента и пиринговых сетях. Отредактирован раздел, посвященный эволюции интернета, с тем чтобы осветить тенденции к переходу на распределенные облачные сервисы.
Глава 8, посвященная безопасности, полностью переработана. В предыдущих изданиях основное внимание в ней было сосредоточено на защите информации криптографическими средствами. Но криптография — лишь один из аспектов безопасности сетей, причем на практике обычно не самый проблемный. Чтобы исправить это упущение, мы добавили новые материалы по принципам безопасности, главным методам сетевых атак, механизмам защиты и широкому спектру системных проблем защиты информации. Более того, мы обновили уже имеющиеся разделы, исключив из них некоторые устаревшие методики шифрования, и теперь знакомим читателя с более современными версиями протоколов и стандартов.
В главе 9 вы найдете обновленный список рекомендуемой литературы и обширную библиографию.
Кроме того, в книгу были включены десятки новых упражнений и библиографических ссылок.
Список аббревиатур
Компьютерные книги полны аббревиатур. И эта книга — не исключение. Когда вы закончите ее читать, вам должны быть знакомы следующие аббревиатуры: AES, AMI, ARP, ARQ, ASK, BGP, BSC, CCK, CDM, CDN, CRL, DCF, DES, DIS, DMT, DMZ, DNS, EAP, ECN, EPC, FDD, FDM, FEC, FSK, GEO, GSM, HFC, HLR, HLS, HSS, IAB, IDS, IGP, IKE, IPS, ISM, ISO, ISP, ITU, IXC, IXP, KDC, LAN, LCP, LEC, LEO, LER, LLD, LSR, LTE, MAN, MEO, MFJ, MGW, MIC, MME, MPD, MSC, MSS, MTU, NAP, NAT , NAV, NCP, NFC, NIC, NID, NRZ, ONF, OSI, PAR, PCF, PCM, PCS, PGP, PHP, PIM, PKI, PON, POP, PPP, PSK, RAS, RCP, RED, RIP, RMT, RNC, RPC, RPR, RTO, RTP, SCO, SDH, SDN, SIP, SLA, SNR, SPE, SSL, TCG, TCM, TCP, TDM, TLS, TPM, UDP, URL, USB, UTP, UWB, VLR, VPN, W3C, WAF, WAN, WDM, WEP, WFQ и WPA. Не беспокойтесь — каждая аббревиатура выделена жирным шрифтом и расшифрована. Ради забавы можно подсчитать количество известных вам аббревиатур до знакомства с данной книгой. Запишите результат на полях, а затем попробуйте повторить подсчет после прочтения.
Материалы для студентов
Благодарности
Во время подготовки шестого издания данной книги нам помогало множество людей. Мы хотели бы особо поблагодарить Филлис Дэвис (Phyllis Davis, Муниципальный колледж Сент-Луиса), Фара Канда (Farah Kandah, Университет Теннесси, Чаттануга), Джейсона Ливингуда (Jason Livingood) из компании Comcast, Луизу Мозер (Louise Moser, Калифорнийский университет, Санта-Барбара), Дженнифер Рексфорд (Jennifer Rexford, Принстонский университет), Пола Шмитта (Paul Schmitt, Принстонский университет), Дага Сикера (Doug Sicker, Университет Карнеги — Меллона), Вэнье Вана (Wenye Wang, Университет штата Северная Каролина) и Грэга Уайта (Greg White) из компании Cable Labs.
Ценные отзывы и замечания по рукописи и идеи мы получили от некоторых студентов профессора Таненбаума, в их числе: Эдже Додженер (Ece Doganer), Яэль Гуде (Yael Goede), Бруно Ховелакен (Bruno Hoevelaken), Элена Иби (Elena Ibi), Оскар Клоновски (Oskar Klonowski), Йоханна Сэнгер (Johanna Sänger), Тереза Шанц (Theresa Schantz), Карлис Свиланс (Karlis Svilans), Маша ван дер Марель (Mascha van der Marel), Энтони Уилкс (Anthony Wilkes).
Многие из новых упражнений в конце глав придуманы, на радость читателю, Джессе Донкервлитом (Jesse Donkervliet, Амстердамский свободный университет).