移动互联网:原理、技术与应用(第3版)
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前言

本书自2012年1月第1版发行以来,得到了广大授课教师和学生的支持与认可,先后入选“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材和“十三五”国家重点出版物出版规划项目。本次修订本着“前沿、实用”的原则,在尽量保持本书核心技术内容不变的前提下,突出移动互联网的特色,删减部分过时内容,在移动互联网行业核心原理、关键技术、典型应用等内容的时效性和实用性方面有所更新与充实,新增业界最新技术内容,如移动边缘计算技术、卫星互联网技术,并更新了IEEE 802.11的最新技术进展等。

移动互联网时代是网络化和智能化的时代。移动互联网与云计算、大数据、物联网、人工智能和虚拟现实等技术相结合,能广泛应用于游戏、视频、零售、教育、医疗、旅游等领域。移动互联网的快速发展和广泛应用,不但让人们的生活和工作更加便捷,而且对社会、经济发展产生了极其深远的影响。移动互联网,尤其是移动互联网与其他应用平台的有机结合体,已成为人们进行移动通信和获取互联网服务的首要模式。

移动互联网不仅是计算机、微电子和通信等多个学科交叉融合的结果,也是信息技术发展的重要基础,因此对移动互联网技术的学习和研究已成为计算机网络领域人才的基本素养。为了使信息学科研究生和本科高年级学生能够尽快了解移动互联网的研究现状,以及目前学术界和产业界的最新技术进展,很多高等院校都开设了移动计算、移动互联网等专业课。

近年来,随着移动互联网行业的蓬勃发展,各种新型网络技术与应用形态不断涌现,移动云计算、移动终端和移动支付等安全问题日益突出,同时移动互联网的传输也面临着各种性能与安全挑战,例如低延时通信,用户数据的隐私安全,以及新的传输层技术的部署问题。移动互联网的理论教学、实战训练和人才培养等面临全新的挑战,课程教材的适时更新与不断完善势在必行。

本书向读者全面、系统、深入地介绍了移动互联网的相关知识,并力图培养读者的独立研究能力,使得读者能够在较短时间内掌握移动互联网的基本原理和关键技术,了解学术界和工业界的最新研究进展。本书通过大量应用实例,增强读者感性认识,从而达到学以致用的目的。本书的每一章都从基本原理出发,结合实例介绍基本协议原理及其运行机制和关键技术,然后分析学术界在该问题上的最新研究进展以及产业界的最新应用,最后展望该技术的未来研究方向。

为了帮助读者更好地理解移动互联网的关键技术,本书第1章介绍移动互联网的基础知识,第2章分析了无线接入技术,第3、4章讨论移动互联网的两种重要组网方式——移动自组织网络和无线传感器网络,第5章阐述网络层移动IP技术,第6章介绍传输层的重要技术——无线TCP技术和新兴的QUIC协议,第7章介绍移动云计算的关键技术,第8章介绍移动边缘计算技术,第9章探讨卫星互联网技术与发展趋势,第10章探讨移动互联网安全机制,第11、12章介绍移动互联网技术的综合应用和实验。

本书具有以下特点。

1)入门要求低,读者只需要了解计算机网络的基本知识就可阅读本书,并且各个章节相对独立,难度分布合理。

2)涵盖内容广泛,全面介绍了学术界最新研究成果,以及工业界最新技术发明和产品,从原理、技术和应用角度向读者展示了移动互联网的最新成果。

3)内容实用性强,介绍并分析了移动互联网各关键技术的应用,力图帮助读者学以致用,在今后的学习、工作和研究中更加顺利。

古人云:知其然,知其所以然。在此提醒读者,不仅要学习知识、掌握原理、了解应用,更要多些疑问:每学习一个协议、一个算法,要多想想为什么要这样设计,为什么不能那样设计。进一步而言,如果说人类发明了互联网而不是发现了互联网的话,那么本书不仅希望读者学习移动互联网的基本知识和研究进展,更希望能够带领读者,针对移动互联网所面临的每一个问题,一起去“发明”每一个协议、每一个算法,哪怕是去“发明”一个十年前已经成熟的技术。虽然优秀的发明成果本身乃是无价之宝,但发明的过程才是思维的凝练和学习的精髓。如果本书能够让读者思考问题的模式得到些许改变,那么本书对读者的价值就远远超过对移动互联网知识本身的学习。本书可作为计算机、电子工程、通信、自动化、软件工程等信息类相关专业的研究生和本科高年级学生的教材,也可供信息领域的工程技术人员和教育工作者参考使用。

本书由崔勇和张鹏共同编写,由崔勇完成全书的统稿。本书是作者多年教学实践工作的总结。本书的出版,首先应该感谢近年来学习清华大学“无线网络与移动计算”课程的研究生,他们对本书的期盼使得作者倍受鼓舞并感受到义不容辞的责任;清华大学计算机系移动互联网研究小组的学生参与了本书的资料收集和整理工作;清华大学吴建平教授不仅审阅了全文,而且给出了许多宝贵建议,使本书增色不少;最后,感谢国家自然科学基金重点项目和教育部长江学者特聘教授项目对作者相关研究工作的支持。

在阅读本书过程中,若发现不足之处,请提出宝贵意见,以便作者对本书内容不断加以完善,更好地为读者服务。作者电子邮箱:cuiyong@tsinghua.edu.cn。

编者