未来网络体系与核心技术(学术中国·院士系列 未来网络创新技术研究系列)电子书

内容提要

前言

第1章 未来网络体系概述

1.1 未来网络的提出

1.1.1 网络创新的根本动力——需求的发展

1.1.2 未来网络的基本概念和认识

1.2 未来网络创新的两种路线

1.2.1 演进性路线

1.2.2 革命性路线

1.3 未来网络体系的研究实践

1.3.1 国内外研究现状

1.3.2 核心思路与技术

1.4 未来网络发展趋势

1.4.1 柔性化可重构网络组织结构

1.4.2 多样化寻址与路由方式的多模多态共存

1.4.3 辐射与对流耦合的抵近式缓存技术

1.4.4 支持主动防御的网络安全技术

参考文献

第2章 开放可编程的未来网络体系

2.1 开放可编程思想的提出

2.1.1 早期开放可编程思想

2.1.1.1 开放信令

2.1.1.2 主动网络

2.1.2 控制与转发分离

2.1.3 软件定义网络

2.2 基本结构与原理

2.2.1 体系框架

2.2.2 基本运行原理

2.2.3 典型应用案例

2.2.3.1 SDN在网络试验平台中的应用

2.2.3.2 SDN在数据中心骨干网中的应用

2.2.3.3 SDN在网络功能管理中的应用

2.3 核心技术分析

2.3.1 数据平面可编程技术

2.3.1.1 数据平面实现平台

2.3.1.2 数据平面协议无关性

2.3.1.3 数据平面可编程灵活性

2.3.2 控制平面可编程技术

2.3.2.1 集中式控制器

2.3.2.2 控制平面可扩展性

2.3.2.3 控制平面一致性

2.3.2.4 控制平面可用性

2.3.2.5 控制平面高级编程语言

2.3.3 接口技术

2.3.3.1 ForCES协议

2.3.3.2 OpenFlow协议

2.3.3.3 SNMP

2.3.3.4 NETCONF协议

2.4 基于多级流表的动态编程机制

2.5 小结

参考文献

第3章 网络虚拟化技术与未来网络体系

3.1 网络虚拟化技术概述

3.1.1 发展历程

3.1.2 核心技术思路

3.1.3 虚拟网映射问题

3.1.3.1 映射问题基本模型

3.1.3.2 映射算法

3.1.4 虚拟网的动态重构

3.1.5 虚拟网管理

3.1.5.1 安全性支持

3.1.5.2 资源管理机制

3.1.5.3 多域资源管理机制

3.1.5.4 分布式协同构建机制

3.2 基于虚拟化的未来网络体系架构

3.2.1 早期实现方案

3.2.2 PlantLab

3.2.3 4WARD

3.2.4 Nebula

3.2.4.1 Nebula项目概述

3.2.4.2 Nebula体系架构

3.2.4.3 Nebula功能模块

3.2.5 FlowVisor

3.3 网络功能虚拟化

3.3.1 发展历程

3.3.2 网络功能虚拟化架构

3.3.3 网络功能虚拟化设计考虑因素

3.3.4 后续研究面临的挑战

3.3.4.1 管理编排

3.3.4.2 能量效率

3.3.4.3 NFV性能

3.3.4.4 资源分配

3.3.4.5 安全隐私

参考文献

第4章 基于内容寻址的未来网络体系

4.1 内容寻址的基本概念与意义

4.1.1 内容寻址的基本概念

4.1.2 内容寻址的意义

4.2 典型内容寻址网络体系

4.2.1 DONA

4.2.2 PSIRP

4.2.3 4WARD

4.2.4 NDN

4.2.4.1 缓存技术

4.2.4.2 内容路由技术

4.3 命名机制

4.3.1 扁平化命名机制

4.3.2 层次化命名机制

4.3.3 二者的结合

4.4 路由和转发机制

4.4.1 路由机制

4.4.1.1 基于内容寻址的路由

4.4.1.2 基础路由

4.4.1.3 动态路由

4.4.2 转发机制

4.4.2.1 转发策略

4.4.2.2 转发表膨胀问题

4.4.3 路由和转发的关系

4.5 缓存机制

4.5.1 节点缓存规划

4.5.2 缓存决策算法

4.5.2.1 路径内协同缓存决策

4.5.2.2 路径外协同缓存决策

4.5.2.3 全局协同缓存决策

4.5.2.4 缓存决策时机

4.5.2.5 基于内容关联性缓存决策算法

4.5.3 缓存替换算法

4.5.4 缓存、路由和转发的关系

4.6 QoS机制

4.6.1 分类传输机制

4.6.2 拥塞控制机制

4.7 基于内容寻址的网络发展前景

4.7.1 与现有网络兼容

4.7.2 当前硬件处理速度和空间约束

4.7.3 具体应用探索

4.7.3.1 实时通话应用

4.7.3.2 音频会议工具

4.7.3.3 应用的安全设计

4.7.4 构建基于内容寻址的服务承载网

参考文献

第5章 面向服务的未来网络体系

5.1 服务的基本概念

5.2 典型面向服务的网络体系

5.2.1 SOI

5.2.2 NetServ

5.2.3 COMBO

5.2.4 SONA

5.2.5 SILO

5.2.6 SLA@SOI

5.2.7 智慧协同网络

5.2.8 服务定制网络

5.3 面向服务的未来网络核心技术

5.3.1 服务标识定义与管理

5.3.2 服务注册与查询

5.3.3 服务动态感知方法

5.3.4 服务标识与位置的映射

5.3.4.1 LMChord系统框架

5.3.4.2 服务标识与位置的映射解析过程

5.3.4.3 映射解析机制

5.3.5 服务寻址与路由

5.3.5.1 模型建立

5.3.5.2 算法实现

参考文献

第6章 面向移动性的未来网络体系

6.1 移动性技术概述

6.2 传统网络的移动性技术

6.2.1 MIPv6

6.2.2 HMIPv6

6.2.3 FMIPv6

6.2.4 PMIPv6

6.3 新型移动性技术

6.3.1 LISP

6.3.2 HIP

6.3.3 LIN6

6.3.4 Six/One

6.3.5 MobilityFirst

6.3.5.1 MobilityFirst体系结构

6.3.5.2 协议设计

6.3.5.3 DMap：动态的标识符到位置的映射方案

6.4 NDN对移动性的支持

6.4.1 NDN对移动性支持的优势

6.4.2 NDN支持移动性时仍存在的问题

6.4.3 NDN的移动性支持方案

6.5 分布式移动性管理技术

6.5.1 分布式移动性管理的产生及发展

6.5.2 典型分布式移动性管理方案

参考文献

第7章 其他典型未来网络体系

7.1 ChoiceNet

7.1.1 ChoiceNet项目概述

7.1.2 支持用户选择的基本原则

7.1.3 ChoiceNet互联网架构

7.2 播存网

7.2.1 播存网的特点

7.2.2 体系架构及其关键要素

7.3 XIA

7.3.1 XIA设计理念

7.3.2 XIA体系结构

7.3.3 XIA实现机理

7.4 空天地一体化信息网络

7.4.1 概述

7.4.1.1 定义

7.4.1.2 优点

7.4.1.3 应用

7.4.2 研究现状

7.4.3 体系结构

7.4.3.1 基础架构

7.4.3.2 体系结构

7.4.3.4 路由协议

7.4.4 主要技术挑战

参考文献

第8章 未来网络试验床

8.1 未来网络试验床概述

8.2 未来网络试验床分类

8.2.1 基本分类

8.2.2 按试验要素分类

8.2.3 按服务模型分类

8.2.4 按网络元素分类

8.3 未来网络试验床关键技术

8.3.1 实验描述技术

8.3.2 控制框架技术

8.3.3 网络虚拟化技术

8.4 国外典型未来网络试验床

8.4.1 PlanetLab

8.4.2 GENI

8.4.2.1 系统架构

8.4.2.2 物理基层

8.4.2.3 用户服务

8.4.2.4 小结

8.4.3 FIRE

8.4.4 AKARI

8.4.5 Global X-Bone

8.4.6 Emulab

8.4.7 VINI

8.4.8 CORONET

8.4.9 CABO

8.4.10 FIRST

8.4.11 JGN

8.5 国内典型未来网络试验床

8.5.1 CNGI-CERNET2

8.5.2 NGB-3TNet

8.5.3 可重构柔性试验网

8.5.4 未来网络体系结构和创新环境

8.5.5 未来网络试验设施

8.6 小结

参考文献

第9章 可重构可演进的网络功能创新平台开发实例

9.1 系统开发背景与需求分析

9.2 可重构可演进的网络功能创新平台总体方案

9.3 支持灵活编程的平台数据平面

9.3.1 软件设计方案

9.3.2 硬件设计方案

9.4 动态适配的平台控制平面

9.4.1 功能描述

9.4.2 拓扑维护和节点管理

9.4.3 跨域通信

9.4.4 负载均衡

9.4.5 主备切换

9.5 小结

参考文献

中英文对照