未來互聯網原理、技術及應用

目錄
前言
第1章　緒論　1
1.1　未來互聯網概述　1
1.1.1　未來互聯網定義　1
1.1.2　未來互聯網發(fā)展歷程　2
1.2　未來互聯網體系結構　5
1.2.1　漸進式演進　5
1.2.2　革命式演進　7
1.3　未來互聯網研究狀況　14
1.3.1　國外研究現狀　14
1.3.2　國內研究現狀　18
1.4　未來互聯網產業(yè)發(fā)展狀況　23
1.4.1　國內產業(yè)發(fā)展狀況　23
1.4.2　國外產業(yè)發(fā)展狀況　23
參考文獻　25
第2章　下一代互聯網協議　30
2.1　IPv6協議概述　30
2.2　國內外IPv6主干網發(fā)展及應用　35
2.2.1　國內外IPv6主干網發(fā)展現狀　35
2.2.2　國內外IPv6主干網應用情況　47
2.3　IPv6網絡安全研究進展　48
2.3.1　IPv6網絡安全概述　48
2.3.2　SAVA協議　49
2.3.3　SAVI技術　54
2.4　CERNET2 IPv6主干網建設　69
2.4.1　國家CNGI戰(zhàn)略　70
2.4.2　CERNET2主干網建設　72
參考文獻　78
第3章　軟件定義網絡　80
3.1　SDN概述　80
3.2　SDN運行機制　83
3.2.1　基礎運行機制　83
3.2.2　性能優(yōu)化機制　84
3.3　SDN控制平面　85
3.3.1　控制網絡結構　85
3.3.2　多核控制器　85
3.3.3　邏輯集中式控制器　86
3.3.4　完全分布式控制器　88
3.4　SDN控制平面的性能和可擴展性　89
3.4.1　控制器性能　89
3.4.2　控制器的可擴展性　90
3.4.3　控制器的部署問題　91
3.5　SDN數據平面　91
3.6　SDN的主要接口協議　95
3.6.1　南向接口　95
3.6.2　北向接口　96
3.6.3　東西向接口　97
3.7　SDN未來面臨的挑戰(zhàn)　97
3.7.1　SDN應用部署　98
3.7.2　SDN信息一致性維護　98
3.7.3　SDN可擴展性問題　98
3.7.4　SDN安全　99
參考文獻　99
第4章　網絡功能虛擬化　104
4.1　NFV概述　104
4.1.1　NFV相關概念　104
4.1.2　NFV標準化組織與活動　105
4.1.3　NFV發(fā)展歷史　107
4.2　NFV基本架構　109
4.2.1　NFV整體框架　109
4.2.2　NFVI層　110
4.2.3　MANO層　112
4.2.4　VNF層　114
4.3　NFV用例分析　115
4.3.1　NFVI即服務　116
4.3.2　VNF轉發(fā)圖　117
4.3.3　移動網絡虛擬化　118
4.3.4　內容分發(fā)網絡虛擬化　119
4.4　NFV機遇與挑戰(zhàn)　120
4.4.1　VNF部署　120
4.4.2　性能評估　121
4.4.3　能耗與能效　122
4.4.4　可靠性　123
4.4.5　安全性　124
參考文獻　126
第5章　信息中心網絡　132
5.1　ICN概述　132
5.1.1　ICN出現　132
5.1.2　ICN特性　132
5.1.3　ICN發(fā)展及研究現狀　135
5.2　ICN典型架構　136
5.2.1　DONA　136
5.2.2　PSIRP/PURSUIT　138
5.2.3　CCN/NDN　140
5.2.4　SAIL　145
5.3　ICN應用　147
5.3.1　視頻、直播、多用戶聊天　147
5.3.2　災難救援　148
5.3.3　對IoT、邊緣計算及機會網絡的支持　148
5.4　ICN挑戰(zhàn)　149
5.4.1　路由可擴展性　149
5.4.2　緩存機制　150
5.4.3　擁塞控制　151
5.4.4　移動支持　153
5.4.5　安全與隱私　153
參考文獻　155
第6章　移動社交網絡　163
6.1　MSN概述　163
6.1.1　MSN典型結構　163
6.1.2　MSN特征　166
6.1.3　MSN應用　168
6.2　MSN協議涉及問題及相關對策　171
6.2.1　社區(qū)發(fā)現技術　171
6.2.2　內容分發(fā)　174
6.2.3　上下文感知數據傳輸　176
6.2.4　移動建?！?76
6.2.5　安全與隱私　179
6.3　MSN中的社交屬性和度量　180
6.3.1　社交關系　180
6.3.2　中心性　181
6.3.3　邊緣擴展　183
6.3.4　聚類系數　183
6.4　MSN面臨的挑戰(zhàn)與展望　184
參考文獻　188
第7章　時延容忍網絡　195
7.1　DTN概述　195
7.2　物理層技術　196
7.2.1　Wi-Fi網絡　197
7.2.2　無線傳感器網絡　198
7.2.3　藍牙　200
7.3　媒質接入技術　203
7.3.1　Wi-Fi網絡　203
7.3.2　無線傳感器網絡　205
7.3.3　藍牙　207
7.4　路由　207
7.4.1　無基礎設施路由技術　207
7.4.2　基礎設施輔助路由技術　209
7.5　DTN安全　210
7.5.1　DTN面臨的傳統安全威脅　210
7.5.2　衛(wèi)星通信中DTN的安全威脅　211
7.5.3　DTN安全要求　211
7.6　DTN應用　212
7.6.1　星際網絡通信　212
7.6.2　移動車載通信　213
7.6.3　應急無線通信　214
7.6.4　野生動物跟蹤　215
7.6.5　偏遠地區(qū)通信　215
參考文獻　216
第8章　數據中心網絡　220
8.1　數據中心的起源與發(fā)展　220
8.1.1　數據中心的概念及發(fā)展歷程　220
8.1.2　數據中心的分類　221
8.1.3　新一代DCN的發(fā)展趨勢　221
8.2　DCN體系結構　224
8.2.1　DCN拓撲　224
8.2.2　DCN傳輸協議　229
8.3　云數據中心網絡　232
8.3.1　云環(huán)境對DCN的要求及挑戰(zhàn)　232
8.3.2　云分布式系統　234
8.3.3　云環(huán)境下DCN拓撲　235
8.3.4　云環(huán)境下DCN聯網技術　237
8.3.5　云環(huán)境下DCN路由　238
8.4　DCN虛擬化　240
8.4.1　概念　240
8.4.2　數據中心虛擬化　241
8.4.3　DCN虛擬化面臨的挑戰(zhàn)　243
8.4.4　未來研究方向　245
8.5　DCN軟件定義化　246
8.5.1　DCSDN自動配置　246
8.5.2　DCSDN安全　248
8.5.3　DCSDN資源分配　248
8.5.4　DCSDN節(jié)能　250
8.6　DCN面臨的挑戰(zhàn)與展望　251
8.6.1　面臨的挑戰(zhàn)　251
8.6.2　展望　253
參考文獻　253
第9章　5G網絡　259
9.1　5G概述　259
9.1.1　發(fā)展歷史　259
9.1.2　發(fā)展趨勢　261
9.1.3　關鍵技術　262
9.1.4　應用場景　263
9.1.5　通信頻譜　266
9.1.6　性能指標　268
9.2　5G網絡總體設計　269
9.2.1　概述　269
9.2.2　設計原則　270
9.2.3　邏輯架構　273
9.2.4　物理架構　276
9.2.5　網絡部署　279
9.3　毫米波通信　282
9.3.1　概述　282
9.3.2　毫米波概念　283
9.3.3　毫米波通信特點　285
9.3.4　毫米波通信系統架構　286
9.3.5　毫米波天線　287
9.3.6　信道模型　290
9.4　天線技術　292
9.4.1　概述　292
9.4.2　天線分類　293
9.4.3　多輸入多輸出技術　295
9.4.4　大規(guī)模天線技術　296
9.4.5　協作傳輸技術　298
9.5　接入技術　299
9.5.1　概述　299
9.5.2　經典無線接入技術　300
9.5.3　多址接入技術的演進　302
9.5.4　新型多址接入技術　304
9.5.5　5G業(yè)務場景的接入需求　307
9.6　D2D通信　309
9.6.1　概述　309
9.6.2　D2D通信分類　311
9.6.3　D2D系統設計　313
9.6.4　D2D通信建立　313
9.6.5　D2D資源管理　315
9.7　5G面臨的挑戰(zhàn)與展望　317
9.7.1　面臨的挑戰(zhàn)　317
9.7.2　5G產業(yè)與發(fā)展空間　319
參考文獻　321
第10章　工業(yè)互聯網　327
10.1　工業(yè)互聯網的由來　327
10.2　工業(yè)互聯網的基本概念　328
10.2.1　工業(yè)互聯網的定義　328
10.2.2　工業(yè)互聯網的特征　330
10.2.3　工業(yè)互聯網體系結構　331
10.2.4　工業(yè)互聯網的研究現狀　335
10.3　工業(yè)互聯網的關鍵技術　341
10.3.1　工業(yè)控制網絡技術　341
10.3.2　工業(yè)數據感知技術　345
10.3.3　工業(yè)網絡傳輸技術　348
10.3.4　工業(yè)云服務技術　361
10.3.5　工業(yè)互聯網安全技術　363
10.4　工業(yè)互聯網的工業(yè)應用　367
10.4.1　石油天然氣行業(yè)　367
10.4.2　供水行業(yè)　367
10.4.3　航空行業(yè)　367
10.4.4　醫(yī)療行業(yè)　368
10.4.5　電力行業(yè)　368
10.4.6　船舶制造業(yè)　368
10.4.7　工業(yè)互聯網企業(yè)應用　369
10.5　工業(yè)互聯網面臨的問題和挑戰(zhàn)　371
參考文獻　375
第11章　網絡與云計算、大數據、人工智能　380
11.1　云計算　380
11.1.1　概念　380
11.1.2　發(fā)展歷程　381
11.1.3　云服務的分類　382
11.1.4　云部署模型　385
11.1.5　云體系架構　386
11.1.6　云與網絡的相互關系　387
11.1.7　云計算在網絡應用中面臨的挑戰(zhàn)　388
11.1.8　云計算的優(yōu)缺點分析　390
11.1.9　云計算未來的機遇和挑戰(zhàn)　391
11.2　大數據　393
11.2.1　概念　393
11.2.2　發(fā)展歷程　393
11.2.3　大數據的特點　394
11.2.4　大數據架構　396
11.2.5　大數據與網絡的相互關系　397
11.2.6　大數據在網絡應用中面臨的挑戰(zhàn)　399
11.3　人工智能　401
11.3.1　概念　4