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內(nèi)容簡介

　　本書首先以時(shí)間為順序分析了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議各個(gè)階段的代表性技術(shù)及發(fā)展概況，結(jié)合TCP/IP的設(shè)計(jì)原理和技術(shù)分析其設(shè)計(jì)原由及演變方向，從目前有代表性的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議角度，分別介紹了目前IP協(xié)議的發(fā)展方向以及各個(gè)方向維度的發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)進(jìn)展情況，以及其發(fā)展過程中面臨的問題。后從需求角度、技術(shù)能力發(fā)展和過渡演變趨勢(shì)3個(gè)角度，重點(diǎn)介紹了面向未來互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議發(fā)展的方向和可能面對(duì)的問題。新的技術(shù)需求讓傳統(tǒng)IP協(xié)議體系在根邏輯上面臨重大挑戰(zhàn)，通過推動(dòng)協(xié)議體系的泛在性演進(jìn)，使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)深度進(jìn)入并統(tǒng)一支撐諸如非IP、標(biāo)準(zhǔn)IP或因環(huán)境因素受限而難以通過傳統(tǒng)IP協(xié)議及其補(bǔ)丁式改進(jìn)支持的場(chǎng)景。

作者簡介

　　陳哲，男，博士，華為技術(shù)有限公司高級(jí)技術(shù)專家，CCSA TC614網(wǎng)絡(luò)5.0技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)委員會(huì)接口與協(xié)議組組長。主要研究方向?yàn)槲磥砭W(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)和路由協(xié)議。發(fā)表多篇論文。輸出標(biāo)準(zhǔn)提案10余件。申請(qǐng)通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域?qū)＠?0余件。周旭，男，博士，中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展部主任、研究員、博士生導(dǎo)師，科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目首席科學(xué)家。專業(yè)方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)人工智能技術(shù)等。作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人完成省部級(jí)重大項(xiàng)目10余項(xiàng)，獲得省部級(jí)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)各一次。發(fā)表論文70余篇，申請(qǐng)專利60余項(xiàng)（其中已授權(quán)16項(xiàng)），主持/參與制定國際標(biāo)準(zhǔn)/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)8項(xiàng)。雷波，男，中國電信股份有限公司研究院網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所副所長、正高級(jí)工程師，中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心客座研究員，北京郵電大學(xué)兼職教授，中國通信學(xué)會(huì)第八屆信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會(huì)委員，中國通信學(xué)會(huì)屆算力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會(huì)委員。主要研究方向?yàn)槲磥砭W(wǎng)絡(luò)技術(shù)、新型數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、邊緣計(jì)算與算力網(wǎng)絡(luò)等，主導(dǎo)編寫了首份算力網(wǎng)絡(luò)ITU-T國際標(biāo)準(zhǔn)、編著業(yè)界算力網(wǎng)絡(luò)專著，目前累計(jì)已完成4本專著，發(fā)表論文數(shù)十篇。蔣勝，現(xiàn)任北京郵電大學(xué)教授，2007-2022歷任華為技術(shù)有限公司標(biāo)準(zhǔn)主任工程師、產(chǎn)業(yè)&標(biāo)準(zhǔn)專家。擔(dān)任IETF ANIMA工作組主席、CCSA TC614網(wǎng)絡(luò)5.0技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)委員會(huì)副主席。發(fā)布29篇IETF RFCs國際標(biāo)準(zhǔn)。獲中國國家科技發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)、中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、通信學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。獲中國授權(quán)專利40+項(xiàng)，國際授權(quán)專利20+項(xiàng)。目前研究方向?yàn)?G網(wǎng)絡(luò)、智簡通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議創(chuàng)新、自組織網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。鄭秀麗，女，華為技術(shù)有限公司主任工程師，主要研究領(lǐng)域?yàn)槲磥砭W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與協(xié)議、SDN、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、移動(dòng)性管理等，申請(qǐng)專利30余項(xiàng)（其中授權(quán)19項(xiàng)），發(fā)表論文10多篇。目前擔(dān)任網(wǎng)絡(luò)5.0產(chǎn)業(yè)和技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長。吳楠，女，中國電信股份有限公司研究院工程師，主要從事新型IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、云網(wǎng)融合、未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等創(chuàng)新領(lǐng)域的研究工作。目前擔(dān)任CCSA TC614網(wǎng)絡(luò)5.0技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)委員會(huì)接口與協(xié)議組副組長。

圖書目錄

第 1章概述 1
第 2章互聯(lián)網(wǎng)體系協(xié)議設(shè)計(jì) 4
2.1 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議發(fā)展歷程 4
2.1.1 協(xié)議體系發(fā)展初期 5
2.1.2 IP得到認(rèn)同統(tǒng)一 5
2.1.3 IP技術(shù)能力不斷擴(kuò)張階段 6
2.2 典型技術(shù)發(fā)展演進(jìn)分析 7
2.2.1 NCP到TCP/IP 7
2.2.2 TCP/IP和OSI 8
2.2.3 TCP/IP和ATM 9
2.2.4 TCP/IP到人機(jī)物互聯(lián) 10
參考文獻(xiàn) 11
第3章 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議架構(gòu)及演變 12
3.1 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議架構(gòu) 12
3.1.1 協(xié)議分層設(shè)計(jì) 12
3.1.2 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系基礎(chǔ)組成部分 18
3.1.3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議過渡方案 24
3.2 網(wǎng)絡(luò)體系設(shè)計(jì)原則及演變 26
3.2.1 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)體系設(shè)計(jì)初始原則 27
3.2.2 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)體系設(shè)計(jì)原則演進(jìn) 29
3.3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議能力擴(kuò)展 31
3.3.1 軟件定義網(wǎng)絡(luò) 31
3.3.2 網(wǎng)絡(luò)隧道技術(shù) 34
3.3.3 SRv6 35
3.3.4 低功耗網(wǎng)絡(luò)協(xié)議技術(shù) 37
3.4 網(wǎng)絡(luò)體系演進(jìn)推動(dòng) 39
3.4.1 網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)動(dòng)力分析 39
3.4.2 網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)推動(dòng)組織 42
第4章面向未來互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的新需求 48
4.1 面向未來互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議應(yīng)用多樣性需求 49
4.1.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景 49
4.1.2 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景 53
4.1.3 天地一體化應(yīng)用場(chǎng)景 55
4.1.4 多媒體應(yīng)用場(chǎng)景 57
4.2 面向未來互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的技術(shù)能力擴(kuò)展 59
4.2.1 多語義標(biāo)識(shí)變長能力要求 59
4.2.2 網(wǎng)絡(luò)確定性能力要求 60
4.2.3 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生安全能力 63
4.2.4 網(wǎng)絡(luò)資源感知和管控能力要求 66
4.2.5 網(wǎng)絡(luò)層多播技術(shù)能力要求 68
4.2.6 高通量傳輸能力要求 69
4.3 面向未來互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議作用域需求 71
第5章泛在全場(chǎng)景新IP設(shè)計(jì) 74
5.1 泛在全場(chǎng)景新IP體系設(shè)計(jì)原則 75
5.2 泛在全場(chǎng)景新IP體系架構(gòu)與能力愿景 78
5.3 泛在全場(chǎng)景新IP概覽 82
5.3.1 泛在IP體系架構(gòu)設(shè)計(jì) 82
5.3.2 泛在IP數(shù)據(jù)面協(xié)議組成 84
5.3.3 泛在IP控制面協(xié)議組成 85
5.3.4 泛在IP管理面協(xié)議組成 87
5.4 泛在IP技術(shù)要素 87
參考文獻(xiàn) 93
第6章泛在全場(chǎng)景新IP基礎(chǔ)技術(shù) 94
6.1 地址編址技術(shù) 95
6.1.1 地址編址需求 95
6.1.2 地址編址結(jié)構(gòu) 96
6.1.3 可變長多語義地址的表達(dá)方式 100
6.2 報(bào)文封裝技術(shù) 100
6.2.1 報(bào)文封裝設(shè)計(jì)需求 100
6.2.2 報(bào)文封裝規(guī)范 101
6.2.3 靈活I(lǐng)P封裝子類格式 102
6.3 靈活I(lǐng)P尋址技術(shù) 106
6.3.1 基于Bloom Filter的變長地址高效尋址技術(shù) 107
6.3.2 靈活I(lǐng)P地址尋址的可擴(kuò)展性 111
6.4 泛在發(fā)現(xiàn)協(xié)議 113
6.5 靈活I(lǐng)P路由協(xié)議 116
6.5.1 服務(wù)路由 117
6.5.2 身份路由 119
6.5.3 地理位置路由 120
6.6 靈活I(lǐng)P與現(xiàn)有協(xié)議互通技術(shù) 121
6.7 靈活I(lǐng)P應(yīng)用實(shí)例 123
6.7.1 衛(wèi)星靈活I(lǐng)P組網(wǎng) 123
6.7.2 IoT物聯(lián)傳感器網(wǎng)絡(luò) 124
6.7.3 面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)尋址 125
6.7.4 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和全互聯(lián)工廠網(wǎng)絡(luò) 126
第7章泛在全場(chǎng)景新IP關(guān)鍵使能技術(shù) 127
7.1 確定性IP技術(shù) 127
7.1.1 確定性網(wǎng)絡(luò)概念和特征 127
7.1.2 確定性網(wǎng)絡(luò)業(yè)界研究進(jìn)展 129
7.1.3 確定性IP架構(gòu) 133
7.1.4 確定性IP組網(wǎng)設(shè)計(jì) 142
7.1.5 確定性IP試驗(yàn)驗(yàn)證 144
7.1.6 確定性IP網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)趨勢(shì) 149
7.2 網(wǎng)絡(luò)自組織協(xié)議 150
7.2.1 網(wǎng)絡(luò)自組織需求 150
7.2.2 網(wǎng)絡(luò)自組織研究進(jìn)展 153
7.2.3 網(wǎng)絡(luò)自組織架構(gòu) 156
7.2.4 網(wǎng)絡(luò)自組織技術(shù)實(shí)現(xiàn) 160
7.2.5 網(wǎng)絡(luò)自組織技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 177
7.3 內(nèi)生安全協(xié)議 177
7.3.1 IPv4/IPv6安全分析 178
7.3.2 內(nèi)生安全是未來網(wǎng)絡(luò)安全的重要趨勢(shì) 181
7.3.3 互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)生安全架構(gòu) 182
7.3.4 內(nèi)生安全相關(guān)技術(shù) 187
7.3.5 內(nèi)生安全發(fā)展展望 200
7.4 運(yùn)營級(jí)優(yōu)簡多播協(xié)議 201
7.4.1 多播業(yè)務(wù)發(fā)展需求 201
7.4.2 網(wǎng)絡(luò)多播研究現(xiàn)狀 202
7.4.3 優(yōu)簡多播技術(shù)框架 216
7.4.4 優(yōu)簡多播關(guān)鍵使能技術(shù) 220
7.4.5 優(yōu)簡多播應(yīng)用場(chǎng)景 230
7.5 新傳輸層協(xié)議 241
7.5.1 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的傳輸需求 241
7.5.2 傳輸層協(xié)議發(fā)展綜述 245
7.5.3 應(yīng)用感知的協(xié)議設(shè)計(jì) 254
7.5.4 靈活智能的傳輸功能 259
7.5.5 新傳輸層的演進(jìn)方向 265
參考文獻(xiàn) 267
第8章泛在全場(chǎng)景新IP基礎(chǔ)設(shè)施 274
8.1 互聯(lián)網(wǎng)中心化管控問題分析 274
8.1.1 互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施 274
8.1.2 互聯(lián)網(wǎng)中心化問題 276
8.1.3 互聯(lián)網(wǎng)去中心化相關(guān)研究工作 276
8.2 去中心化互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu) 277
8.3 去中心化互聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 280
8.3.1 分布式賬本技術(shù) 280
8.3.2 名字空間管理層 283
8.3.3 應(yīng)用層 286
8.4 互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施演進(jìn)方案 288
8.4.1 IP地址管理和ROA能力的遷移 289
8.4.2 ASN管理和域間鄰居關(guān)系的遷移 290
8.4.3 域名系統(tǒng)的遷移 291
參考文獻(xiàn) 292
第9章泛在全場(chǎng)景新IP體系實(shí)踐案例 294
9.1 智慧城市 294
9.1.1 智慧城市場(chǎng)景實(shí)現(xiàn) 294
9.1.2 智慧城市實(shí)踐案例 297
9.2 車聯(lián)網(wǎng) 299
9.2.1 車聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景實(shí)現(xiàn) 299
9.2.2 車聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐案例 300
9.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 302
9.3.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景實(shí)現(xiàn) 303
9.3.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐案例 304
9.4 能源互聯(lián)網(wǎng) 306
9.4.1 能源互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景實(shí)現(xiàn) 306
9.4.2 能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐案例 308
9.5 互聯(lián)網(wǎng)智慧通信 310
9.5.1 互聯(lián)網(wǎng)智慧通信場(chǎng)景實(shí)現(xiàn) 310
9.5.2 互聯(lián)網(wǎng)智慧通信實(shí)踐案例 311
9.6 互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù) 314
9.6.1 互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)場(chǎng)景實(shí)現(xiàn) 315
9.6.2 互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)實(shí)踐案例 317
參考文獻(xiàn) 318
附錄泛在IP協(xié)議棧開源實(shí)踐 319