未来互联网原理、技术及应用

目录
前言
第1章　绪论　1
1.1　未来互联网概述　1
1.1.1　未来互联网定义　1
1.1.2　未来互联网发展历程　2
1.2　未来互联网体系结构　5
1.2.1　渐进式演进　5
1.2.2　革命式演进　7
1.3　未来互联网研究状况　14
1.3.1　国外研究现状　14
1.3.2　国内研究现状　18
1.4　未来互联网产业发展状况　23
1.4.1　国内产业发展状况　23
1.4.2　国外产业发展状况　23
参考文献　25
第2章　下一代互联网协议　30
2.1　IPv6协议概述　30
2.2　国内外IPv6主干网发展及应用　35
2.2.1　国内外IPv6主干网发展现状　35
2.2.2　国内外IPv6主干网应用情况　47
2.3　IPv6网络安全研究进展　48
2.3.1　IPv6网络安全概述　48
2.3.2　SAVA协议　49
2.3.3　SAVI技术　54
2.4　CERNET2 IPv6主干网建设　69
2.4.1　国家CNGI战略　70
2.4.2　CERNET2主干网建设　72
参考文献　78
第3章　软件定义网络　80
3.1　SDN概述　80
3.2　SDN运行机制　83
3.2.1　基础运行机制　83
3.2.2　性能优化机制　84
3.3　SDN控制平面　85
3.3.1　控制网络结构　85
3.3.2　多核控制器　85
3.3.3　逻辑集中式控制器　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扩展性　89
3.4.1　控制器性能　89
3.4.2　控制器的可扩展性　90
3.4.3　控制器的部署问题　91
3.5　SDN数据平面　91
3.6　SDN的主要接口协议　95
3.6.1　南向接口　95
3.6.2　北向接口　96
3.6.3　东西向接口　97
3.7　SDN未来面临的挑战　97
3.7.1　SDN应用部署　98
3.7.2　SDN信息一致性维护　98
3.7.3　SDN可扩展性问题　98
3.7.4　SDN安全　99
参考文献　99
第4章　网络功能虚拟化　104
4.1　NFV概述　104
4.1.1　NFV相关概念　104
4.1.2　NFV标准化组织与活动　105
4.1.3　NFV发展历史　107
4.2　NFV基本架构　109
4.2.1　NFV整体框架　109
4.2.2　NFVI层　110
4.2.3　MANO层　112
4.2.4　VNF层　114
4.3　NFV用例分析　115
4.3.1　NFVI即服务　116
4.3.2　VNF转发图　117
4.3.3　移动网络虚拟化　118
4.3.4　内容分发网络虚拟化　119
4.4　NFV机遇与挑战　120
4.4.1　VNF部署　120
4.4.2　性能评估　121
4.4.3　能耗与能效　122
4.4.4　可靠性　123
4.4.5　安全性　124
参考文献　126
第5章　信息中心网络　132
5.1　ICN概述　132
5.1.1　ICN出现　132
5.1.2　ICN特性　132
5.1.3　ICN发展及研究现状　135
5.2　ICN典型架构　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应用　147
5.3.1　视频、直播、多用户聊天　147
5.3.2　灾难救援　148
5.3.3　对IoT、边缘计算及机会网络的支持　148
5.4　ICN挑战　149
5.4.1　路由可扩展性　149
5.4.2　缓存机制　150
5.4.3　拥塞控制　151
5.4.4　移动支持　153
5.4.5　安全与隐私　153
参考文献　155
第6章　移动社交网络　163
6.1　MSN概述　163
6.1.1　MSN典型结构　163
6.1.2　MSN特征　166
6.1.3　MSN应用　168
6.2　MSN协议涉及问题及相关对策　171
6.2.1　社区发现技术　171
6.2.2　内容分发　174
6.2.3　上下文感知数据传输　176
6.2.4　移动建模　176
6.2.5　安全与隐私　179
6.3　MSN中的社交属性和度量　180
6.3.1　社交关系　180
6.3.2　中心性　181
6.3.3　边缘扩展　183
6.3.4　聚类系数　183
6.4　MSN面临的挑战与展望　184
参考文献　188
第7章　时延容忍网络　195
7.1　DTN概述　195
7.2　物理层技术　196
7.2.1　Wi-Fi网络　197
7.2.2　无线传感器网络　198
7.2.3　蓝牙　200
7.3　媒质接入技术　203
7.3.1　Wi-Fi网络　203
7.3.2　无线传感器网络　205
7.3.3　蓝牙　207
7.4　路由　207
7.4.1　无基础设施路由技术　207
7.4.2　基础设施辅助路由技术　209
7.5　DTN安全　210
7.5.1　DTN面临的传统安全威胁　210
7.5.2　卫星通信中DTN的安全威胁　211
7.5.3　DTN安全要求　211
7.6　DTN应用　212
7.6.1　星际网络通信　212
7.6.2　移动车载通信　213
7.6.3　应急无线通信　214
7.6.4　野生动物跟踪　215
7.6.5　偏远地区通信　215
参考文献　216
第8章　数据中心网络　220
8.1　数据中心的起源与发展　220
8.1.1　数据中心的概念及发展历程　220
8.1.2　数据中心的分类　221
8.1.3　新一代DCN的发展趋势　221
8.2　DCN体系结构　224
8.2.1　DCN拓扑　224
8.2.2　DCN传输协议　229
8.3　云数据中心网络　232
8.3.1　云环境对DCN的要求及挑战　232
8.3.2　云分布式系统　234
8.3.3　云环境下DCN拓扑　235
8.3.4　云环境下DCN联网技术　237
8.3.5　云环境下DCN路由　238
8.4　DCN虚拟化　240
8.4.1　概念　240
8.4.2　数据中心虚拟化　241
8.4.3　DCN虚拟化面临的挑战　243
8.4.4　未来研究方向　245
8.5　DCN软件定义化　246
8.5.1　DCSDN自动配置　246
8.5.2　DCSDN安全　248
8.5.3　DCSDN资源分配　248
8.5.4　DCSDN节能　250
8.6　DCN面临的挑战与展望　251
8.6.1　面临的挑战　251
8.6.2　展望　253
参考文献　253
第9章　5G网络　259
9.1　5G概述　259
9.1.1　发展历史　259
9.1.2　发展趋势　261
9.1.3　关键技术　262
9.1.4　应用场景　263
9.1.5　通信频谱　266
9.1.6　性能指标　268
9.2　5G网络总体设计　269
9.2.1　概述　269
9.2.2　设计原则　270
9.2.3　逻辑架构　273
9.2.4　物理架构　276
9.2.5　网络部署　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　毫米波通信特点　285
9.3.4　毫米波通信系统架构　286
9.3.5　毫米波天线　287
9.3.6　信道模型　290
9.4　天线技术　292
9.4.1　概述　292
9.4.2　天线分类　293
9.4.3　多输入多输出技术　295
9.4.4　大规模天线技术　296
9.4.5　协作传输技术　298
9.5　接入技术　299
9.5.1　概述　299
9.5.2　经典无线接入技术　300
9.5.3　多址接入技术的演进　302
9.5.4　新型多址接入技术　304
9.5.5　5G业务场景的接入需求　307
9.6　D2D通信　309
9.6.1　概述　309
9.6.2　D2D通信分类　311
9.6.3　D2D系统设计　313
9.6.4　D2D通信建立　313
9.6.5　D2D资源管理　315
9.7　5G面临的挑战与展望　317
9.7.1　面临的挑战　317
9.7.2　5G产业与发展空间　319
参考文献　321
第10章　工业互联网　327
10.1　工业互联网的由来　327
10.2　工业互联网的基本概念　328
10.2.1　工业互联网的定义　328
10.2.2　工业互联网的特征　330
10.2.3　工业互联网体系结构　331
10.2.4　工业互联网的研究现状　335
10.3　工业互联网的关键技术　341
10.3.1　工业控制网络技术　341
10.3.2　工业数据感知技术　345
10.3.3　工业网络传输技术　348
10.3.4　工业云服务技术　361
10.3.5　工业互联网安全技术　363
10.4　工业互联网的工业应用　367
10.4.1　石油天然气行业　367
10.4.2　供水行业　367
10.4.3　航空行业　367
10.4.4　医疗行业　368
10.4.5　电力行业　368
10.4.6　船舶制造业　368
10.4.7　工业互联网企业应用　369
10.5　工业互联网面临的问题和挑战　371
参考文献　375
第11章　网络与云计算、大数据、人工智能　380
11.1　云计算　380
11.1.1　概念　380
11.1.2　发展历程　381
11.1.3　云服务的分类　382
11.1.4　云部署模型　385
11.1.5　云体系架构　386
11.1.6　云与网络的相互关系　387
11.1.7　云计算在网络应用中面临的挑战　388
11.1.8　云计算的优缺点分析　390
11.1.9　云计算未来的机遇和挑战　391
11.2　大数据　393
11.2.1　概念　393
11.2.2　发展历程　393
11.2.3　大数据的特点　394
11.2.4　大数据架构　396
11.2.5　大数据与网络的相互关系　397
11.2.6　大数据在网络应用中面临的挑战　399
11.3　人工智能　401
11.3.1　概念　4