未來互聯(lián)網(wǎng)原理、技術(shù)及應(yīng)用

目錄
前言
第1章　緒論　1
1.1　未來互聯(lián)網(wǎng)概述　1
1.1.1　未來互聯(lián)網(wǎng)定義　1
1.1.2　未來互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程　2
1.2　未來互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)　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(lián)網(wǎng)研究狀況　14
1.3.1　國外研究現(xiàn)狀　14
1.3.2　國內(nèi)研究現(xiàn)狀　18
1.4　未來互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況　23
1.4.1　國內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況　23
1.4.2　國外產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況　23
參考文獻　25
第2章　下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議　30
2.1　IPv6協(xié)議概述　30
2.2　國內(nèi)外IPv6主干網(wǎng)發(fā)展及應(yīng)用　35
2.2.1　國內(nèi)外IPv6主干網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀　35
2.2.2　國內(nèi)外IPv6主干網(wǎng)應(yīng)用情況　47
2.3　IPv6網(wǎng)絡(luò)安全研究進展　48
2.3.1　IPv6網(wǎng)絡(luò)安全概述　48
2.3.2　SAVA協(xié)議　49
2.3.3　SAVI技術(shù)　54
2.4　CERNET2 IPv6主干網(wǎng)建設(shè)　69
2.4.1　國家CNGI戰(zhàn)略　70
2.4.2　CERNET2主干網(wǎng)建設(shè)　72
參考文獻　78
第3章　軟件定義網(wǎng)絡(luò)　80
3.1　SDN概述　80
3.2　SDN運行機制　83
3.2.1　基礎(chǔ)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(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)　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(shù)據(jù)平面　91
3.6　SDN的主要接口協(xié)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(yīng)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(wǎng)絡(luò)功能虛擬化　104
4.1　NFV概述　104
4.1.1　NFV相關(guān)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(gòu)　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(wù)　116
4.3.2　VNF轉(zhuǎn)發(fā)圖　117
4.3.3　移動網(wǎng)絡(luò)虛擬化　118
4.3.4　內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)　132
5.1　ICN概述　132
5.1.1　ICN出現(xiàn)　132
5.1.2　ICN特性　132
5.1.3　ICN發(fā)展及研究現(xiàn)狀　135
5.2　ICN典型架構(gòu)　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(yīng)用　147
5.3.1　視頻、直播、多用戶聊天　147
5.3.2　災(zāi)難救援　148
5.3.3　對IoT、邊緣計算及機會網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)　163
6.1　MSN概述　163
6.1.1　MSN典型結(jié)構(gòu)　163
6.1.2　MSN特征　166
6.1.3　MSN應(yīng)用　168
6.2　MSN協(xié)議涉及問題及相關(guān)對策　171
6.2.1　社區(qū)發(fā)現(xiàn)技術(shù)　171
6.2.2　內(nèi)容分發(fā)　174
6.2.3　上下文感知數(shù)據(jù)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(guān)系　180
6.3.2　中心性　181
6.3.3　邊緣擴展　183
6.3.4　聚類系數(shù)　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(wǎng)絡(luò)　195
7.1　DTN概述　195
7.2　物理層技術(shù)　196
7.2.1　Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)　197
7.2.2　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)　198
7.2.3　藍牙　200
7.3　媒質(zhì)接入技術(shù)　203
7.3.1　Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)　203
7.3.2　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)　205
7.3.3　藍牙　207
7.4　路由　207
7.4.1　無基礎(chǔ)設(shè)施路由技術(shù)　207
7.4.2　基礎(chǔ)設(shè)施輔助路由技術(shù)　209
7.5　DTN安全　210
7.5.1　DTN面臨的傳統(tǒng)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(yīng)用　212
7.6.1　星際網(wǎng)絡(luò)通信　212
7.6.2　移動車載通信　213
7.6.3　應(yīng)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(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)　220
8.1　數(shù)據(jù)中心的起源與發(fā)展　220
8.1.1　數(shù)據(jù)中心的概念及發(fā)展歷程　220
8.1.2　數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)　224
8.2.1　DCN拓撲　224
8.2.2　DCN傳輸協(xié)議　229
8.3　云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)　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(tǒng)　234
8.3.3　云環(huán)境下DCN拓撲　235
8.3.4　云環(huán)境下DCN聯(lián)網(wǎng)技術(shù)　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(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)　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(guān)鍵技術(shù)　262
9.1.4　應(yīng)用場景　263
9.1.5　通信頻譜　266
9.1.6　性能指標　268
9.2　5G網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)計　269
9.2.1　概述　269
9.2.2　設(shè)計原則　270
9.2.3　邏輯架構(gòu)　273
9.2.4　物理架構(gòu)　276
9.2.5　網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)架構(gòu)　286
9.3.5　毫米波天線　287
9.3.6　信道模型　290
9.4　天線技術(shù)　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(shù)　295
9.4.4　大規(guī)模天線技術(shù)　296
9.4.5　協(xié)作傳輸技術(shù)　298
9.5　接入技術(shù)　299
9.5.1　概述　299
9.5.2　經(jīng)典無線接入技術(shù)　300
9.5.3　多址接入技術(shù)的演進　302
9.5.4　新型多址接入技術(shù)　304
9.5.5　5G業(yè)務(wù)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(tǒng)設(shè)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(chǎn)業(yè)與發(fā)展空間　319
參考文獻　321
第10章　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)　327
10.1　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的由來　327
10.2　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基本概念　328
10.2.1　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的定義　328
10.2.2　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的特征　330
10.2.3　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)　331
10.2.4　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的研究現(xiàn)狀　335
10.3　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)　341
10.3.1　工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)　341
10.3.2　工業(yè)數(shù)據(jù)感知技術(shù)　345
10.3.3　工業(yè)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)　348
10.3.4　工業(yè)云服務(wù)技術(shù)　361
10.3.5　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)　363
10.4　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)應(yīng)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(lián)網(wǎng)企業(yè)應(yīng)用　369
10.5　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的問題和挑戰(zhàn)　371
參考文獻　375
第11章　網(wǎng)絡(luò)與云計算、大數(shù)據(jù)、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(wù)的分類　382
11.1.4　云部署模型　385
11.1.5　云體系架構(gòu)　386
11.1.6　云與網(wǎng)絡(luò)的相互關(guān)系　387
11.1.7　云計算在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)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(shù)據(jù)　393
11.2.1　概念　393
11.2.2　發(fā)展歷程　393
11.2.3　大數(shù)據(jù)的特點　394
11.2.4　大數(shù)據(jù)架構(gòu)　396
11.2.5　大數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)的相互關(guān)系　397
11.2.6　大數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中面臨的挑戰(zhàn)　399
11.3　人工智能　401
11.3.1　概念　4