本书是一部关于未来互联网的集学术研究与教学实践于一体的科研论著，介绍了未来互联网的技术发展趋势，详细阐述了未来互联网发展面临的挑战及共性关键技术。本书分别从未来互联网体系架构，下一代互联网协议，软件定义网络，网络功能虚拟化，信息中心网络，移动社交网络，时延容忍网络，数据中心网络，5G网络，工业互联网，网络与云计算、大数据、人工智能等方面，对未来互联网原理、技术及应用等单元技术进行了详细论述，最后介绍了典型的未来互联网研发与应用案例。
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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 401
11.3.2 分类 402
11.3.3 人工智能与网络的相互关系 404
11.3.4 人工智能在网络应用中面临的挑战 415
11.4 网络与云计算、大数据、人工智能三者相互关系 418
参考文献 421
第12章 未来互联网研发与应用案例 428
12.1 IPv6源地址认证技术 428
12.1.1 接入子网真实源地址验证 428
12.1.2 自治系统内真实源地址验证 430
12.1.3 自治系统间真实源地址验证 432
12.1.4 IPv6源地址验证体系结构的部署 435
12.2 5G网络 436
12.3 软件定义数据中心网络 438
12.3.1 DCSDN在中兴通讯的应用 438
12.3.2 未来DCSDN的几个研究方向 439
12.4 软件定义内容中心网络 439
12.5 软件定义卫星网络 442
12.5.1 软件定义卫星网络新型架构 443
12.5.2 软件定义卫星网络用例 446
参考文献 448
京公网安备 11010102004214号