未來網(wǎng)絡體系與核心技術(shù)

第1章　未來網(wǎng)絡體系概述　4
1.1　未來網(wǎng)絡的提出　4
1.1.1　網(wǎng)絡創(chuàng)新的根本動力——需求的發(fā)展　4
1.1.2　未來網(wǎng)絡的基本概念和認識　6
1.2　未來網(wǎng)絡創(chuàng)新的兩種路線　7
1.2.1　演進性路線　7
1.2.2　革命性路線　8
1.3　未來網(wǎng)絡體系的研究實踐　9
1.3.1　國內(nèi)外研究現(xiàn)狀　9
1.3.2　核心思路與技術(shù)　14
1.4　未來網(wǎng)絡發(fā)展趨勢　19
1.4.1　柔性化可重構(gòu)網(wǎng)絡組織結(jié)構(gòu)　19
1.4.2　多樣化尋址與路由方式的多模多態(tài)共存　20
1.4.3　輻射與對流耦合的抵近式緩存技術(shù)　22
1.4.4　支持主動防御的網(wǎng)絡安全技術(shù)　23
參考文獻　24
第2章　開放可編程的未來網(wǎng)絡體系　26
2.1　開放可編程思想的提出　26
2.1.1　早期開放可編程思想　26
2.1.2　控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離　27
2.1.3　軟件定義網(wǎng)絡　27
2.2　基本結(jié)構(gòu)與原理　28
2.2.1　體系框架　28
2.2.2　基本運行原理　30
2.2.3　典型應用案例　31
2.3　核心技術(shù)分析　43
2.3.1　數(shù)據(jù)平面可編程技術(shù)　43
2.3.2　控制平面可編程技術(shù)　49
2.3.3　接口技術(shù)　58
2.4　一種基于多級流表的動態(tài)編程機制　87
2.5　總結(jié)　89
參考文獻　89
第3章　網(wǎng)絡虛擬化技術(shù)與未來網(wǎng)絡體系　93
3.1　網(wǎng)絡虛擬化技術(shù)概述　93
3.1.1　發(fā)展歷程　93
3.1.2　核心技術(shù)思路　93
3.1.3　虛擬網(wǎng)映射問題　95
3.1.4　虛擬網(wǎng)的動態(tài)重構(gòu)　100
3.1.5　虛擬網(wǎng)管理　101
3.2　基于虛擬化的未來網(wǎng)絡體系架構(gòu)　108
3.2.1　早期實現(xiàn)方案　108
3.2.2　PlantLab　109
3.2.3　4WARD　109
3.2.4　NEBULA　110
3.2.5　FlowVisor　113
3.3　網(wǎng)絡功能虛擬化　114
3.3.1　發(fā)展歷程　114
3.3.2　網(wǎng)絡功能虛擬化架構(gòu)　115
3.3.3　網(wǎng)絡功能虛擬化設計考慮因素　116
3.3.4　后續(xù)研究面臨的挑戰(zhàn)　117
參考文獻　118
第4章　基于內(nèi)容尋址的未來網(wǎng)絡體系　123
4.1　內(nèi)容尋址的基本概念與內(nèi)涵　123
4.1.1　內(nèi)容尋址的定義　124
4.1.2　內(nèi)容尋址的意義　124
4.2　基于內(nèi)容尋址的未來網(wǎng)絡體系　126
4.2.1　DONA體系結(jié)構(gòu)　126
4.2.2　PSIRP體系結(jié)構(gòu)　128
4.2.3　4WARD體系結(jié)構(gòu)　129
4.2.4　NDN體系結(jié)構(gòu)　131
4.3　命名機制　137
4.3.1　扁平化命名機制　137
4.3.2　層次化命名機制　138
4.3.3　二者的結(jié)合　140
4.4　路由和轉(zhuǎn)發(fā)機制　140
4.4.1　路由機制　141
4.4.2　轉(zhuǎn)發(fā)機制　143
4.4.3　路由和轉(zhuǎn)發(fā)的關(guān)系　143
4.5　緩存機制　144
4.5.1　節(jié)點緩存規(guī)劃　144
4.5.2　緩存決策算法　145
4.5.3　緩存替換算法　147
4.5.4　緩存、路由和轉(zhuǎn)發(fā)的關(guān)系　147
4.6　QoS機制　148
4.6.1　分類傳輸機制　148
4.6.2　擁塞控制機制　148
4.7　基于內(nèi)容尋址的網(wǎng)絡發(fā)展前景　149
4.7.1　與現(xiàn)有網(wǎng)絡兼容　149
4.7.2　當前硬件處理速度和空間約束　149
4.7.3　具體應用探索　149
4.7.4　構(gòu)建基于內(nèi)容尋址的服務承載網(wǎng)　150
參考文獻　150
第5章　面向服務的未來網(wǎng)絡體系　156
5.1　服務的基本概念　156
5.2　面向服務的未來網(wǎng)絡體系　157
5.2.1　面向服務的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)SOI　157
5.2.2　NetServ　160
5.2.3　COMBO　162
5.2.4　面向服務的網(wǎng)絡體系架構(gòu)　165
5.2.5　服務綜合控制與優(yōu)化體系架構(gòu)　167
5.2.6　SLA@SOI　168
5.2.7　智慧協(xié)同網(wǎng)絡　169
5.2.8　服務定制網(wǎng)絡　173
5.3　面向服務的未來網(wǎng)絡核心技術(shù)　174
5.4.1　服務標識定義與管理　174
5.4.2　服務注冊與查詢　179
5.4.3　服務動態(tài)感知方法　181
5.4.4　服務標識與位置的映射　182
5.4.5　服務尋址與路由　186
參考文獻　194
第6章　面向移動性的未來網(wǎng)絡體系　196
6.1　移動性技術(shù)概述　196
6.2　傳統(tǒng)網(wǎng)絡的移動性技術(shù)　197
6.2.1　Mobile IPv6　198
6.2.2　HMIPv6　199
6.2.3　FMIPv6　200
6.2.4　Proxy Mobile IP　200
6.3　新型移動性技術(shù)　201
6.3.1　LISP　201
6.3.2　HIP　202
6.3.3　LIN6　205
6.3.4　Six/One　206
6.3.5　MobilityFirst　206
6.4　NDN對移動性的支持　213
6.4.1　NDN對移動性支持的優(yōu)勢　213
6.4.2　NDN支持移動性時仍存在的問題　215
6.4.3　NDN的移動性支持方案　216
6.5　分布式移動性管理技術(shù)　220
6.5.1　分布式移動性管理的產(chǎn)生及發(fā)展　220
6.5.2　典型分布式移動性管理方案　222
參考文獻　226
第7章　其他未來網(wǎng)絡體系　230
7.1　ChoiceNet　230
7.1.1　ChoiceNet項目概述　230
7.1.2　支持用戶選擇的基本原則　231
7.1.3　ChoiceNet互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)　232
7.2播存網(wǎng)　235
7.2.1　播存網(wǎng)的特點　235
7.2.2　體系架構(gòu)及其關(guān)鍵要素　236
7.3　XIA　237
7.3.1　XIA設計理念　237
7.3.2　XIA體系結(jié)構(gòu)　238
7.3.3　XIA實現(xiàn)機理　240
7.4　空天地一體化信息網(wǎng)絡　242
7.4.1　概述　242
7.4.2　研究現(xiàn)狀　244
7.4.3　體系結(jié)構(gòu)　246
7.4.4　主要技術(shù)挑戰(zhàn)　251
7.4.5　總結(jié)　253
參考文獻　253
第8章　未來網(wǎng)絡試驗床　257
8.1　未來網(wǎng)絡試驗床概述　257
8.2　未來網(wǎng)絡試驗床分類[1]　258
8.2.1　基本分類　258
8.2.2　按試驗要素分類　259
8.2.3　按服務模型分類　261
8.2.4　按網(wǎng)絡元素分類　261
8.3　未來網(wǎng)絡試驗床關(guān)鍵技術(shù)　263
8.3.1　實驗描述技術(shù)[1]　263
8.3.2　控制框架技術(shù)　265
8.3.3　虛擬化技術(shù)　268
8.4　國外典型未來網(wǎng)絡試驗床　270
8.4.1　PlanetLab　271
8.4.2　GENI　274
8.4.3　FIRE　286
8.4.4　AKARI試驗床　288
8.4.5　Global X-Bone　291
8.4.6　Emulab　292
8.4.7　VINI項目　294
8.4.8　CORONET項目　296
8.4.9　CABO　297
8.4.10　韓國的FIRST項目　297
8.4.11　日本的JGN試驗床　299
8.5　國內(nèi)典型未來網(wǎng)絡試驗床　300
8.5.1　CNGI-CERNET2　300
8.5.2　NGB-3TNet　302
8.5.3　可重構(gòu)柔性試驗網(wǎng)　305
8.5.4　未來網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新環(huán)境　310
8.5.5　未來網(wǎng)絡試驗設施　312
8.6　小結(jié)　313
參考文獻　315
第9章　可重構(gòu)可演進的網(wǎng)絡功能創(chuàng)新平臺開發(fā)實例　318
9.1　系統(tǒng)開發(fā)背景與需求分析　318
9.2　可重構(gòu)可演進的網(wǎng)絡功能創(chuàng)新平臺總體方案　319
9.3　支持靈活編程的平臺數(shù)據(jù)平面　321
9.3.1　軟件設計方案　322
9.3.2　硬件設計方案　324
9.4　動態(tài)適配的平臺控制平面　326
9.4.1　功能描述　327
9.4.2　拓撲維護和節(jié)點管理　328
9.4.3　跨域通信　334
9.4.4　負載均衡　337
9.4.5　主備切換　338
9.5　小結(jié)　338
參考文獻　338