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第1章 未来网络体系概述1

1.1未来网络的提出1

1.1.1网络创新的根本动力——需求的发展1

1.1.2未来网络的基本概念和认识4

1.2未来网络创新的两种路线6

1.2.1演进性路线6

1.2.2革命性路线6

1.3未来网络体系的研究实践8

1.3.1国内外研究现状8

1.3.2核心思路与技术17

1.4未来网络发展趋势24

1.4.1柔性化可重构网络组织结构24

1.4.2多样化寻址与路由方式的多模多态共存26

1.4.3辐射与对流耦合的抵近式缓存技术29

1.4.4支持主动防御的网络安全技术31

参考文献32

第2章 开放可编程的未来网络体系34

2.1开放可编程思想的提出34

2.1.1早期开放可编程思想34

2.1.2控制与转发分离35

2.1.3软件定义网络36

2.2基本结构与原理37

2.2.1体系框架37

2.2.2基本运行原理39

2.2.3典型应用案例40

2.3核心技术分析53

2.3.1数据平面可编程技术53

2.3.2控制平面可编程技术59

2.3.3接口技术69

2.4基于多级流表的动态编程机制100

2.5小结103

参考文献103

第3章 网络虚拟化技术与未来网络体系107

3.1网络虚拟化技术概述107

3.1.1发展历程107

3.1.2核心技术思路108

3.1.3虚拟网映射问题111

3.1.4虚拟网的动态重构119

3.1.5虚拟网管理121

3.2基于虚拟化的未来网络体系架构130

3.2.1早期实现方案130

3.2.2 PlantLab131

3.2.3 4WARD132

3.2.4 Nebula133

3.2.5 FlowVisor138

3.3网络功能虚拟化139

3.3.1发展历程139

3.3.2网络功能虚拟化架构140

3.3.3网络功能虚拟化设计考虑因素142

3.3.4后续研究面临的挑战143

参考文献146

第4章 基于内容寻址的未来网络体系154

4.1内容寻址的基本概念与意义154

4.1.1内容寻址的基本概念155

4.1.2内容寻址的意义155

4.2典型内容寻址网络体系157

4.2.1 DONA158

4.2.2 PSIRP160

4.2.3 4WARD162

4.2.4 NDN163

4.3命名机制170

4.3.1扁平化命名机制170

4.3.2层次化命名机制171

4.3.3二者的结合174

4.4路由和转发机制174

4.4.1路由机制175

4.4.2转发机制176

4.4.3路由和转发的关系177

4.5缓存机制178

4.5.1节点缓存规划178

4.5.2缓存决策算法179

4.5.3缓存替换算法181

4.5.4缓存、路由和转发的关系182

4.6 QoS机制182

4.6.1分类传输机制182

4.6.2拥塞控制机制183

4.7基于内容寻址的网络发展前景183

4.7.1与现有网络兼容183

4.7.2当前硬件处理速度和空间约束184

4.7.3具体应用探索184

4.7.4构建基于内容寻址的服务承载网185

参考文献185

第5章 面向服务的未来网络体系191

5.1服务的基本概念191

5.2典型面向服务的网络体系193

5.2.1 SOI193

5.2.2 NetServ196

5.2.3 COMBO199

5.2.4 SONA201

5.2.5 SILO204

5.2.6 SLA＠SOI206

5.2.7智慧协同网络206

5.2.8服务定制网络209

5.3面向服务的未来网络核心技术210

5.3.1服务标识定义与管理211

5.3.2服务注册与查询214

5.3.3服务动态感知方法216

5.3.4服务标识与位置的映射217

5.3.5服务寻址与路由220

参考文献227

第6章 面向移动性的未来网络体系228

6.1移动性技术概述228

6.2传统网络的移动性技术229

6.2.1 MIPv6230

6.2.2 HMIPv6231

6.2.3 FMIPv6231

6.2.4 PMIPv6231

6.3新型移动性技术232

6.3.1 LISP232

6.3.2 HIP233

6.3.3 LIN6235

6.3.4 Six/One236

6.3.5 MobilityFirst236

6.4 NDN对移动性的支持241

6.4.1 NDN对移动性支持的优势241

6.4.2 NDN支持移动性时仍存在的问题243

6.4.3 NDN的移动性支持方案245

6.5分布式移动性管理技术248

6.5.1分布式移动性管理的产生及发展248

6.5.2典型分布式移动性管理方案249

参考文献253

第7章 其他典型未来网络体系256

7.1 ChoiceNet256

7.1.1 ChoiceNet项目概述256

7.1.2支持用户选择的基本原则257

7.1.3 ChoiceNet互联网架构258

7.2播存网260

7.2.1播存网的特点261

7.2.2体系架构及其关键要素261

7.3 XIA263

7.3.1 XIA设计理念263

7.3.2 XIA体系结构264

7.3.3 XIA实现机理265

7.4空天地一体化信息网络267

7.4.1概述267

7.4.2研究现状269

7.4.3体系结构270

7.4.4主要技术挑战274

参考文献276

第8章 未来网络试验床279

8.1未来网络试验床概述279

8.2未来网络试验床分类280

8.2.1基本分类280

8.2.2按试验要素分类281

8.2.3按服务模型分类282

8.2.4按网络元素分类283

8.3未来网络试验床关键技术284

8.3.1实验描述技术284

8.3.2控制框架技术285

8.3.3网络虚拟化技术288

8.4国外典型未来网络试验床290

8.4.1 PlanetLab290

8.4.2 GENI293

8.4.3 FIRE303

8.4.4 AKARI305

8.4.5 Global X-Bone307

8.4.6 Emulab308

8.4.7 VINI309

8.4.8 CORONET311

8.4.9 CABO311

8.4.10 FIRST312

8.4.11 JGN314

8.5国内典型未来网络试验床314

8.5.1 CNGI-CERNET2314

8.5.2 NGB-3TNet316

8.5.3可重构柔性试验网319

8.5.4未来网络体系结构和创新环境323

8.5.5未来网络试验设施325

8.6小结326

参考文献327

第9章 可重构可演进的网络功能创新平台开发实例330

9.1系统开发背景与需求分析330

9.2可重构可演进的网络功能创新平台总体方案332

9.3支持灵活编程的平台数据平面333

9.3.1软件设计方案334

9.3.2硬件设计方案336

9.4动态适配的平台控制平面338

9.4.1功能描述338

9.4.2拓扑维护和节点管理340

9.4.3跨域通信344

9.4.4负载均衡347

9.4.5主备切换348

9.5小结348

参考文献348

中英文对照349

名词索引352