计算机科学丛书 现代网络技术 SDN、NFV、QoE、物联网和云计算PDF电子书下载

第一部分 现代网络 2

第1章 现代网络的组成 2

1.1网络生态系统 2

1.2网络体系结构的例子 4

1.2.1全球性网络的体系结构 4

1.2.2典型的网络层次结构 6

1.3以太网 7

1.3.1以太网应用 7

1.3.2标准 9

1.3.3以太网数据速率 10

1.4 Wi-Fi 13

1.4.1 Wi-Fi应用 13

1.4.2标准 14

1.4.3 Wi-Fi数据速率 14

1.5 4G/5G蜂窝网 15

1.5.1第一代 15

1.5.2第二代 15

1.5.3第三代 16

1.5.4第四代 16

1.5.5第五代 16

1.6云计算 17

1.6.1云计算的概念 17

1.6.2云计算的好处 18

1.6.3云网络 18

1.6.4云存储 18

1.7物联网 19

1.7.1物联网中的物 19

1.7.2演化 19

1.7.3物联网的层次 19

1.8网络汇聚 20

1.9统一通信 21

1.10重要术语 24

1.11参考文献 24

第2章 需求和技术 25

2.1网络和因特网流量的类型 25

2.1.1弹性流量 25

2.1.2非弹性流量 26

2.1.3实时流量特性 28

2.2需求：大数据、云计算和移动流量 30

2.2.1大数据 30

2.2.2云计算 32

2.2.3移动流量 34

2.3需求：QoS和QoE 35

2.3.1服务质量 35

2.3.2体验质量 36

2.4路由选择 36

2.4.1特点 37

2.4.2分组转发 37

2.4.3路由选择协议 38

2.4.4路由器的组成 40

2.5拥塞控制 40

2.5.1拥塞的影响 41

2.5.2拥塞控制技术 43

2.6 SDN和NFV 45

2.6.1软件定义网络 45

2.6.2网络功能虚拟化 46

2.7现代网络要素 47

2.8重要术语 48

2.9参考文献 48

第二部分 软件定义网络 50

第3章 SDN：背景与动机 50

3.1不断演化的网络需求 50

3.1.1需求在不断增长 50

3.1.2供给在不断增长 50

3.1.3流量模式更为复杂 51

3.1.4传统的网络体系结构已经不再适用 51

3.2 SDN方法 53

3.2.1需求 53

3.2.2 SDN体系结构 53

3.2.3软件定义网络的特征 56

3.3 SDN和NFV相关标准 56

3.3.1标准制定机构 57

3.3.2产业协会 58

3.3.3开放发展组织 59

3.4重要术语 59

3.5参考文献 60

第4章 SDN数据平面和OpenFlow 61

4.1 SDN数据平面 61

4.1.1数据平面功能 61

4.1.2数据平面协议 63

4.2 OpenFlow逻辑网络设备 63

4.2.1流表结构 65

4.2.2流表流水线 68

4.2.3多级流表的使用 71

4.2.4组表 71

4.3 OpenFlow协议 73

4.4重要术语 74

第5章 SDN控制平面 75

5.1 SDN控制平面体系结构 76

5.1.1控制平面功能 76

5.1.2南向接口 77

5.1.3北向接口 78

5.1.4路由选择 79

5.2 ITU-T模型 80

5.3 OpenDaylight 81

5.3.1 OpenDaylight的体系结构 81

5.3.2 OpenDaylight的氦版本 82

5.4 REST 85

5.4.1 REST约束 85

5.4.2 REST API例子 87

5.5控制器间的合作和协调 88

5.5.1集中式与分布式控制器 88

5.5.2高可用性的集群 89

5.5.3联邦的SDN网络 90

5.5.4边界网关协议 90

5.5.5域间的路由选择和QoS 91

5.5.6为QoS管理使用BGP 92

5.5.7 IETF SDNi 93

5.5.8 OpenDaylight SDNi 94

5.6重要术语 95

5.7参考文献 96

第6章 SDN应用平面 97

6.1 SDN应用平面体系结构 97

6.1.1北向接口 98

6.1.2网络服务抽象层 98

6.1.3网络应用 98

6.1.4用户接口 98

6.2网络服务抽象层 99

6.2.1 SDN中的抽象 99

6.2.2 Frenetic 100

6.3流量工程 102

6.4测量和监视 104

6.5安全 105

6.6数据中心网络 109

6.6.1基于SDN的大数据 109

6.6.2基于SDN的云网络 110

6.7移动和无线 112

6.8信息中心网络 112

6.8.1 CCNx 113

6.8.2抽象层的使用 114

6.9重要术语 116

第三部分 虚拟化 118

第7章 网络功能虚拟化：概念与体系结构 118

7.1 NFV的背景与动机 118

7.2虚拟机 119

7.2.1虚拟机监视器 120

7.2.2体系结构方法 121

7.2.3容器虚拟化 123

7.3 NFV概念 123

7.3.1 NFV使用案例 126

7.3.2 NFV的基本要素 127

7.3.3高层NFV框架 127

7.4 NFV的技术优势与必要条件 128

7.4.1 NFV的技术优势 128

7.4.2 NFV的必要条件 129

7.5 NFV参考体系结构 129

7.5.1 NFV管理与编排 130

7.5.2参照点 130

7.5.3具体实现 131

7.6重要术语 132

7.7参考文献 132

第8章 NFV功能 133

8.1 NFV基础设施 133

8.1.1容器接口 134

8.1.2 NFVI容器的部署 136

8.1.3 NFVI域的逻辑结构 137

8.1.4计算域 137

8.1.5管理程序域 139

8.1.6基础设施网络域 140

8.2虚拟网络功能 142

8.2.1 VNF接口 142

8.2.2 VNFC间通信 143

8.2.3 VNF扩展 144

8.3 NFV管理与编排 145

8.3.1虚拟基础设施管理器 145

8.3.2虚拟网络功能管理器 146

8.3.3 NFV编排器 146

8.3.4仓库 147

8.3.5单元管理 147

8.3.6 OSS/BSS 147

8.4 NFV用例 147

8.4.1体系结构用例 148

8.4.2面向服务用例 149

8.5 SDN与NFV 150

8.6重要术语 152

8.7参考文献 153

第9章 网络虚拟化 154

9.1虚拟局域网 154

9.1.1虚拟局域网的使用 156

9.1.2 VLAN的定义 157

9.1.3 VLAN内部成员间的通信 158

9.1.4 IEEE 802.1Q VLAN标准 158

9.1.5嵌套的VLAN 159

9.2 OpenFlow对VLAN的支持 160

9.3虚拟专用网 161

9.3.1 IPsec VPN 161

9.3.2 MPLS VPN 163

9.4网络虚拟化 165

9.4.1一个简单的例子 166

9.4.2网络虚拟化的体系结构 167

9.4.3网络虚拟化的优势 169

9.5 OpenDaylight的虚拟租用网 169

9.6软件定义的基础设施 172

9.6.1软件定义存储 173

9.6.2 SDI架构 174

9.7重要术语 175

9.8参考文献 176

第四部分 用户需求的定义与支撑技术 178

第10章 服务质量 178

10.1背景 179

10.2 QoS体系结构的框架 179

10.2.1数据平面 180

10.2.2控制平面 181

10.2.3管理平面 182

10.3集成服务体系结构 182

10.3.1 ISA方法 182

10.3.2 ISA组件 183

10.3.3 ISA服务 184

10.3.4排队规则 185

10.4区分服务 187

10.4.1服务 188

10.4.2 DiffServ字段 188

10.4.3 DiffServ的配置和运维 189

10.4.4逐跳行为 191

10.4.5默认转发PHB 192

10.5服务等级约定 194

10.6 IP性能测度 195

10.7 OpenFlow对QoS的支持 197

10.7.1队列结构 197

10.7.2计量器 198

10.8重要术语 199

10.9参考文献 199

第11章 QoE：用户体验质量 200

11.1为什么会有QoE 200

11.2因缺乏QoE考量而失败的服务 202

11.3与QoE相关的标准化项目 203

11.4体验质量的定义 203

11.4.1质量的定义 204

11.4.2体验的定义 204

11.4.3质量的形成过程 204

11.4.4体验质量的定义 205

11.5实际中的QoE策略 205

11.5.1 QoE/QoS分层模型 205

11.5.2 QoE/QoS层次的概括与合并 207

11.6影响QoE的因素 207

11.7 QoE的测量 208

11.7.1主观评价法 208

11.7.2客观评价法 209

11.7.3端用户设备分析法 210

11.7.4 QoE测量方法小结 210

11.8 QoE的应用 211

11.9重要术语 212

11.10参考文献 212

第12章 QoS和QoE对网络设计的影响 213

12.1 QoE/QoS映射模型的分类 213

12.1.1基于黑盒媒体的QoS/QoE映射模型 213

12.1.2基于白盒参数的QoS/QoE映射模型 214

12.1.3灰盒QoS/QoE映射模型 215

12.1.4 QoS/QoE映射模型选择小贴士 215

12.2面向IP的参数QoS/QoE映射模型 216

12.2.1用于视频服务的网络层QoE/QoS映射模型 216

12.2.2用于视频服务的应用层QoE/QoS映射模型 216

12.3 IP网络的可操作QoE 217

12.3.1面向系统的可操作QoE方案 217

12.3.2面向服务的可操作QoE方案 218

12.4 QoE与QoS服务监视对比 219

12.4.1 QoS监视方案 220

12.4.2 QoE监视方案 221

12.5基于QoE的网络和服务管理 224

12.5.1基于QoE的VoIP呼叫管理 225

12.5.2基于QoE的以主机为中心的垂直切换 225

12.5.3基于QoE的以网络为中心的垂直切换 226

12.6重要术语 227

12.7参考文献 227

第五部分 现代网络体系结构：云和雾 230

第13章 云计算 230

13.1基本概念 230

13.2云服务 231

13.2.1软件即服务 232

13.2.2平台即服务 233

13.2.3基础设施即服务 234

13.2.4其他云服务 234

13.2.5 XaaS 236

13.3云部署模型 237

13.3.1公有云 237

13.3.2私有云 237

13.3.3社区云 238

13.3.4混合云 238

13.4云体系结构 238

13.4.1 NIST云计算参考体系结构 238

13.4.2 ITU-T云计算参考体系结构 241

13.5 SDN和NFV 243

13.5.1服务提供商视角 243

13.5.2私有云视角 243

13.5.3 ITU-T云计算功能参考体系结构 243

13.6重要术语 244

第14章 物联网：基本构成 246

14.1 IoT时代的开启 246

14.2 IoT领域 247

14.3具有IoT功能的物的组成 248

14.3.1传感器 249

14.3.2执行器 251

14.3.3微控制器 251

14.3.4收发器 255

14.3.5 RFID 255

14.4重要术语 259

14.5参考文献 259

第15章 物联网：体系结构与实现 260

15.1 IoT体系结构 260

15.1.1 ITU-T IoT参考模型 260

15.1.2 IoT全球论坛参考模型 264

15.2 IoT实现 269

15.2.1 IoTivity 269

15.2.2思科IoT系统 277

15.2.3 ioBridge 281

15.3重要术语 284

15.4参考文献 284

第六部分 相关主题 286

第16章 安全 286

16.1安全需求 286

16.2 SDN安全 287

16.2.1 SDN安全威胁 287

16.2.2软件定义安全 289

16.3 NFV安全 290

16.3.1攻击表面 290

16.3.2 ETSI安全视角 292

16.3.3安全技术 293

16.4云安全 293

16.4.1安全问题和关注点 294

16.4.2云安全风险和对策 295

16.4.3云中的数据保护 296

16.4.4云安全即服务 297

16.4.5解决云计算的安全问题 299

16.5 IoT安全 300

16.5.1漏洞修复 301

16.5.2 ITU-T定义的IoT安全和隐私需求 301

16.5.3 IoT安全框架 302

16.5.4结束语 304

16.6重要术语 304

16.7参考文献 304

第17章 新的网络技术对IT职业的影响 305

17.1网络专业人员的角色变化 305

17.1.1不断变化的职责 306

17.1.2对职位的影响 307

17.1.3必须面对的现实底线 307

17.2 DevOps 307

17.2.1 DevOps基础 308

17.2.2 DevOps需求 311

17.2.3用于网络的DevOps 311

17.2.4 DevOps网络产品 313

17.2.5思科DevNet 314

17.2.6有关DevOps当前状态的小结 314

17.3培训与认证 314

17.3.1认证计划 314

17.3.2 IT技能 318

17.4在线资源 319

17.5参考文献 320

参考文献 321

索引 325