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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 PlantLab 131

3.2.3 4WARD 132

3.2.4 Nebula 133

3.2.5 FlowVisor 138

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 DONA 158

4.2.2 PSIRP 160

4.2.3 4WARD 162

4.2.4 NDN 163

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 SOI 193

5.2.2 NetServ 196

5.2.3 COMBO 199

5.2.4 SONA 201

5.2.5 SILO 204

5.2.6 SLA＠SOI 206

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 MIPv6 230

6.2.2 HMIPv6 231

6.2.3 FMIPv6 231

6.2.4 PMIPv6 231

6.3新型移动性技术 232

6.3.1 LISP 232

6.3.2 HIP 233

6.3.3 LIN6 235

6.3.4 Six/One 236

6.3.5 MobilityFirst 236

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 ChoiceNet 256

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 XIA 263

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 PlanetLab 290

8.4.2 GENI 293

8.4.3 FIRE 303

8.4.4 AKARI 305

8.4.5 Global X-Bone 307

8.4.6 Emulab 308

8.4.7 VINI 309

8.4.8 CORONET 311

8.4.9 CABO 311

8.4.10 FIRST 312

8.4.11 JGN 314

8.5国内典型未来网络试验床 314

8.5.1 CNGI-CERNET2 314

8.5.2 NGB-3TNet 316

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