1 软件定义5G网络概述 1
1.1 5G的演进 1
1.1.1 移动通信的发展 1
1.1.2 国内外5G研究进展 1
1.1.3 5G关键能力指标 3
1.1.4 现有移动网络结构的挑战 3
1.2 5G关键技术 4
1.2.1 5G无线关键技术 4
1.2.2 5G网络关键技术 5
1.2.3 SDN和NFV 5
1.3 软件定义5G网络的架构 7
1.4 小结 8
2 软件定义网络 9
2.1 SDN概述 9
2.1.1 SDN发展历史 9
2.1.2 SDN标准化组织 10
2.1.3 SDN体系结构 11
2.1.4 SDN协议 12
2.2 数据层 13
2.2.1 交换机 13
2.2.2 转发规则 13
2.3 控制层 14
2.3.1 控制器设计问题 14
2.3.2 接口语言 14
2.4 SDN应用研究 15
2.4.1 企业网与校园网 15
2.4.2 数据中心与云 15
2.4.3 广域网 16
2.4.4 无线网络 17
2.5 小结 17
3 软件定义NFV架构 18
3.1 技术背景 18
3.2 软件定义网络功能虚拟化 19
3.2.1 网络功能虚拟化 19
3.2.2 NFV框架 20
3.2.3 NFV和SDN 21
3.2.4 软件定义NFV架构 21
3.3 从中间设备到NFV 22
3.3.1 中间设备概述 22
3.3.2 软件定义中间设备 22
3.4 服务链 23
3.4.1 基于SDN和中间设备的服务链 23
3.4.2 软件定义NFV架构中的服务链 24
3.5 网络功能虚拟化的挑战和难题 25
3.5.1 功能虚拟化 26
3.5.2 可移植性 26
3.5.3 标准接口 27
3.5.4 功能部署 27
3.5.5 流量导向 27
3.6 应用和未来方向 27
3.6.1 云计算 28
3.6.2 移动网络 28
3.6.3 企业网络 29
3.7 小结 29
4 软件定义物联网架构及路由 30
4.1 研究背景 30
4.2 软件定义物联网架构设计 31
4.2.1 软件定义物联网架构 31
4.2.2 物联网控制流与数据流 32
4.3 基于SDN的无线多跳网路由协议 33
4.3.1 面临挑战 33
4.3.2 设计思路 34
4.3.3 详细设计 34
4.4 SDN-SPAN算法 43
4.4.1 拓扑控制 43
4.4.2 SPAN算法 43
4.4.3 基于SDN的SPAN算法改进（Cross-over-net算法） 44
4.4.4 Cross-over-net算法描述 47
4.4.5 仿真 47
4.5 小结 50
5 软件定义无线蜂窝网络 51
5.1 技术背景 51
5.1.1 目前挑战 51
5.1.2 研究现状 52
5.2 软件定义5G网络架构设计 53
5.2.1 基于C-RAN的5G无线接入网架构 53
5.2.2 上行和下行分离，动态调整 54
5.3 能量和频谱优化的基站合作 54
5.4 多种无线接入技术的融入 55
6 软件定义的5G核心网架构与设计 56
6.1 研究背景 56
6.2 SDN与NFV概述 57
6.2.1 SDN概述 57
6.2.2 NFV概述 58
6.3 相关研究现状 59
6.4 设计目标 60
6.5 系统架构设计 61
6.5.1 系统整体架构 61
6.5.2 控制平面结构 62
6.5.3 数据平面结构 64
6.6 系统实现 64
6.7 业务链概述 65
6.8 基于SDN/NFV的业务链设计与实现 66
6.8.1 已有实现方案 66
6.8.2 整体方案 69
6.8.3 优势分析 70
6.9 NF实例选取 71
6.10 小结 72
7 软件定义的5G核心网联动机制与系统 73
7.1 本章引言 73
7.2 问题描述 74
7.3 联动模块设计及其关键技术 75
7.3.1 联动模块架构 75
7.3.2 联动事件通用接口设计 75
7.3.3 联动策略与分发流程机制 77
7.4 联动场景时序设计 78
7.4.1 动态切换业务链 78
7.4.2 动态增加网元 79
7.4.3 动态业务部署 79
7.5 SDN/NFV移动核心网原型系统部署 80
7.5.1 整体架构与物理网络搭建 81
7.5.2 网络控制系统：SDN部署与业务链实现 82
7.5.3 计算控制系统：OpenStack与OpenDaylight互联 84
7.5.4 其他介绍：NF系统与Coordinator的部署 85
7.6 原型系统工作流程介绍 85
7.7 原型系统测试 86
7.7.1 业务链测试 86
7.7.2 联动场景测试 88
7.8 小结 94
8 软件定义的5G网络即服务原理与技术 95
8.1 研究背景 95
8.2 软件定义网络（SDN）概述 97
8.3 SDN相关研究与存在问题 98
8.4 网络即服务（Network as a Service，NaaS）技术概述 99
8.5 设备设计目标 100
8.6 开放式高性能网络设备解决方案 100
8.7 网络设备的设计与实现 102
8.8 设备性能评估与测试 103
8.9 SDN交换机设计 105
8.9.1 交换机功能分析 105
8.9.2 交换机设计方案 106
8.9.3 软件层面设计 106
8.9.4 硬件层面设计 107
8.10 SDN网络部署与测试 108
8.10.1 SDN网络部署 108
8.10.2 性能测试 108
9 网络即服务自动化系统 110
9.1 本章引言 110
9.2 问题的提出 111
9.3 系统设计目标 112
9.4 系统设计 113
9.4.1 面向应用的网络服务抽象模型基本服务类型 114
9.4.2 网络服务接口设计 115
9.4.3 南向兼容性设计 116
9.4.4 自动化编译子系统设计 117
9.5 系统测试与验证 121
9.5.1 运行环境部署与系统启动 121
9.5.2 基本服务请求测试 122
9.6 小结 124
10 软件定义的5G网络即服务系统与部署 125
10.1 本章引言 125
10.2 网络即服务平台设计与部署 126
10.2.1 物理网络层与网络管控层：SDN网络组网与配置 126
10.2.2 网络设备抽象层：OpenStack部署及Neutron与ODL互联 128
10.2.3 网络服务抽象层：NaaS自动化系统的部署与接口适配 128
10.3 平台工作流程介绍 129
10.3.1 网络初始化配置 129
10.3.2 提交服务请求 129
10.3.3 网络服务的部署 129
10.4 平台功能与性能评测 131
10.4.1 服务抽象 132
10.4.2 网络配置 132
10.4.3 服务提交与编译 132
10.4.4 自动部署结果 134
10.4.5 主机连通性测试 134
10.4.6 正在运行的服务的动态修改 135
10.4.7 相关数据分析 136
10.5 小结 137
11 软件定义5G车联网架构及关键技术 138
11.1 软件定义5G车联网基本架构 138
11.1.1 数据层 138
11.1.2 控制层 140
11.1.3 应用层 140
11.2 软件定义5G车内网络架构 141
11.2.1 数据采集 142
11.2.2 网内数据处理 143
11.3 软件定义5G车内网的跨网通信 144
11.3.1 车—云的通信 144
11.3.2 云—车的通信 144
11.3.3 车—车的通信 144
11.4 软件定义5G车联网边缘云的动态组网 145
11.4.1 评价指标 145
11.4.2 优化问题 146
11.5 车载云 147
11.6 软件定义5G车联网开放性问题 152
11.7 小结 155
12 软件定义网络在智慧城市中的应用 156
12.1 引言 156
12.2 SDN和智能城市之间的协同作用 157
12.2.1 应用举例 157
12.2.2 STLS场景中的SDN角色 157
12.3 智慧城市的网络挑战 158
12.3.1 无线虚拟化 159
12.3.2 高效路由 159
12.3.3 分布式与集中式网络控制与管理 159
12.3.4 无线监视 159
12.3.5 流量管理 160
12.4 基于SDN的无线网络架构 160
12.4.1 将路由器分为多个虚拟路由器 160
12.4.2 无线网络的复合路由 160
12.4.3 控制层的位置 162
12.4.4 使用Openflow监视路由器 162
12.4.5 支持负载均衡 163
12.4.6 评估网络开销 163
12.5 小结 165
13 软件定义医疗网络 166
13.1 技术背景 166
13.2 目前遇到的问题 168
13.3 SDHN架构设计 169
13.3.1 传感器平台和数据收集服务 169
13.3.2 网络和数据传输服务 171
13.3.3 云数据中心和数据处理服务 171
13.3.4 动作反馈服务 172
13.4 开放性问题以及可能的解决方法 172
13.4.1 南向接口设计 172
13.4.2 冲突解决以及传感器平台的优化 173
13.4.3 流量调度支持服务质量 173
13.4.4 云数据中心的资源映射 173
13.5 测试平台 174
13.5.1 如何分配SD-Robot的智能 174
13.6 小结 176
14 软件定义网络物联网的半实物仿真 177
14.1 技术背景 177
14.1.1 SDN仿真 177
14.1.2 半实物仿真 179
14.1.3 软件定义物联网 181
14.2 模型设计 183
14.2.1 软件定义WSN 183
14.2.2 软件定义云数据中心 184
14.3 南向接口设计 185
14.3.1 云数据中心的南向接口设计 185
14.3.2 WSN的南向接口设计 185
14.3.3 WSN网关节点上控制程序实现 186
14.3.4 WSN软件定义任务包 186
14.3.5 源节点上控制程序 188
14.3.6 邻居节点的剩余能量发现 188
14.4 北向接口设计 189
14.4.1 云数据中心北向接口设计 189
14.4.2 传感网的北向接口实现 190
14.4.3 传感网网关WSN网关节点设计 190
14.5 仿真实验 191
14.5.1 多应用的多路设计 192
14.5.2 应用级数据共享 193
14.5.3 传感平台共享 193
14.6 小结 195
15 5G主动缓存 196
15.1 研究动机 196
15.2 存储即服务（CaaS） 197
15.2.1 CaaS概念 197
15.2.2 CaaS应用 198
15.2.3 CaaS挑战 199
15.3 无线D2D网络中的移动感知缓存 200
15.3.1 无线D2D网络中的缓存 200
15.3.2 无线D2D网络中的计算卸载 203
15.3.3 缓存和计算的奖励机制 206
15.3.4 总结 207
15.4 以内容为中心的网络（CCN） 207
15.4.1 CCN简介 207
15.4.2 CCN内容命名 209
15.4.3 CCN基本流程 209
15.5 主动缓存替换策略研究 211
15.5.1 CCN仿真设置 211
15.5.2 CCN缓存替换策略 212
15.5.3 基于前缀预测的缓存替换策略（PP） 212
15.5.4 基于流行度的细粒度缓存替换策略（FGPC） 213
15.5.5 CCN动态缓存调节 213
15.6 面向CCN的缓存虚拟化 215
15.7 CCN的OPNET仿真实现 216
15.7.1 CCN模型设计 217
15.7.2 数据结构 218
15.7.3 包结构及说明 219
15.7.4 PPCC/PP仿真结果 220
15.7.5 FGPC/D-FGPC仿真结果 222
参考文献 225