未来互联网原理、技术及应用

《未来互联网原理、技术及应用》是一部关于未来互联网的集学术研究与教学实践于一体的科研论著，介绍了未来互联网的技术发展趋势，详细阐述了未来互联网发展面临的挑战及共性关键技术。《未来互联网原理、技术及应用》分别从未来互联网体系架构，下一代互联网协议，软件定义网络，网络功能虚拟化，信息中心网络，移动社交网络，时延容忍网络，数据中心网络，5G网络，工业互联网，网络与云计算、大数据、人工智能等方面，对未来互联网原理、技术及应用等单元技术进行了详细论述，最后介绍了典型的未来互联网研发与应用案例。

前言
第1章绪论1
1.1未来互联网概述1
1.1.1未来互联网定义1
1.1.2未来互联网发展历程2
1.2未来互联网体系结构5
1.2.1渐进式演进5
1.2.2革命式演进7
1.3未来互联网研究状况14
1.3.1国外研究现状14
1.3.2国内研究现状18
1.4未来互联网产业发展状况23
1.4.1国内产业发展状况23
1.4.2国外产业发展状况23
参考文献25
第2章下一代互联网协议30
2.1IPv6协议概述30
2.2国内外IPv6主干网发展及应用35
2.2.1国内外IPv6主干网发展现状35
2.2.2国内外IPv6主干网应用情况47
2.3IPv6网络安全研究进展48
2.3.1IPv6网络安全概述48
2.3.2SAVA协议49
2.3.3SAVI技术54
2.4CERNET2 IPv6主干网建设69
2.4.1国家CNGI战略70
2.4.2CERNET2主干网建设72
参考文献78
第3章软件定义网络80
3.1SDN概述80
3.2SDN运行机制83
3.2.1基础运行机制83
3.2.2性能优化机制84
3.3SDN控制平面85
3.3.1控制网络结构85
3.3.2多核控制器85
3.3.3逻辑集中式控制器86
3.3.4接近分布式控制器88
3.4SDN控制平面的性能和可扩展性89
3.4.1控制器性能89
3.4.2控制器的可扩展性90
3.4.3控制器的部署问题91
3.5SDN数据平面91
3.6SDN的主要接口协议95
3.6.1南向接口95
3.6.2北向接口96
3.6.3东西向接口97
3.7SDN未来面临的挑战97
3.7.1SDN应用部署98
3.7.2SDN信息一致性维护98
3.7.3SDN可扩展性问题98
3.7.4SDN安全99
参考文献99
第4章网络功能虚拟化104
4.1NFV概述104
4.1.1NFV相关概念104
4.1.2NFV标准化组织与活动105
4.1.3NFV发展历史107
4.2NFV基本架构109
4.2.1NFV整体框架109
4.2.2NFVI层110
4.2.3MANO层112
4.2.4VNF层114
4.3NFV用例分析115
4.3.1NFVI即服务116
4.3.2VNF转发图117
4.3.3移动网络虚拟化118
4.3.4内容分发网络虚拟化119
4.4NFV机遇与挑战120
4.4.1VNF部署120
4.4.2性能评估121
4.4.3能耗与能效122
4.4.4可靠性123
4.4.5安全性124
参考文献126
第5章信息中心网络132
5.1ICN概述132
5.1.1ICN出现132
5.1.2ICN特性132
5.1.3ICN发展及研究现状135
5.2ICN典型架构136
5.2.1DONA136
5.2.2PSIRP/PURSUIT138
5.2.3CCN/NDN140
5.2.4SAIL145
5.3ICN应用147
5.3.1视频、直播、多用户聊天147
5.3.2灾难救援148
5.3.3对IoT、边缘计算及机会网络的支持148
5.4ICN挑战149
5.4.1路由可扩展性149
5.4.2缓存机制150
5.4.3拥塞控制151
5.4.4移动支持153
5.4.5安全与隐私153
参考文献155
第6章移动社交网络163
6.1MSN概述163
6.1.1MSN典型结构163
6.1.2MSN特征166
6.1.3MSN应用168
6.2MSN协议涉及问题及相关对策171
6.2.1社区发现技术171
6.2.2内容分发174
6.2.3上下文感知数据传输176
6.2.4移动建模176
6.2.5安全与隐私179
6.3MSN中的社交属性和度量180
6.3.1社交关系180
6.3.2中心性181
6.3.3边缘扩展183
6.3.4聚类系数183
6.4MSN面临的挑战与展望184
参考文献188
第7章时延容忍网络195
7.1DTN概述195
7.2物理层技术196
7.2.1Wi-Fi网络197
7.2.2无线传感器网络198
7.2.3蓝牙200
7.3媒质接入技术203
7.3.1Wi-Fi网络203
7.3.2无线传感器网络205
7.3.3蓝牙207
7.4路由207
7.4.1无基础设施路由技术207
7.4.2基础设施辅助路由技术209
7.5DTN安全210
7.5.1DTN面临的传统安全威胁210
7.5.2卫星通信中DTN的安全威胁211
7.5.3DTN安全要求211
7.6DTN应用212
7.6.1星际网络通信212
7.6.2移动车载通信213
7.6.3应急无线通信214
7.6.4野生动物跟踪215
7.6.5偏远地区通信215
参考文献216
第8章数据中心网络220
8.1数据中心的起源与发展220
8.1.1数据中心的概念及发展历程220
8.1.2数据中心的分类221
8.1.3新一代DCN的发展趋势221
8.2DCN体系结构224
8.2.1DCN拓扑224
8.2.2DCN传输协议229
8.3云数据中心网络232
8.3.1云环境对DCN的要求及挑战232
8.3.2云分布式系统234
8.3.3云环境下DCN拓扑235
8.3.4云环境下DCN联网技术237
8.3.5云环境下DCN路由238
8.4DCN虚拟化240
8.4.1概念240
8.4.2数据中心虚拟化241
8.4.3DCN虚拟化面临的挑战243
8.4.4未来研究方向245
8.5DCN软件定义化246
8.5.1DCSDN自动配置246
8.5.2DCSDN安全248
8.5.3DCSDN资源分配248
8.5.4DCSDN节能250
8.6DCN面临的挑战与展望251
8.6.1面临的挑战251
8.6.2展望253
参考文献253
第9章5G网络259
9.15G概述259
9.1.1发展历史259
9.1.2发展趋势261
9.1.3关键技术262
9.1.4应用场景263
9.1.5通信频谱266
9.1.6性能指标268
9.25G网络总体设计269
9.2.1概述269
9.2.2设计原则270
9.2.3逻辑架构273
9.2.4物理架构276
9.2.5网络部署279
9.3毫米波通信282
9.3.1概述282
9.3.2毫米波概念283
9.3.3毫米波通信特点285
9.3.4毫米波通信系统架构286
9.3.5毫米波天线287
9.3.6信道模型290
9.4天线技术292
9.4.1概述292
9.4.2天线分类293
9.4.3多输入多输出技术295
9.4.4大规模天线技术296
9.4.5协作传输技术298
9.5接入技术299
9.5.1概述299
9.5.2经典无线接入技术300
9.5.3多址接入技术的演进302
9.5.4新型多址接入技术304
9.5.55G业务场景的接入需求307
9.6D2D通信309
9.6.1概述309
9.6.2D2D通信分类311
9.6.3D2D系统设计313
9.6.4D2D通信建立313
9.6.5D2D资源管理315
9.75G面临的挑战与展望317
9.7.1面临的挑战317
9.7.25G产业与发展空间319
参考文献321
第10章工业互联网327
10.1工业互联网的由来327
10.2工业互联网的基本概念328
10.2.1工业互联网的定义328
10.2.2工业互联网的特征330
10.2.3工业互联网体系结构331
10.2.4工业互联网的研究现状335
10.3工业互联网的关键技术341
10.3.1工业控制网络技术341
10.3.2工业数据感知技术345
10.3.3工业网络传输技术348
10.3.4工业云服务技术361
10.3.5工业互联网安全技术363
10.4工业互联网的工业应用367
10.4.1石油天然气行业367
10.4.2供水行业367
10.4.3航空行业367
10.4.4医疗行业368
10.4.5电力行业368
10.4.6船舶制造业368
10.4.7工业互联网企业应用369
10.5工业互联网面临的问题和挑战371
参考文献375
第11章网络与云计算、大数据、人工智能380
11.1云计算380
11.1.1概念380
11.1.2发展历程381
11.1.3云服务的分类382
11.1.4云部署模型385
11.1.5云体系架构386
11.1.6云与网络的相互关系387
11.1.7云计算在网络应用中面临的挑战388
11.1.8云计算的优缺点分析390
11.1.9云计算未来的机遇和挑战391
11.2大数据393
11.2.1概念393
11.2.2发展历程393
11.2.3大数据的特点394
11.2.4大数据架构396
11.2.5大数据与网络的相互关系397
11.2.6大数据在网络应用中面临的挑战399
11.3人工智能401
11.3.1概念401
11.3.2分类402
11.3.3人工智能与网络的相互关系404
11.3.4人工智能在网络应用中面临的挑战415
11.4网络与云计算、大数据、人工智能三者相互关系418
参考文献421
第12章未来互联网研发与应用案例428
12.1IPv6源地址认证技术428
12.1.1接入子网真实源地址验证428
12.1.2自治系统内真实源地址验证430
12.1.3自治系统间真实源地址验证432
12.1.4IPv6源地址验证体系结构的部署435
12.25G网络436
12.3软件定义数据中心网络438
12.3.1DCSDN在中兴通讯的应用438
12.3.2未来DCSDN的几个研究方向439
12.4软件定义内容中心网络439
12.5软件定义卫星网络442
12.5.1软件定义卫星网络新型架构443
12.5.2软件定义卫星网络用例446
参考文献448