国之重器出版工程 智慧服务云网络

　　本书是目前国内云计算网络（云网络）技术方面较为系统的专著。作者结合多年研究和实践的经验，从云计算网络的发展动力到云计算网络的基本特征，从云计算网络各部分的细节到云计算网络的关键问题，从云计算网络的业务到目前网络向云计算网络的演进，从云计算网络的融合到对未来的展望，一一进行了论述。本书适合国内云计算网络、新一代网络建设、网络管理、系统集成行业的开发人员、技术工程师、售前与售后技术支持人员学习。

　　王敬宇，北京邮电大学网络与交换国家重点实验室教授、博士生导师、通信学会高级会员、国家自然科学基金委项目评议专家，入选北京“青年英才计划”。长期从事智能网络、人工智能、云计算等方面的科研与学术工作，发表高水平论文100余篇，包括IEEE ComMag、TSC、TWC、TVT、SystemJ、CN、JNCA、PMC等期刊以及CVPR、ICMR、BMVC、ICWS等会议论文。申请国家发明专利30余项，提交3GPP、IETF等标准化文稿10余篇，在Openstack社区贡献OPNFV Compass开源代码，国际上首批从事多路径传输研究的探索者，推动了流量工程在多路径领域的纵深发展。作为项目负责人主持一项国家“973”计划课题（智慧服务机理与理论）和3项国家自然科学基金项目，主持北京市自然科学基金以及华为公司、CERT、国家电网等企业产业化项目多项，参与国家及省部级重大科研课题10余项，获得中国通信学会科技进步奖一等奖和教育部科技进步奖二等奖各一项。主讲北京邮电大学本科 研究生课程《软件定义网络及应用》。孙海峰，博士、北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室教师、硕士生导师。从事软件定义网络、机器学习等方向的科研及人才培养工作。在计算机网络与人工智能领域已取得了多项研究成果，发表论文22篇，其中国际著名期刊论文8篇，国际会议论文14篇，包括中科院一二区期刊IEEE Transactions on Smart Grid、IEEE ACCESS、中国计算机学会推荐B类期刊Computer Networks和Neurocomputing等。作为主研人参加一项***自然科学基金项目“基于人工智能的软件定义网络流量识别与资源分配研究”，在人才培养方面多次指导学生参加本学科学术竞赛并获得佳绩。廖建新 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室网络智能研究中心主任、“长江学者”特聘教授、二级教授、博士生导师、教育部“创新团队”带头人、国务院学位委员会博士 硕士学位授权点评议专家、北京邮电大学学术委员会委员、《北京邮电大学学报》编委。主要从事业务网络智能化、下一代互联网和叠加网络方向的研究工作，主持国家“973”计划项目、国家自然科学基金项目、国家高技术产业化信息化装备专项基金课题等***、部级科研项目20余项；作为第一完成人，获国家科技进步二等奖2项、工业和信息化部重大技术发明1项及部级科技进步一等奖3项；获国家杰出青年基金资助，入选新世纪百千万人才工程***人选、教育部新世纪优秀人才支持计划，被评选为全国优秀博士后，获第九届中国青年科技奖、信息产业科技创新先进个人；作为第一作者，在国际著名期刊发表SCI检索论文30篇，出版专著3部；作为第一完成人，申请国家发明专利70余项，其中50余项已授权，1项中国专利优秀奖。

目 录
第 1章 概 述001
1．1 云网络的历史002
1．1．1 云下网和数据中心网络002
1．1．2 云上网和网络虚拟化004
1．2 云网络发展的推动力005
1．2．1 智慧服务对网络的内在需求005
1．2．2 智慧云网络的目标006
1．3 软件定义的必要性007
1．3．1 按需管理的挑战007
1．3．2 软件定义网络的现状009
1．4 智慧服务云下网的构建010
1．4．1 网络拓扑架构010
1．4．2 网络流量管理011
1．4．3 带宽共享机制011
1．4．4 软件定义云网络012
1．5 智慧服务云上网的数据传输013
1．5．1 多路径路由及转发技术013
1．5．2 新型传输控制协议014
1．5．3 多路径传输控制技术015
1．5．4 软件定义多路径016
1．5．5 资源联合优化017
1．6 智慧服务云网络架构018
1．7 智慧服务云网络的现状与发展020
参考文献022
第 2章 新一代网络架构029
2．1 概述030
2．2 SDN031
2．2．1 SDN网络架构032
2．2．2 SDN控制平台033
2．2．3 OpenFlow交换机037
2．2．4 OpenFlow控制器038
2．2．5 OpenFlow流表039
2．2．6 OpenFlow协议042
2．2．7 SDN与OpenStack融合044
2．3 ICN046
2．3．1 ICN简介047
2．3．2 ICN关键技术049
2．3．3 ICN主流框架054
2．3．4 基于SDN的ICN实现059
2．4 CCN与NDN062
2．4．1 CCN简介062
2．4．2 NDN网络架构063
2．4．3 NDN数据分组类型064
2．4．4 NDN命名机制065
2．4．5 NDN节点结构067
2．4．6 NDN转发机制069
参考文献070
第3章 叠加网络技术073
3．1 叠加网络概述074
3．2 P2P技术075
3．2．1 现代P2P的特性077
3．2．2 DHT算法存在的问题078
3．2．3 P2P的流量识别080
3．3 CDN技术081
3．3．1 CDN的文件分发机制082
3．3．2 CDN的缓存机制083
3．3．3 CDN的调度机制085
3．4 多数据中心大二层网络技术086
3．4．1 传统二层网络的局限性087
3．4．2 大二层网络方案088
3．4．3 软件定义跨数据中心网络方案090
3．5 叠加网络的层间博弈与协作092
3．5．1 叠加网络的生成092
3．5．2 叠加网络的路由095
3．6 叠加网络的应用方向和应用前景099
3．7 典型案例分析：PPTV基础平台管理体系100
3．7．1 机遇及挑战101
3．7．2 大规模视频云的实践101
3．7．3 亚洲电视网的建设102
参考文献103
第4章 数据中心网络107
4．1 数据中心网络的定义108
4．2 数据中心网络规划与设计109
4．2．1 传统数据中心网络体系结构109
4．2．2 传统数据中心网络体系结构的不足110
4．2．3 对数据中心网络的新要求111
4．2．4 以网络为中心的方案112
4．2．5 以服务器为中心的方案118
4．2．6 无线数据中心网络119
4．3 云数据中心的体系架构120
4．3．1 单体云数据中心120
4．3．2 虚拟数据中心120
4．3．3 分布式云数据中心121
4．4 云数据中心的核心技术123
4．4．1 数据中心网络的多租客支持123
4．4．2 虚拟机放置与迁移策略124
4．4．3 云数据中心网络多路径路由协议125
4．4．4 基于编码的云数据中心网络传输协议126
4．4．5 网络与计算资源的联合优化127
4．4．6 网络与存储资源的联合优化128
4．4．7 异构资源请求的虚拟数据中心网络资源分配128
4．5 云数据中心自动化129
4．5．1 自动化服务关键技术129
4．5．2 云数据中心自动化服务系统架构130
4．6 软件定义云数据中心的高可用性131
4．6．1 软件定义云数据中心网络的设计原理与基础架构131
4．6．2 软件定义云数据中心网络的资源利用率优化132
4．6．3 软件定义云数据中心的虚拟网络隔离133
4．6．4 软件定义云数据中心的流量工程134
4．7 软件定义云数据中心网络案例135
4．7．1 谷歌B4概述135
4．7．2 AWS数据中心实例141
4．7．3 VMware软件定义数据中心网络案例143
4．7．4 阿里巴巴数据中心网络案例145
4．7．5 华为数据中心网络案例147
参考文献148
第5章 数据中心的资源汇聚技术151
5．1 数据中心的传输层协议152
5．1．1 数据中心的网络需求152
5．1．2 传输层协议的现状153
5．1．3 传输层协议的发展154
5．2 多路径并发传输157
5．2．1 节点之间多路径连接157
5．2．2 多路径传输的技术优势158
5．2．3 MPTCP综述159
5．2．4 多路径传输机制设计162
5．3 能力汇聚与组合技术166
5．3．1 云计算环境与服务组合166
5．3．2 云数据中心的主要特点167
5．3．3 云计算中的服务组合169
5．4 核心应用聚合云端169
5．4．1 服务组合示例169
5．4．2 服务组合系统架构171
参考文献172
第6章 网络功能虚拟化175
6．1 NFV概述176
6．1．1 NFV产生的背景176
6．1．2 NFV的基本概念177
6．1．3 NFV架构介绍177
6．1．4 NFV的挑战180
6．1．5 NFV的发展前景182
6．2 NFV的应用场景183
6．2．1 NFV用例概述183
6．2．2 移动核心网虚拟化185
6．2．3 云数据中心网络187
6．2．4 家庭网络虚拟化189
6．3 NFV的标准组织189
6．4 SDN及NFV的探索192
6．4．1 SDN与NFV之间的关系192
6．4．2 SDN NFV对网络组网的影响193
6．4．3 SDN NFV的机遇和挑战194
6．4．4 SDN NFV的相关开源项目196
6．4．5 业界实践情况199
6．5 网络编排202
6．5．1 什么是网络编排202
6．5．2 为什么需要网络编排202
6．5．3 基于云网络的网络编排203
参考文献206
第7章 智慧服务研究现状207
7．1 概述208
7．2 信息资源命名机制209
7．2．1 传统网络资源的命名技术209
7．2．2 基于资源名字查找和快速发现机制210
7．3 服务行为描述与建模211
7．3．1 服务描述研究212
7．3．2 服务匹配研究212
7．3．3 服务分类研究213
7．3．4 服务合成研究213
7．3．5 服务选择研究214
7．4 服务聚合演化与统计特征215
7．4．1 服务演化研究215
7．4．2 统计特征研究216
7．5 资源检索服务217
7．5．1 多媒体语义提取217
7．5．2 大规模分布式信息检索219
7．6 服务的可信性机理220
7．6．1 可控可管性221
7．6．2 可靠性222
7．7 服务动态感知224
7．7．1 网络组件层对智慧服务的感知224
7．7．2 智慧服务之间的相互感知228
7．8 移动云服务228
参考文献230
第8章 智慧服务内在机理239
8．1 概述240
8．2 智慧服务标识定义240
8．2．1 普适的未来信息网络信息命名解决方案240
8．2．2 高效可扩展的信息命名查找机制242
8．3 复杂服务行为建模244
8．3．1 服务行为描述的定义244
8．3．2 服务行为描述本体及描述语言245
8．3．3 服务拓扑信息的描述247
8．3．4 服务性能信息的描述250
8．3．5 服务功能信息的描述256
8．3．6 服务行为建模总结262
8．4 智慧服务聚合与演化264
8．4．1 基于事件驱动的单一服务组合方法265
8．4．2 情景化、个性化的单一服务组合方法267
8．4．3 复杂业务流程的聚合方法269
8．4．4 复杂服务的拓扑转换272
8．4．5 复杂服务选择算法276
8．5 小结277
参考文献277
第9章 智慧服务支撑机理279
9．1 概述280
9．2 服务资源的智慧查询和匹配方法280
9．2．1 动态业务检索281
9．2．2 静态业务检索293
9．3 服务的可信性机制298
9．3．1 可控可管性299
9．3．2 可靠性300
9．4 智慧服务动态感知301
9．4．1 网络与用户的信息交互302
9．4．2 网络感知服务需求303
9．4．3 用户对网络的感知305
9．4．4 实验结果及分析306
9．5 智慧服务的移动性管理308
9．5．1 智能切换判决309
9．5．2 基于服务行为的位置更新311
9．5．3 多服务集中切换机制314
9．6 小结315
参考文献316
名词索引317