书籍详情
5G网络云化技术及应用（微课版）
作者：张源，尹星 著
出版社：人民邮电出版社
出版时间：2020-09-01
ISBN：9787115541314
定价：¥42.00
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内容简介
本书较为全面地介绍了5G 网络中云化相关技术及其应用。全书共7 章，分别为绪论、云计算基础、网络功能虚拟化、电信云关键技术、容器技术与微服务架构、边缘计算和电信云安全技术。本书穿插了很多在线教学视频，读者可以扫描书中的二维码进行观看，巩固所学的内容。本书可以作为高校通信类和计算机类专业的教材，也可以作为华为HCIA-Cloud Computing（云计算工程师）认证培训教材，还适合运营商网络维护人员、移动通信设备技术支持人员和广大移动通信爱好者自学使用。
作者简介
张源，东南大学移动通信国家重点实验室副研究员，信息科学与工程学院通信工程系副主任，长期从事移动通信传输与网络技术研究工作，主持承担国家科技重大专项、国家自然科学基金等多项课题。研究领域为无线传输与网络关键技术。近年来，在包括IEEE Transactions在内的国内外主要期刊与会议上发表论文四十余篇，获国内外发明专利十余项。曾获2014年IEEE国际通信会议（ICC 2014）最佳论文奖与2019年IEEE国际计算与通信会议（ICCC 2019）最佳论文奖。 尹星，江苏大学计算机科学与通信工程学院副教授，2015年毕业于东南大学，获博士学位。长期从事未来网络领域的研究与教学。以第一作者在国内外重要期刊和国际会议上发表学术论文十多篇。以第一作者主编学术专著1部并入选“国之重器出版工程”。目前主要研究方向为软件定义网络、网络虚拟化技术、移动互联网、边缘计算等。
目录
第 1 章 绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1
1．1 移动通信网络架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2
1．2 移动通信网络的演进．．．．．．．．．．．．．．．．． 3
1．2．1 第 一代移动通信系统．．．．．．．．．．．．．． 4
1．2．2 第二代移动通信系统．．．．．．．．．．．．．． 4
1．2．3 第三代移动通信系统．．．．．．．．．．．．．．．5
1．2．4 第四代移动通信系统．．．．．．．．．．．．．．．5
1．2．5 第五代移动通信系统．．．．．．．．．．．．．． 6
1．3 5G网络架构和特点．．．．．．．．．．．．．．．．．． 7
1．3．1 5G 网络演进．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8
1．3．2 5G 核心网网络架构．．．．．．．．．．．．．．10
1．3．3 5G 网络特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
1．4 本书内容与学习目标．．．．．．．．．．．．．．． 13
1．5 本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 15
课后练习．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 15
第 2 章 云计算基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
2．1 云计算的发展历程．．．．．．．．．．．．．．．．．． 17
2．1．1 云计算的产生和发展历程．．．．．．．17
2．1．2 云计算的定义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
2．2 云计算的五大特征．．．．．．．．．．．．．．．．．． 19
2．3 云计算服务模式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 20
2．3．1 IaaS．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
2．3．2 PaaS．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
2．3．3 SaaS．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
2．3．4 3 种服务模式的比较．．．．．．．．．．．．．．22
2．4 云计算部署模式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 22
2．4．1 公有云．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
2．4．2 私有云．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
2．4．3 社区云．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
2．4．4 混合云．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
2．5 云计算的价值．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 25
2．5．1 高资源利用率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
2．5．2 高可靠性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
2．5．3 高运维效率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
2．5．4 快速部署和弹性扩容．．．．．．．．．．．．．27
2．5．5 低成本．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
2．6 5G环境中的云计算．．．．．．．．．．．．．．．． 28
2．6．1 Cloud Native 简介．．．．．．．．．．．．．．．28
2．6．2 基于Cloud Native建设5G的
必要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
2．6．3 Cloud Native 在5G 领域的
应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
2．7 本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 35
课后练习．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 35
第3 章 网络功能虚拟化．．．．．．．．．．．． 37
3．1 NFV 产生的背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 38
3．1．1 CT 网络的特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 38
3．1．2 IT 网络的优势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 41
3．1．3 NFV 的提出．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 41
3．2 NFV 的基本概念和网络架构．．．． 43
3．3 华为NFV解决方案SoftCOM．．．47
3．3．1 华为SoftCOM 解决方案．．．．．．．47
3．3．2 华为CloudCore解决方案．．． 48
3．3．3 华为CloudEdge解决方案．．．．50
3．4 NFV 工程项目实例．．．．．．．．．．．．．．．．． 51
3．4．1 NFV项目网络架构和软硬件．．．．．51
3．4．2 DC内部设备网络拓扑．．．．．．．．．．．54
3．4．3 NFV解决方案中的重要概念．．．．．55
3．4．4 NFV 项目安装部署过程．．．．．．．．．57
3．5 本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 59
课后练习．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 59
第4 章 电信云关键技术．．．．．．．．．．．． 61
4．1 云操作系统与OpenStack ．．．．．． 62
目 录 CONTENTS
II 5G 网络云化技术及应用（微课版）
4．1．1 云操作系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62
4．1．2 OpenStack 项目．．．．．．．．．．．．．．．．．63
4．1．3 华为云Stack 解决方案．．．．．．．．．68
4．2 计算虚拟化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70
4．2．1 计算虚拟化的架构．．．．．．．．．．．．．．．．70
4．2．2 华为NFV 解决方案中计算
虚拟化的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．75
4．3 存储虚拟化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．76
4．3．1 传统SAN/NAS 的虚拟化．．．．．．77
4．3．2 软件定义块存储．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81
4．3．3 华为NFV 解决方案中存储
虚拟化的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82
4．4 网络虚拟化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83
4．4．1 网络虚拟化的基本概念．．．．．．．．．．83
4．4．2 网络虚拟化的关键技术．．．．．．．．．．84
4．4．3 华为NFV 解决方案中网络
虚拟化的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．87
4．5 本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．88
课后练习．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．88
第5章 容器技术与微服务架构．．．． 90
5．1 5G中的容器与容器管理．．．．．．．．．．91
5．1．1 容器技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．91
5．1．2 容器在5G 中的应用．．．．．．．．．．．．．97
5．1．3 华为5G 容器解决方案．．．．．．．．．．99
5．2 5G中的微服务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．104
5．2．1 微服务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．104
5．2．2 微服务治理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．106
5．2．3 华为5G 微服务解决方案．．．．．108
5．3 本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．110
课后练习．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．110
第6 章 边缘计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 112
6．1 边缘计算的发展历程．．．．．．．．．．．．．113
6．1．1 边缘计算的产生和发展．．．．．．．．113
6．1．2 边缘计算的定义．．．．．．．．．．．．．．．．．114
6．2 边缘计算的架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．115
6．2．1 ETSI 定义的MEC架构．．．．．．115
6．2．2 3GPP 在4G 网络中定义的
MEC架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．117
6．2．3 3GPP 在5G 网络中定义的
MEC架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．118
6．2．4 MEC关键技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．120
6．3 边缘计算在5G 网络中的
应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 122
6．3．1 MEC 应用场景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123
6．3．2 MEC部署条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．125
6．3．3 MEC部署关键点．．．．．．．．．．．．．．．126
6．4 华为5G MEC部署案例．．．．．．．． 127
6．4．1 码头网络改造需求分析．．．．．．．．128
6．4．2 码头网络改造方案设计．．．．．．．．129
6．5 本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 131
课后练习．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 131
第7 章 电信云安全技术．．．．．．．．．．133
7．1 安全原则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 134
7．2 电信云安全威胁．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 134
7．2．1 业务分层模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．134
7．2．2 物理基础设施安全威胁．．．．．．．．136
7．2．3 虚拟基础设施安全威胁．．．．．．．．138
7．2．4 物理网络安全．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．142
7．3 电信云安全技术和安全策略．．． 143
7．3．1 网络安全模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．143
7．3．2 电信云解决方案安全架构．．．．．144
7．3．3 关键安全技术方案．．．．．．．．．．．．．．145
7．3．4 物理基础设施安全策略．．．．．．．．152
7．3．5 虚拟基础设施安全策略．．．．．．．．153
7．4 5G网络云化安全新特性、
新挑战和相关措施．．．．．．．．．．．．．．．． 156
7．4．1 5G 网络云化安全新特性．．．．．．157
7．4．2 5G 网络云化安全新挑战．．．．．．157
7．4．3 5G网络云化安全相关措施．．．．158
7．5 本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 159
课后练习．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 159
参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．161
1．1 移动通信网络架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2
1．2 移动通信网络的演进．．．．．．．．．．．．．．．．． 3
1．2．1 第 一代移动通信系统．．．．．．．．．．．．．． 4
1．2．2 第二代移动通信系统．．．．．．．．．．．．．． 4
1．2．3 第三代移动通信系统．．．．．．．．．．．．．．．5
1．2．4 第四代移动通信系统．．．．．．．．．．．．．．．5
1．2．5 第五代移动通信系统．．．．．．．．．．．．．． 6
1．3 5G网络架构和特点．．．．．．．．．．．．．．．．．． 7
1．3．1 5G 网络演进．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8
1．3．2 5G 核心网网络架构．．．．．．．．．．．．．．10
1．3．3 5G 网络特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
1．4 本书内容与学习目标．．．．．．．．．．．．．．． 13
1．5 本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 15
课后练习．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 15
第 2 章 云计算基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
2．1 云计算的发展历程．．．．．．．．．．．．．．．．．． 17
2．1．1 云计算的产生和发展历程．．．．．．．17
2．1．2 云计算的定义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
2．2 云计算的五大特征．．．．．．．．．．．．．．．．．． 19
2．3 云计算服务模式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 20
2．3．1 IaaS．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
2．3．2 PaaS．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
2．3．3 SaaS．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
2．3．4 3 种服务模式的比较．．．．．．．．．．．．．．22
2．4 云计算部署模式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 22
2．4．1 公有云．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
2．4．2 私有云．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
2．4．3 社区云．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
2．4．4 混合云．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
2．5 云计算的价值．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 25
2．5．1 高资源利用率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
2．5．2 高可靠性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
2．5．3 高运维效率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
2．5．4 快速部署和弹性扩容．．．．．．．．．．．．．27
2．5．5 低成本．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
2．6 5G环境中的云计算．．．．．．．．．．．．．．．． 28
2．6．1 Cloud Native 简介．．．．．．．．．．．．．．．28
2．6．2 基于Cloud Native建设5G的
必要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
2．6．3 Cloud Native 在5G 领域的
应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
2．7 本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 35
课后练习．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 35
第3 章 网络功能虚拟化．．．．．．．．．．．． 37
3．1 NFV 产生的背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 38
3．1．1 CT 网络的特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 38
3．1．2 IT 网络的优势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 41
3．1．3 NFV 的提出．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 41
3．2 NFV 的基本概念和网络架构．．．． 43
3．3 华为NFV解决方案SoftCOM．．．47
3．3．1 华为SoftCOM 解决方案．．．．．．．47
3．3．2 华为CloudCore解决方案．．． 48
3．3．3 华为CloudEdge解决方案．．．．50
3．4 NFV 工程项目实例．．．．．．．．．．．．．．．．． 51
3．4．1 NFV项目网络架构和软硬件．．．．．51
3．4．2 DC内部设备网络拓扑．．．．．．．．．．．54
3．4．3 NFV解决方案中的重要概念．．．．．55
3．4．4 NFV 项目安装部署过程．．．．．．．．．57
3．5 本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 59
课后练习．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 59
第4 章 电信云关键技术．．．．．．．．．．．． 61
4．1 云操作系统与OpenStack ．．．．．． 62
目 录 CONTENTS
II 5G 网络云化技术及应用（微课版）
4．1．1 云操作系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62
4．1．2 OpenStack 项目．．．．．．．．．．．．．．．．．63
4．1．3 华为云Stack 解决方案．．．．．．．．．68
4．2 计算虚拟化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70
4．2．1 计算虚拟化的架构．．．．．．．．．．．．．．．．70
4．2．2 华为NFV 解决方案中计算
虚拟化的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．75
4．3 存储虚拟化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．76
4．3．1 传统SAN/NAS 的虚拟化．．．．．．77
4．3．2 软件定义块存储．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81
4．3．3 华为NFV 解决方案中存储
虚拟化的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82
4．4 网络虚拟化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83
4．4．1 网络虚拟化的基本概念．．．．．．．．．．83
4．4．2 网络虚拟化的关键技术．．．．．．．．．．84
4．4．3 华为NFV 解决方案中网络
虚拟化的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．87
4．5 本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．88
课后练习．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．88
第5章 容器技术与微服务架构．．．． 90
5．1 5G中的容器与容器管理．．．．．．．．．．91
5．1．1 容器技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．91
5．1．2 容器在5G 中的应用．．．．．．．．．．．．．97
5．1．3 华为5G 容器解决方案．．．．．．．．．．99
5．2 5G中的微服务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．104
5．2．1 微服务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．104
5．2．2 微服务治理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．106
5．2．3 华为5G 微服务解决方案．．．．．108
5．3 本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．110
课后练习．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．110
第6 章 边缘计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 112
6．1 边缘计算的发展历程．．．．．．．．．．．．．113
6．1．1 边缘计算的产生和发展．．．．．．．．113
6．1．2 边缘计算的定义．．．．．．．．．．．．．．．．．114
6．2 边缘计算的架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．115
6．2．1 ETSI 定义的MEC架构．．．．．．115
6．2．2 3GPP 在4G 网络中定义的
MEC架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．117
6．2．3 3GPP 在5G 网络中定义的
MEC架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．118
6．2．4 MEC关键技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．120
6．3 边缘计算在5G 网络中的
应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 122
6．3．1 MEC 应用场景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123
6．3．2 MEC部署条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．125
6．3．3 MEC部署关键点．．．．．．．．．．．．．．．126
6．4 华为5G MEC部署案例．．．．．．．． 127
6．4．1 码头网络改造需求分析．．．．．．．．128
6．4．2 码头网络改造方案设计．．．．．．．．129
6．5 本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 131
课后练习．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 131
第7 章 电信云安全技术．．．．．．．．．．133
7．1 安全原则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 134
7．2 电信云安全威胁．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 134
7．2．1 业务分层模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．134
7．2．2 物理基础设施安全威胁．．．．．．．．136
7．2．3 虚拟基础设施安全威胁．．．．．．．．138
7．2．4 物理网络安全．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．142
7．3 电信云安全技术和安全策略．．． 143
7．3．1 网络安全模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．143
7．3．2 电信云解决方案安全架构．．．．．144
7．3．3 关键安全技术方案．．．．．．．．．．．．．．145
7．3．4 物理基础设施安全策略．．．．．．．．152
7．3．5 虚拟基础设施安全策略．．．．．．．．153
7．4 5G网络云化安全新特性、
新挑战和相关措施．．．．．．．．．．．．．．．． 156
7．4．1 5G 网络云化安全新特性．．．．．．157
7．4．2 5G 网络云化安全新挑战．．．．．．157
7．4．3 5G网络云化安全相关措施．．．．158
7．5 本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 159
课后练习．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 159
参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．161
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