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內容簡介

　　本書首先以時間為順序分析了網(wǎng)絡協(xié)議各個階段的代表性技術及發(fā)展概況，結合TCP/IP的設計原理和技術分析其設計原由及演變方向，從目前有代表性的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議角度，分別介紹了目前IP協(xié)議的發(fā)展方向以及各個方向維度的發(fā)展現(xiàn)狀和技術進展情況，以及其發(fā)展過程中面臨的問題。后從需求角度、技術能力發(fā)展和過渡演變趨勢3個角度，重點介紹了面向未來互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議發(fā)展的方向和可能面對的問題。新的技術需求讓傳統(tǒng)IP協(xié)議體系在根邏輯上面臨重大挑戰(zhàn)，通過推動協(xié)議體系的泛在性演進，使網(wǎng)絡技術深度進入并統(tǒng)一支撐諸如非IP、標準IP或因環(huán)境因素受限而難以通過傳統(tǒng)IP協(xié)議及其補丁式改進支持的場景。

作者簡介

　　陳哲，男，博士，華為技術有限公司高級技術專家，CCSA TC614網(wǎng)絡5.0技術標準推進委員會接口與協(xié)議組組長。主要研究方向為未來網(wǎng)絡體系架構和路由協(xié)議。發(fā)表多篇論文。輸出標準提案10余件。申請通信網(wǎng)絡領域專利50余件。周旭，男，博士，中國科學院計算機網(wǎng)絡信息先進網(wǎng)絡技術與應用發(fā)展部主任、研究員、博士生導師，科技部重點研發(fā)計劃項目首席科學家。專業(yè)方向為計算機網(wǎng)絡體系結構、5G移動網(wǎng)絡、網(wǎng)絡人工智能技術等。作為項目負責人完成省部級重大項目10余項，獲得省部級科學技術獎一等獎、二等獎各一次。發(fā)表論文70余篇，申請專利60余項（其中已授權16項），主持/參與制定國際標準/行業(yè)標準8項。雷波，男，中國電信股份有限公司研究院網(wǎng)絡技術研究所副所長、正高級工程師，中國科學院計算機網(wǎng)絡信息中心客座研究員，北京郵電大學兼職教授，中國通信學會第八屆信息通信網(wǎng)絡技術委員會委員，中國通信學會屆算力網(wǎng)絡技術委員會委員。主要研究方向為未來網(wǎng)絡技術、新型數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡、邊緣計算與算力網(wǎng)絡等，主導編寫了首份算力網(wǎng)絡ITU-T國際標準、編著業(yè)界算力網(wǎng)絡專著，目前累計已完成4本專著，發(fā)表論文數(shù)十篇。蔣勝，現(xiàn)任北京郵電大學教授，2007-2022歷任華為技術有限公司標準主任工程師、產(chǎn)業(yè)&標準專家。擔任IETF ANIMA工作組主席、CCSA TC614網(wǎng)絡5.0技術標準推進委員會副主席。發(fā)布29篇IETF RFCs國際標準。獲中國國家科技發(fā)明獎二等獎、中國專利優(yōu)秀獎、中國通信標準化協(xié)會科學技術獎一等獎、通信學會科學技術獎一等獎。獲中國授權專利40+項，國際授權專利20+項。目前研究方向為6G網(wǎng)絡、智簡通信網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議創(chuàng)新、自組織網(wǎng)絡及相關國際國內標準。鄭秀麗，女，華為技術有限公司主任工程師，主要研究領域為未來網(wǎng)絡架構與協(xié)議、SDN、網(wǎng)絡虛擬化、移動性管理等，申請專利30余項（其中授權19項），發(fā)表論文10多篇。目前擔任網(wǎng)絡5.0產(chǎn)業(yè)和技術創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長。吳楠，女，中國電信股份有限公司研究院工程師，主要從事新型IP網(wǎng)絡技術、云網(wǎng)融合、未來網(wǎng)絡架構等創(chuàng)新領域的研究工作。目前擔任CCSA TC614網(wǎng)絡5.0技術標準推進委員會接口與協(xié)議組副組長。

圖書目錄

第 1章概述 1
第 2章互聯(lián)網(wǎng)體系協(xié)議設計 4
2.1 網(wǎng)絡協(xié)議發(fā)展歷程 4
2.1.1 協(xié)議體系發(fā)展初期 5
2.1.2 IP得到認同統(tǒng)一 5
2.1.3 IP技術能力不斷擴張階段 6
2.2 典型技術發(fā)展演進分析 7
2.2.1 NCP到TCP/IP 7
2.2.2 TCP/IP和OSI 8
2.2.3 TCP/IP和ATM 9
2.2.4 TCP/IP到人機物互聯(lián) 10
參考文獻 11
第3章 TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議架構及演變 12
3.1 TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議架構 12
3.1.1 協(xié)議分層設計 12
3.1.2 網(wǎng)絡協(xié)議體系基礎組成部分 18
3.1.3 網(wǎng)絡協(xié)議過渡方案 24
3.2 網(wǎng)絡體系設計原則及演變 26
3.2.1 TCP/IP網(wǎng)絡體系設計初始原則 27
3.2.2 TCP/IP網(wǎng)絡體系設計原則演進 29
3.3 網(wǎng)絡協(xié)議能力擴展 31
3.3.1 軟件定義網(wǎng)絡 31
3.3.2 網(wǎng)絡隧道技術 34
3.3.3 SRv6 35
3.3.4 低功耗網(wǎng)絡協(xié)議技術 37
3.4 網(wǎng)絡體系演進推動 39
3.4.1 網(wǎng)絡演進動力分析 39
3.4.2 網(wǎng)絡演進推動組織 42
第4章面向未來互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的新需求 48
4.1 面向未來互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議應用多樣性需求 49
4.1.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用場景 49
4.1.2 物聯(lián)網(wǎng)應用場景 53
4.1.3 天地一體化應用場景 55
4.1.4 多媒體應用場景 57
4.2 面向未來互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的技術能力擴展 59
4.2.1 多語義標識變長能力要求 59
4.2.2 網(wǎng)絡確定性能力要求 60
4.2.3 網(wǎng)絡內生安全能力 63
4.2.4 網(wǎng)絡資源感知和管控能力要求 66
4.2.5 網(wǎng)絡層多播技術能力要求 68
4.2.6 高通量傳輸能力要求 69
4.3 面向未來互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議作用域需求 71
第5章泛在全場景新IP設計 74
5.1 泛在全場景新IP體系設計原則 75
5.2 泛在全場景新IP體系架構與能力愿景 78
5.3 泛在全場景新IP概覽 82
5.3.1 泛在IP體系架構設計 82
5.3.2 泛在IP數(shù)據(jù)面協(xié)議組成 84
5.3.3 泛在IP控制面協(xié)議組成 85
5.3.4 泛在IP管理面協(xié)議組成 87
5.4 泛在IP技術要素 87
參考文獻 93
第6章泛在全場景新IP基礎技術 94
6.1 地址編址技術 95
6.1.1 地址編址需求 95
6.1.2 地址編址結構 96
6.1.3 可變長多語義地址的表達方式 100
6.2 報文封裝技術 100
6.2.1 報文封裝設計需求 100
6.2.2 報文封裝規(guī)范 101
6.2.3 靈活IP封裝子類格式 102
6.3 靈活IP尋址技術 106
6.3.1 基于Bloom Filter的變長地址高效尋址技術 107
6.3.2 靈活IP地址尋址的可擴展性 111
6.4 泛在發(fā)現(xiàn)協(xié)議 113
6.5 靈活IP路由協(xié)議 116
6.5.1 服務路由 117
6.5.2 身份路由 119
6.5.3 地理位置路由 120
6.6 靈活IP與現(xiàn)有協(xié)議互通技術 121
6.7 靈活IP應用實例 123
6.7.1 衛(wèi)星靈活IP組網(wǎng) 123
6.7.2 IoT物聯(lián)傳感器網(wǎng)絡 124
6.7.3 面向服務的網(wǎng)絡尋址 125
6.7.4 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和全互聯(lián)工廠網(wǎng)絡 126
第7章泛在全場景新IP關鍵使能技術 127
7.1 確定性IP技術 127
7.1.1 確定性網(wǎng)絡概念和特征 127
7.1.2 確定性網(wǎng)絡業(yè)界研究進展 129
7.1.3 確定性IP架構 133
7.1.4 確定性IP組網(wǎng)設計 142
7.1.5 確定性IP試驗驗證 144
7.1.6 確定性IP網(wǎng)絡演進趨勢 149
7.2 網(wǎng)絡自組織協(xié)議 150
7.2.1 網(wǎng)絡自組織需求 150
7.2.2 網(wǎng)絡自組織研究進展 153
7.2.3 網(wǎng)絡自組織架構 156
7.2.4 網(wǎng)絡自組織技術實現(xiàn) 160
7.2.5 網(wǎng)絡自組織技術發(fā)展趨勢 177
7.3 內生安全協(xié)議 177
7.3.1 IPv4/IPv6安全分析 178
7.3.2 內生安全是未來網(wǎng)絡安全的重要趨勢 181
7.3.3 互聯(lián)網(wǎng)內生安全架構 182
7.3.4 內生安全相關技術 187
7.3.5 內生安全發(fā)展展望 200
7.4 運營級優(yōu)簡多播協(xié)議 201
7.4.1 多播業(yè)務發(fā)展需求 201
7.4.2 網(wǎng)絡多播研究現(xiàn)狀 202
7.4.3 優(yōu)簡多播技術框架 216
7.4.4 優(yōu)簡多播關鍵使能技術 220
7.4.5 優(yōu)簡多播應用場景 230
7.5 新傳輸層協(xié)議 241
7.5.1 網(wǎng)絡應用的傳輸需求 241
7.5.2 傳輸層協(xié)議發(fā)展綜述 245
7.5.3 應用感知的協(xié)議設計 254
7.5.4 靈活智能的傳輸功能 259
7.5.5 新傳輸層的演進方向 265
參考文獻 267
第8章泛在全場景新IP基礎設施 274
8.1 互聯(lián)網(wǎng)中心化管控問題分析 274
8.1.1 互聯(lián)網(wǎng)基礎設施 274
8.1.2 互聯(lián)網(wǎng)中心化問題 276
8.1.3 互聯(lián)網(wǎng)去中心化相關研究工作 276
8.2 去中心化互聯(lián)網(wǎng)基礎設施架構 277
8.3 去中心化互聯(lián)網(wǎng)技術 280
8.3.1 分布式賬本技術 280
8.3.2 名字空間管理層 283
8.3.3 應用層 286
8.4 互聯(lián)網(wǎng)基礎設施演進方案 288
8.4.1 IP地址管理和ROA能力的遷移 289
8.4.2 ASN管理和域間鄰居關系的遷移 290
8.4.3 域名系統(tǒng)的遷移 291
參考文獻 292
第9章泛在全場景新IP體系實踐案例 294
9.1 智慧城市 294
9.1.1 智慧城市場景實現(xiàn) 294
9.1.2 智慧城市實踐案例 297
9.2 車聯(lián)網(wǎng) 299
9.2.1 車聯(lián)網(wǎng)場景實現(xiàn) 299
9.2.2 車聯(lián)網(wǎng)實踐案例 300
9.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 302
9.3.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景實現(xiàn) 303
9.3.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實踐案例 304
9.4 能源互聯(lián)網(wǎng) 306
9.4.1 能源互聯(lián)網(wǎng)場景實現(xiàn) 306
9.4.2 能源互聯(lián)網(wǎng)實踐案例 308
9.5 互聯(lián)網(wǎng)智慧通信 310
9.5.1 互聯(lián)網(wǎng)智慧通信場景實現(xiàn) 310
9.5.2 互聯(lián)網(wǎng)智慧通信實踐案例 311
9.6 互聯(lián)網(wǎng)安全防護 314
9.6.1 互聯(lián)網(wǎng)安全防護場景實現(xiàn) 315
9.6.2 互聯(lián)網(wǎng)安全防護實踐案例 317
參考文獻 318
附錄泛在IP協(xié)議棧開源實踐 319