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第一部分 现代网络2

第1章 现代网络的组成2

1.1网络生态系统2

1.2网络体系结构的例子4

1.2.1全球性网络的体系结构4

1.2.2典型的网络层次结构6

1.3以太网7

1.3.1以太网应用7

1.3.2标准9

1.3.3以太网数据速率10

1.4 Wi-Fi13

1.4.1 Wi-Fi应用13

1.4.2标准14

1.4.3 Wi-Fi数据速率14

1.5 4G/5G蜂窝网15

1.5.1第一代15

1.5.2第二代15

1.5.3第三代16

1.5.4第四代16

1.5.5第五代16

1.6云计算17

1.6.1云计算的概念17

1.6.2云计算的好处18

1.6.3云网络18

1.6.4云存储18

1.7物联网19

1.7.1物联网中的物19

1.7.2演化19

1.7.3物联网的层次19

1.8网络汇聚20

1.9统一通信21

1.10重要术语24

1.11参考文献24

第2章 需求和技术25

2.1网络和因特网流量的类型25

2.1.1弹性流量25

2.1.2非弹性流量26

2.1.3实时流量特性28

2.2需求：大数据、云计算和移动流量30

2.2.1大数据30

2.2.2云计算32

2.2.3移动流量34

2.3需求：QoS和QoE35

2.3.1服务质量35

2.3.2体验质量36

2.4路由选择36

2.4.1特点37

2.4.2分组转发37

2.4.3路由选择协议38

2.4.4路由器的组成40

2.5拥塞控制40

2.5.1拥塞的影响41

2.5.2拥塞控制技术43

2.6 SDN和NFV45

2.6.1软件定义网络45

2.6.2网络功能虚拟化46

2.7现代网络要素47

2.8重要术语48

2.9参考文献48

第二部分 软件定义网络50

第3章 SDN：背景与动机50

3.1不断演化的网络需求50

3.1.1需求在不断增长50

3.1.2供给在不断增长50

3.1.3流量模式更为复杂51

3.1.4传统的网络体系结构已经不再适用51

3.2 SDN方法53

3.2.1需求53

3.2.2 SDN体系结构53

3.2.3软件定义网络的特征56

3.3 SDN和NFV相关标准56

3.3.1标准制定机构57

3.3.2产业协会58

3.3.3开放发展组织59

3.4重要术语59

3.5参考文献60

第4章 SDN数据平面和OpenFlow61

4.1 SDN数据平面61

4.1.1数据平面功能61

4.1.2数据平面协议63

4.2 OpenFlow逻辑网络设备63

4.2.1流表结构65

4.2.2流表流水线68

4.2.3多级流表的使用71

4.2.4组表71

4.3 OpenFlow协议73

4.4重要术语74

第5章 SDN控制平面75

5.1 SDN控制平面体系结构76

5.1.1控制平面功能76

5.1.2南向接口77

5.1.3北向接口78

5.1.4路由选择79

5.2 ITU-T模型80

5.3 OpenDaylight81

5.3.1 OpenDaylight的体系结构81

5.3.2 OpenDaylight的氦版本82

5.4 REST85

5.4.1 REST约束85

5.4.2 REST API例子87

5.5控制器间的合作和协调88

5.5.1集中式与分布式控制器88

5.5.2高可用性的集群89

5.5.3联邦的SDN网络90

5.5.4边界网关协议90

5.5.5域间的路由选择和QoS91

5.5.6为QoS管理使用BGP92

5.5.7 IETF SDNi93

5.5.8 OpenDaylight SDNi94

5.6重要术语95

5.7参考文献96

第6章 SDN应用平面97

6.1 SDN应用平面体系结构97

6.1.1北向接口98

6.1.2网络服务抽象层98

6.1.3网络应用98

6.1.4用户接口98

6.2网络服务抽象层99

6.2.1 SDN中的抽象99

6.2.2 Frenetic100

6.3流量工程102

6.4测量和监视104

6.5安全105

6.6数据中心网络109

6.6.1基于SDN的大数据109

6.6.2基于SDN的云网络110

6.7移动和无线112

6.8信息中心网络112

6.8.1 CCNx113

6.8.2抽象层的使用114

6.9重要术语116

第三部分 虚拟化118

第7章 网络功能虚拟化：概念与体系结构118

7.1 NFV的背景与动机118

7.2虚拟机119

7.2.1虚拟机监视器120

7.2.2体系结构方法121

7.2.3容器虚拟化123

7.3 NFV概念123

7.3.1 NFV使用案例126

7.3.2 NFV的基本要素127

7.3.3高层NFV框架127

7.4 NFV的技术优势与必要条件128

7.4.1 NFV的技术优势128

7.4.2 NFV的必要条件129

7.5 NFV参考体系结构129

7.5.1 NFV管理与编排130

7.5.2参照点130

7.5.3具体实现131

7.6重要术语132

7.7参考文献132

第8章 NFV功能133

8.1 NFV基础设施133

8.1.1容器接口134

8.1.2 NFVI容器的部署136

8.1.3 NFVI域的逻辑结构137

8.1.4计算域137

8.1.5管理程序域139

8.1.6基础设施网络域140

8.2虚拟网络功能142

8.2.1 VNF接口142

8.2.2 VNFC间通信143

8.2.3 VNF扩展144

8.3 NFV管理与编排145

8.3.1虚拟基础设施管理器145

8.3.2虚拟网络功能管理器146

8.3.3 NFV编排器146

8.3.4仓库147

8.3.5单元管理147

8.3.6 OSS/BSS147

8.4 NFV用例147

8.4.1体系结构用例148

8.4.2面向服务用例149

8.5 SDN与NFV150

8.6重要术语152

8.7参考文献153

第9章 网络虚拟化154

9.1虚拟局域网154

9.1.1虚拟局域网的使用156

9.1.2 VLAN的定义157

9.1.3 VLAN内部成员间的通信158

9.1.4 IEEE 802.1Q VLAN标准158

9.1.5嵌套的VLAN159

9.2 OpenFlow对VLAN的支持160

9.3虚拟专用网161

9.3.1 IPsec VPN161

9.3.2 MPLS VPN163

9.4网络虚拟化165

9.4.1一个简单的例子166

9.4.2网络虚拟化的体系结构167

9.4.3网络虚拟化的优势169

9.5 OpenDaylight的虚拟租用网169

9.6软件定义的基础设施172

9.6.1软件定义存储173

9.6.2 SDI架构174

9.7重要术语175

9.8参考文献176

第四部分 用户需求的定义与支撑技术178

第10章 服务质量178

10.1背景179

10.2 QoS体系结构的框架179

10.2.1数据平面180

10.2.2控制平面181

10.2.3管理平面182

10.3集成服务体系结构182

10.3.1 ISA方法182

10.3.2 ISA组件183

10.3.3 ISA服务184

10.3.4排队规则185

10.4区分服务187

10.4.1服务188

10.4.2 DiffServ字段188

10.4.3 DiffServ的配置和运维189

10.4.4逐跳行为191

10.4.5默认转发PHB192

10.5服务等级约定194

10.6 IP性能测度195

10.7 OpenFlow对QoS的支持197

10.7.1队列结构197

10.7.2计量器198

10.8重要术语199

10.9参考文献199

第11章 QoE：用户体验质量200

11.1为什么会有QoE200

11.2因缺乏QoE考量而失败的服务202

11.3与QoE相关的标准化项目203

11.4体验质量的定义203

11.4.1质量的定义204

11.4.2体验的定义204

11.4.3质量的形成过程204

11.4.4体验质量的定义205

11.5实际中的QoE策略205

11.5.1 QoE/QoS分层模型205

11.5.2 QoE/QoS层次的概括与合并207

11.6影响QoE的因素207

11.7 QoE的测量208

11.7.1主观评价法208

11.7.2客观评价法209

11.7.3端用户设备分析法210

11.7.4 QoE测量方法小结210

11.8 QoE的应用211

11.9重要术语212

11.10参考文献212

第12章 QoS和QoE对网络设计的影响213

12.1 QoE/QoS映射模型的分类213

12.1.1基于黑盒媒体的QoS/QoE映射模型213

12.1.2基于白盒参数的QoS/QoE映射模型214

12.1.3灰盒QoS/QoE映射模型215

12.1.4 QoS/QoE映射模型选择小贴士215

12.2面向IP的参数QoS/QoE映射模型216

12.2.1用于视频服务的网络层QoE/QoS映射模型216

12.2.2用于视频服务的应用层QoE/QoS映射模型216

12.3 IP网络的可操作QoE217

12.3.1面向系统的可操作QoE方案217

12.3.2面向服务的可操作QoE方案218

12.4 QoE与QoS服务监视对比219

12.4.1 QoS监视方案220

12.4.2 QoE监视方案221

12.5基于QoE的网络和服务管理224

12.5.1基于QoE的VoIP呼叫管理225

12.5.2基于QoE的以主机为中心的垂直切换225

12.5.3基于QoE的以网络为中心的垂直切换226

12.6重要术语227

12.7参考文献227

第五部分 现代网络体系结构：云和雾230

第13章 云计算230

13.1基本概念230

13.2云服务231

13.2.1软件即服务232

13.2.2平台即服务233

13.2.3基础设施即服务234

13.2.4其他云服务234

13.2.5 XaaS236

13.3云部署模型237

13.3.1公有云237

13.3.2私有云237

13.3.3社区云238

13.3.4混合云238

13.4云体系结构238

13.4.1 NIST云计算参考体系结构238

13.4.2 ITU-T云计算参考体系结构241

13.5 SDN和NFV243

13.5.1服务提供商视角243

13.5.2私有云视角243

13.5.3 ITU-T云计算功能参考体系结构243

13.6重要术语244

第14章 物联网：基本构成246

14.1 IoT时代的开启246

14.2 IoT领域247

14.3具有IoT功能的物的组成248

14.3.1传感器249

14.3.2执行器251

14.3.3微控制器251

14.3.4收发器255

14.3.5 RFID255

14.4重要术语259

14.5参考文献259

第15章 物联网：体系结构与实现260

15.1 IoT体系结构260

15.1.1 ITU-T IoT参考模型260

15.1.2 IoT全球论坛参考模型264

15.2 IoT实现269

15.2.1 IoTivity269

15.2.2思科IoT系统277

15.2.3 ioBridge281

15.3重要术语284

15.4参考文献284

第六部分 相关主题286

第16章 安全286

16.1安全需求286

16.2 SDN安全287

16.2.1 SDN安全威胁287

16.2.2软件定义安全289

16.3 NFV安全290

16.3.1攻击表面290

16.3.2 ETSI安全视角292

16.3.3安全技术293

16.4云安全293

16.4.1安全问题和关注点294

16.4.2云安全风险和对策295

16.4.3云中的数据保护296

16.4.4云安全即服务297

16.4.5解决云计算的安全问题299

16.5 IoT安全300

16.5.1漏洞修复301

16.5.2 ITU-T定义的IoT安全和隐私需求301

16.5.3 IoT安全框架302

16.5.4结束语304

16.6重要术语304

16.7参考文献304

第17章 新的网络技术对IT职业的影响305

17.1网络专业人员的角色变化305

17.1.1不断变化的职责306

17.1.2对职位的影响307

17.1.3必须面对的现实底线307

17.2 DevOps307

17.2.1 DevOps基础308

17.2.2 DevOps需求311

17.2.3用于网络的DevOps311

17.2.4 DevOps网络产品313

17.2.5思科DevNet314

17.2.6有关DevOps当前状态的小结314

17.3培训与认证314

17.3.1认证计划314

17.3.2 IT技能318

17.4在线资源319

17.5参考文献320

参考文献321

索引325