未来互联网体系结构与协议
作者：（美）拉马默蒂 编著
出版时间：2015年版
内容简介
随着对容量、服务质量、速度以及可靠性要求的不断提高，现有互联网系统已经疲于应对，人们也开始对它重新审视。《未来互联网体系结构与协议》从设计、架构、协议、机制等几个方面，集成了本领域相关专家最新的创新性贡献，使得研究人员可以成功构建出下一代互联网。《未来互联网体系结构与协议》视角广泛，涉及的话题既包括有线和无线介质的物理层/传送层创新成果，也包括设备层和子系统层面的新型交换和路由的最佳范例。《未来互联网体系结构与协议》还讨论了在日益复杂的环境中，数据传送层应该选择使用TCP还是UDP，并讨论了NOVEL模型及其理论基础，以便于理解网络的复杂性。最后，还讨论了定价和网络经济等内容。
目录
前言
本书结构
致谢
第一部分使能技术
第1章T比特分组交换机的光学交换结构3
1.1光学交换结构4
1.1.1波长选择架构6
1.1.2波长路由架构7
1.1.3平面交换架构9
1.2光学设备建模9
1.2.1物理模型10
1.2.2设备特征化11
1.2.3多平面的具体问题13
1.3可扩展性分析14
1.4成本分析16
1.5结果19
1.5.1总交换带宽的可扩展性19
1.5.2CAPEX估计20
1.6结论21
参考文献22
第2章宽带接入网络：现在和未来的方向24
2.1引言24
2.1.1当前的宽带接入方案24
2.1.2无源光网络25
2.1.3扩展范围：LR-PON27
2.2技术和演示28
2.2.1使能技术28
2.2.2LR-PON的演示29
2.3LR-PON研究的挑战30
2.3.1低成本器件：无色ONU30
2.3.2资源分配：多线程轮询的动态带宽分配30
2.3.3流量控制：行为感知的用户指定31
2.4到达终端用户：无线光学宽带接入网络32
2.4.1WOBAN体系结构32
2.4.2WOBAN的动机33
2.4.3WOBAN研究的挑战34
2.5结论35
参考文献35
第3章IP/WDM网络的光学控制平面和一种新型统一控制平面架构38
3.1引言38
3.2光学控制平面设计概述39
3.2.1链路管理协议39
3.2.2GMPLS路由协议40
3.2.3GMPLS信令协议41
3.3IP-over-WDM组网体系结构42
3.3.1叠加覆盖模型43
3.3.2点和增广模型43
3.4光学控制平面设计的一种新方法：一种光学层结构统一的控制平面架构44
3.4.1统一控制平面的节点架构44
3.4.2光学层结构配置45
3.5结论59
参考文献60
第4章认知路由协议及体系结构64
4.1引言64
4.2移动感知路由协议65
4.2.1背景65
4.2.2方法66
4.2.3好处68
4.2.4协议架构69
4.3频谱感知路由协议70
4.3.1背景70
4.3.2方法71
4.3.3好处73
4.3.4协议架构74
4.4结论75
参考文献75
第5章网格组网78
5.1引言78
5.2网格78
5.2.1网格计算79
5.2.2Lambda Grid网络80
5.3云计算80
5.4资源81
5.4.1网格网络资源81
5.4.2光网络试验床和项目81
5.4.3计算资源83
5.4.4其他资源84
5.5调度84
5.6光电路交换和光突发交换86
5.6.1对基于OCS的网格的研究86
5.6.2对基于OBS的网格的研究88
5.7结论89
参考文献89
第二部分网 络 架 构
第6章主机标识协议概览95
6.1介绍95
6.2当前互联网的主要问题96
6.2.1通用连接的断开96
6.2.2对移动和多宿主支持不佳96
6.2.3不必要的流量97
6.2.4缺乏验证、隐私和可靠性97
6.3HIP架构和基础交换98
6.3.1基础98
6.3.2HITs和LSIs99
6.3.3协议和包格式100
6.3.4详细的分层103
6.3.5功能模型104
6.3.6潜在弊端105
6.4移动性、多宿主和连接106
6.4.1基于HIP的基本移动性和多宿主106
6.4.2促进网络交汇107
6.4.3寻址领域间的移动性107
6.4.4子网移动性108
6.4.5应用级的移动性109
6.5隐私、可靠性和不必要流量110
6.5.1隐私和可靠性110
6.5.2减少不必要的流量111
6.6HIP现状112
6.7总结114
致谢114
参考文献114
第7章合约交换：管理跨域动态118
7.1合约交换格式119
7.2架构因素120
7.2.1对等点间的动态合约120
7.2.2合约路由120
7.3合约链接：救助和远期124
7.3.1救助远期合约（BFC）125
7.3.2正式化BFC的定价125
7.3.3BFC性能评估127
7.4总结132
参考文献132
第8章PHAROS：下一代核心光纤网络架构134
8.1引言134
8.2背景136
8.3PHAROS架构：概述137
8.4资源分配140
8.4.1资源管理策略140
8.4.2保护142
8.4.3剧本144
8.4.4子拉姆达疏导146
8.5信令系统146
8.5.1控制平面操作148
8.5.2故障通知149
8.6核心节点实现150
8.7性能分析152
8.8结论153
参考文献153
第9章网络服务的定制化155
9.1背景155
9.1.1互联网架构155
9.1.2下一代互联网155
9.1.3数据路径可编程性156
9.1.4技术挑战156
9.1.5网络内处理方案157
9.2网络服务157
9.2.1概念157
9.2.2系统架构159
9.3终端系统接口和服务规范160
9.3.1服务管道160
9.3.2服务组合161
9.4路由选择和服务安置162
9.4.1问题陈述162
9.4.2集中式的路由寻址和安置163
9.4.3分布式选路和安置164
9.5运行时资源管理164
9.5.1工作负载和系统模型165
9.5.2资源管理问题165
9.5.3任务复制165
9.5.4任务匹配/映射166
9.6总结166
参考文献167
第10章支持互联网创新和演变的架构170
10.1面向一个新的互联网框架170
10.2当前架构的问题172
10.3SILO架构：为改变而设计173
10.4之前相关的工作176
10.5建模和案例研究177
10.6未来工作：SDO、未定、虚拟、silo镜像178
10.6.1虚拟化178
10.6.2SDO：“软件定义的光学器件”181
10.6.3其他开放性问题182
10.7用例研究182
参考文献183
第三部分协议与实践
第11章网络层中的分离路由策略187
11.1引言187
11.2后现代互联网架构项目的设计目标188
11.3架构概述189
11.3.1PFRI网络结构和寻址189
11.3.2PFRI转发190
11.3.3PFRI路由策略192
11.3.4PFRI数据包头机制193
11.4PFRI架构的扩展性193
11.5讨论196
11.6实验评价198
11.7其他新的方法199
致谢201
参考文献201
第12章多路径边界网关协议：动机和解决方案203
12.1引言203
12.2Trilogy项目204
12.2.1目标204
12.2.2Trilogy技术204
12.3多路径路由205
12.3.1更高的网络容量206
12.3.2可扩展的流量工程能力206
12.3.3改进的路径变化响应206
12.3.4增强安全207
12.3.5提高市场透明度207
12.4多路径BGP207
12.4.1域内多路径路由208
12.4.2域间多路径路由209
12.4.3其他解决方案的动机210
12.4.4mBGP和MpASS211
12.5总结和下一步工作215
参考文献216
第13章显式拥塞控制：命令、公平和准入管理218
13.1公平219
13.2比例公平的速率控制协议221
13.2.1局部稳定性的充分条件223
13.2.2说明性的仿真223
13.2.3两种形式的反馈224
13.2.4均衡调整225
13.3准入管理225
13.3.1阶梯式算法225
13.3.2阶梯式算法的鲁棒性226
13.3.3网络管理指南227
13.3.4阐述利用率和鲁棒性的权衡228
13.3.5缓冲区大小和阶梯算法230
13.4结束语231
致谢232
参考文献232
第14章KanseiGenie：用于无线传感器网络结构的资源管理和可编程性的软件基础设施234
14.1引言234
14.2传感结构的特征236
14.2.1通用服务237
14.2.2特定领域服务240
14.3KanseiGenie架构241
14.3.1结构模型241
14.3.2KanseiGenie架构242
14.3.3GENI扩展KanseiGenie244
14.3.4KanseiGenie的实现244
14.3.5KanseiGenie联合246
14.4KanseiGenie的定制和使用249
14.4.1如何定制KanseiGenie249
14.4.2垂直API和定制中的角色249
14.4.3KanseiGenie用法的逐步浏览250
14.5下一代网络中进化研究问题250
14.5.1传感器结构的资源规范250
14.5.2资源发现251
14.5.3资源分配251
14.5.4数据作为资源252
14.5.5网络虚拟化253
14.6结论253
参考文献253
第四部分理论和模型
第15章互联网交换机的缓存和调度理论257
15.1引言257
15.2缓存大小和端到端拥塞控制258
15.2.1缓存大小的四个启发性争论258
15.2.2流量往返模型和排队模型260
15.2.3排队延迟、利用率和同步262
15.2.4流量颠簸264
15.3交换机排队调度理论265
15.3.1交换网络模型266
15.3.2容量区域和虚拟队列267
15.3.3性能分析267
15.4报文级架构提议271
参考文献273
第16章随机网络效用最大化和无线调度275
16.1引言275
16.2LAD（作为优化分解的分层）276
16.2.1背景276
16.2.2关键思想和程序277
16.3随机NUM（网络效用最大化）278
16.3.1会话层动力学278
16.3.2数据包级动力学282
16.3.3约束层动力学283
16.3.4多个动力学的组合285
16.4无线调度286
16.4.1无冲突算法287
16.4.2基于冲突的算法290
16.4.3性能复杂度的权衡294
16.4.4下一步的研究方向297
致谢297
参考文献297
第17章双向网络和对等网络中的网络编码306
17.1网络编码背景306
17.2双向网络中的网络编码307
17.2.1无向网络中的单一多播308
17.2.2线性规划视角311
17.2.3类似互联网的双向网络中的单一多播312
17.2.4更严格的界限313
17.2.5多个通信会话313
17.2.6多播的源自主属性314
17.3对等网络中的网络编码314
17.3.1网络编码下的节点辅助内容分发315
17.3.2网络编码下的节点辅助流媒体316
17.4总结318
参考文献319
第18章网络经济：中立性、竞争和服务差异化322
18.1中立性324
18.1.1模型325
18.1.2单边和双边定价的分析326
18.1.3用户福利和社会福利328
18.1.4比较328
18.1.5结论331
18.2竞争332
18.2.1模型333
18.2.2电路类比334
18.3服务差异化339
致谢340
参考文献340
索引343
