未来宽带网络的关键支撑技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王宝生，吕绍和，陈琳，陈晓梅，廖海宁 ... 著

图书标签:

• 宽带网络
• 未来网络
• 通信技术
• 5G
• 6G
• 网络架构
• 无线通信
• 光纤通信
• 网络安全
• 人工智能

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115337511

版次：01

商品编码：11403131

包装：精装

丛书名： 宽带中国系列

开本：16开

出版时间：2014-02-01

页数：276

正文语种：中文

编辑推荐

　　主要特点包括：首先，注重完整性。所涉及的都是网络方向十分活跃的研究领域，它们各自有非常多的专著。较全面地介绍了这些技术，为有志于这些方向研究的学者提供了必备的知识与深入的途径。第二，两条主线有机结合。既阐述宽带网络的组建、运行与测试的关键技术，也阐述网络应用角度上信息的传播、监管与安全防护。第三，融合实践经验。将本单位在网络方向的长期开发与研究的经验，与对网络前沿技术的介绍，有机结合。

内容简介

　　《未来宽带网络的关键支撑技术》主要介绍未来宽带网络的关键支撑技术，这些技术将从不同角度研究和解决宽带网络在泛在、高速与安全等方面的挑战。从层次上看，这些支撑技术涵盖系统级、平台级与应用级的不同层次的需求；从视角上看，也分别从开发者、管理者与用户等不同角度考察网络的支撑技术。全书的组织如下：第1章概述网络技术的历史与基本概念，第2章介绍物联网的支撑技术，第3章介绍云计算的支撑技术，第4章讨论支持移动性的相关技术，第5章介绍网络测试与测量的技术，第6章讨论网络性能的优化技术，第7、8章分别介绍网络态势感知与安全技术。
　　《未来宽带网络的关键支撑技术》可用于计算机、电子工程、通信、自动化与软件工程等相关专业的研究生与本科生教学，也可供相关领域的工程技术人员参考使用。

作者简介

王宝生 男，汉族，1970年3月出生，河北黄骅人，现任国防科技大学计算机学院网络与信息安全研究所所长，研究员，博士生导师，国家“863”专家。目前主要从事计算机网络体系结构、核心路由器设计与实现、无线网络、网络安全等方向的研究，先后参加过我国首台核心路由器和天河巨型计算机网络系统等国家重大科研项目，发表论文30多篇，获得国家科技进步二等奖2项，部委科技进步一等二等奖7项。





吕绍和 国防科技大学计算机学院助理研究员，目前主持国家自然科学基金、教育部博士点基金等项目。





陈琳 国防科技大学计算机学院博士，副教授，硕士生导师。





陈晓梅 博士，副研究员，硕士生导师

目录

目　录

第1章　绪论　1
1．1　宽带互联网　1
1．1．1　互联网的历史沿革　1
1．1．2　互联网的发展现状　2
1．1．3　未来的宽带互联网络　5
1．2　互联网基础技术　7
1．2．1　OSI与TCP/IP　7
1．2．2　IPv4　9
1．2．3　IPv6　11
1．3　宽带网络　12
1．3．1　基本含义　12
1．3．2　网络体系结构　13
1．4　宽带网络的支撑技术　14
1．4．1　支撑技术总览　15
1．4．2　功能支撑技术　16
1．4．3　平台支撑技术　16
1．4．4　应用支撑技术　16
1．5　本书的组织　17
参考文献　17

第2章　物联网技术　19
2．1　引言　19
2．2　物联网的基本概念　20
2．2．1　物联网的内涵　20
2．2．2　物联网与其他网络的关系　21
2．3　物联网的基本架构　22
2．3．1　物联网的结构组成　22
2．3．2　感知层　23
2．3．3　网络层　24
2．3．4　应用层　24
2．4　射频识别　25
2．4．1　概述　25
2．4．2　RFID系统的工作原理　26
2．4．3　访问控制与防碰撞　27
2．4．4　EPC Gen-2标准简介　30
2．5　无线传感器网络　31
2．5．1　概述　32
2．5．2　传感器　33
2．5．3　媒体访问控制(MAC)　34
2．5．4　数据聚合　36
2．5．5　能量有效的通信与感知　40
2．6　物联网的未来　43
2．7　小结　44
参考文献　44

第3章　云计算的网络支撑技术　47
3．1　云计算简介　47
3．1．1　云计算的概念　47
3．1．2　云计算的特点　48
3．1．3　云计算服务模型　49
3．1．4　云计算核心技术　49
3．2　网络虚拟化　51
3．2．1　网络节点虚拟化　51
3．2．2　网络平台虚拟化　52
3．3　网络设备虚拟化　53
3．4　链路虚拟化　54
3．4．1　链路虚拟化体系结构　55
3．4．2　虚拟接口切分技术　56
3．4．3　多跳链路虚拟化技术　57
3．4．4　链路虚拟化关键技术　58
3．4．5　支持链路虚拟化的路由器转发平面结构　59
3．5　统一交换　63
3．5．1　Fibre Channel协议　63
3．5．2　InfiniBand　63
3．5．3　多协议存储网络系统　65
3．5．4　数据中心以太网　68
3．6　软件定义网络(SDN)　68
3．6．1　SDN的架构　69
3．6．2　SDN的特点　70
3．6．3　SDN的部署和应用　71
3．7　小结　71
参考文献　71

第4章　移动性的支撑技术　74
4．1　引言　74
4．2　移动性管理　75
4．2．1　移动性的定义　75
4．2．2　位置登记　77
4．2．3　越区切换　77
4．3　移动IP　81
4．3．1　基本概念　81
4．3．2　基本架构与过程　84
4．3．3　关键技术　85
4．3．4　移动IPv6　88
4．4　无缝切换　88
4．4．1　切换的基本分类　89
4．4．2　移动IP中的无缝切换　90
4．4．3　WLAN无缝切换　93
4．4．4　LTE中的切换　97
4．5　标地分离的网络　101
4．5．1　概念与意义　101
4．5．2　基本的设计理念　102
4．5．3　标识/位置分离的移动方案　103
4．5．4　移动主机协议栈的设计　103
4．5．5　主机移动后的通信流程　104
4．5．6　增强移动平滑性的机制　105
4．6　未来发展趋势　106
4．7　小结　107
参考文献　107

第5章　测量与测试技术　110
5．1　网络测量　111
5．1．1　网络测量研究的意义与分类　111
5．1．2　常用网络测量工具　113
5．1．3　研究项目　114
5．1．4　网络测量体系结构　117
5．1．5　拓扑测量　122
5．1．6　性能测量　123
5．1．7　流量测量　128
5．2　网络测试　131
5．2．1　网络测试方法　131
5．2．2　网络测试的分类　132
5．2．3　协议一致性测试　133
5．2．4　性能测试　139
5．2．5　健壮性测试　143
5．3　网络测试与测量的未来　144
5．3．1　传统测试仪向虚拟仪器发展趋势　144
5．3．2　测试序列生成技术研究趋势　144
5．3．3　网络测量体系结构的研究趋势　145
5．3．4　网络拓扑测量的研究趋势　145
参考文献　146

第6章　资源管理和优化技术　149
6．1　引言　149
6．2　QoS技术　149
6．2．1　QoS体系结构　151
6．2．2　主要的QoS控制机制　155
6．2．3　QoS的研究热点　159
6．2．4　QoS的发展趋势　161
6．3　广域网优化　162
6．3．1　传输优化技术　162
6．3．2　多路径路由　164
6．3．3　负载均衡　166
6．4　流量工程　170
6．4．1　流量工程研究热点　171
6．4．2　流量工程的支撑技术　172
6．5　应用层优化技术　177
6．5．1　应用层优化技术产生背景　177
6．5．2　应用层优化技术的本质　179
6．5．3　应用层优化的支撑技术　180
6．6　小结　187
参考文献　188

第7章　互联网态势感知　191
7．1　概述　191
7．1．1　网络态势感知概述　191
7．1．2　网络态势感知模型　193
7．1．3　网络态势知识表示　196
7．1．4　网络态势评估方法　197
7．2　网络态势感知模型　201
7．2．1　模型概述　201
7．2．2　网络态势指标体系　206
7．2．3　态势因子选择方法　207
7．3　传输态势感知技术　208
7．3．1　概述　208
7．3．2　大象流识别方法　213
7．4　网络态势评估与预测　216
7．4．1　基于粗集的态势评估技术　216
7．4．2　基于神经网络的态势预测方法　222
参考文献　224

第8章　安全技术　227
8．1　网络安全概述　227
8．1．1　安全的基本概念　227
8．1．2　网络安全威胁　228
8．1．3　网络安全防护　235
8．2　密码技术　237
8．2．1　密码技术概述　237
8．2．2　身份基加密　240
8．2．3　属性基加密　241
8．2．4　同态加密　244
8．3　认证技术　245
8．3．1　网络认证技术　245
8．3．2　生物认证技术　249
8．3．3　证书认证协商中的敏感信息保护　251
8．4　信任管理技术　252
8．4．1　信任管理概述　252
8．4．2　基于身份策略的信任　254
8．4．3　基于行为信誉的信任　255
8．5　其他安全技术　256
8．5．1　信息隐藏技术　256
8．5．2　数字取证技术　258
8．5．3　零知识证明　259
8．5．4　秘密共享　260
8．5．5　入侵检测技术　262
8．5．6　DDoS检测技术　264
参考文献　265

名词索引 　268
作者简介 　275

前言/序言

《无尽连接：下一代通信网络的基石》 在这瞬息万变的数字时代，每一次信息的涌动，每一次数据的传输，都离不开支撑其运转的底层技术。我们正以前所未有的速度迈向一个万物互联、智能无处不在的未来，而这一切的实现，依赖于一场深刻的网络革命。 《无尽连接：下一代通信网络的基石》一书，将带领您深入探索这场革命的核心驱动力。它并非聚焦于宽带网络本身的技术细节，而是将目光投向更宏观、更具前瞻性的维度，揭示那些支撑起未来通信疆域的，最为关键、最为基础性的支撑要素。本书旨在为读者构建一个关于未来网络发展趋势的全面认知框架，并深度解析支撑这些趋势的颠覆性技术创新。 第一部分：网络范式的迁移——从连接到智能 我们首先会回顾通信网络的发展历程，从最初的电路交换到分组交换，再到如今普遍应用的IP网络。然而，未来的网络将不再仅仅是连接的堆砌，它将朝着更加智能化、自主化、服务化的方向演进。本部分将深入探讨以下几个核心议题： 软件定义网络（SDN）与网络功能虚拟化（NFV）的深远影响： 这两大技术并非简单地将硬件配置软件化，而是从根本上重塑了网络的架构和管理方式。SDN通过集中控制平面，赋予网络前所未有的灵活性和可编程性，使得网络资源的调度和配置能够实现动态化、自动化。NFV则将原本固定的网络功能，如路由器、防火墙等，从专用硬件迁移到通用服务器上的软件，极大地降低了部署成本，加速了新业务的上线速度，并为网络的弹性伸缩提供了可能。本书将详细阐述SDN和NFV的内在逻辑，分析它们如何打破传统网络的僵化，为实现更高级别的网络智能化打下基础，并探讨它们在网络切片、边缘计算等领域的应用潜力。 人工智能（AI）在网络中的角色演变： AI不再是遥不可及的理论概念，它正以前所未有的速度渗透到网络的各个层面。从故障预测与自愈、智能流量调度，到网络安全威胁的实时检测与防御，AI正在成为网络“智慧”的源泉。本书将重点剖析AI如何在网络资源优化、用户体验提升、网络运维自动化等方面发挥关键作用。我们将深入探讨机器学习、深度学习等AI技术如何赋能网络，使其能够理解复杂的数据模式，做出更明智的决策，甚至预测未来的网络需求和潜在风险。同时，本书也会触及AI在网络设计和规划阶段的应用，例如通过AI算法来优化网络拓扑结构，预测未来流量增长趋势，从而提前进行容量规划。 网络安全范式的重塑——从边界防御到零信任： 随着网络攻击的日益复杂和隐蔽，传统的基于边界防御的安全模型已难以为继。未来的网络安全将更加强调“零信任”原则，即不信任任何内部或外部的实体，所有访问都需要经过严格的验证和授权。本书将深入分析零信任模型的核心理念，探讨其在身份认证、访问控制、数据加密、行为分析等方面的具体实现路径。同时，我们将关注区块链技术在网络安全领域的应用，例如如何利用其去中心化、不可篡改的特性来增强数据安全性和可信度。此外，本书还会探讨量子计算对当前加密体系带来的挑战，以及后量子密码学的研究进展，为读者揭示未来网络安全领域面临的机遇与挑战。 第二部分：实现无缝连接的物理与逻辑基石 在网络范式迁移的宏大叙事下，支撑这一切的物理和逻辑基础同样至关重要。本书将把焦点放在那些支撑起“无尽连接”的底层技术创新和演进。 下一代无线通信的关键技术： 5G仅仅是一个起点，未来的移动通信将朝着更高速度、更低延迟、更广连接的方向发展。本书将深入探讨6G所描绘的技术蓝图，例如太赫兹通信、人工智能驱动的无线通信、以及感知通信一体化等前沿概念。我们将分析这些技术将如何突破现有频谱和传输速率的瓶颈，为实现超高清视频、沉浸式XR体验、大规模物联网连接等应用提供可能。同时，本书也会关注低功耗广域网（LPWAN）技术，如NB-IoT和LoRa，以及它们在物联网场景中的关键作用，以及如何实现海量设备的低成本、高效率连接。 光通信的持续革新与未来展望： 光纤通信作为当前高速通信网络的主干，其技术革新从未停歇。本书将探讨相干光通信、空分复用（SDM）等先进光传输技术，分析它们如何大幅提升光纤的传输容量和效率。我们还将展望下一代光网络架构，例如光交换技术的发展，以及如何通过光计算来进一步加速信息处理。此外，本书将关注光网络在数据中心互联、城域网升级以及未来海底光缆建设中的战略地位，以及其在支持超大规模数据传输和低延迟通信方面的核心价值。 边缘计算与分布式智能的融合： 随着物联网设备数量的爆炸式增长，以及对实时数据处理需求的提升，将计算能力推向网络边缘成为必然趋势。本书将深入剖析边缘计算的架构设计、关键技术以及应用场景。我们将重点探讨如何将AI能力下沉到边缘节点，实现本地化的智能决策和数据分析，从而降低对云端的依赖，减少延迟，提升用户体验。同时，本书也将关注分布式账本技术（如区块链）在边缘计算安全和可信度方面的应用，以及如何构建一个去中心化的、自主协同的边缘计算网络。 网络协议的演进与新一代互联网架构： TCP/IP协议族在互联网发展中功不可没，但面对未来海量连接和多样化应用的需求，协议的优化和演进也势在必行。本书将探讨下一代互联网协议（如IPv6的深入普及）的意义，以及在传输层、应用层等方面可能出现的创新。同时，我们将关注内容分发网络（CDN）的进一步发展，以及如何通过更加智能化的内容缓存和路由策略，提升内容访问的效率和用户体验。本书还会触及去中心化互联网（Web3.0）的概念，探讨其潜在的技术实现路径，以及它对未来网络架构和信息传播方式可能带来的颠覆性影响。 第三部分：支撑未来的创新生态与治理体系 除了技术本身的演进，支撑下一代通信网络发展的生态系统和治理体系同样至关重要。 开放的创新平台与标准化的重要性： 未来的网络发展将更加依赖于开放的创新平台和广泛的生态合作。本书将探讨开源社区在推动网络技术发展中的作用，以及各种开放参考架构（如ONAP、OpenStack）的意义。同时，我们也将强调标准化在促进互联互通、降低技术壁垒、加速产业发展中的核心作用，并关注相关国际标准化组织的工作进展。 网络治理与监管的未来走向： 随着网络能力的增强和应用范围的扩展，网络治理和监管问题也日益凸显。本书将探讨数据隐私保护、网络中立性、数字鸿沟、以及新兴技术带来的伦理挑战等议题。我们将分析不同国家和地区在网络治理方面的政策导向，以及如何通过技术手段和法律法规相结合的方式，构建一个公平、安全、可持续的网络发展环境。 人才培养与技术普及： 任何一项颠覆性技术的落地，都离不开高素质人才的支撑和广泛的技术普及。本书将关注下一代通信网络领域所需的核心技能和人才培养模式，并探讨如何通过教育、培训和公众科普，降低技术门槛，激发更多创新力量。 《无尽连接：下一代通信网络的基石》是一本为渴望理解未来数字世界脉搏的读者而作的指南。它旨在拨开技术细节的迷雾，呈现出驱动网络革命的深层逻辑和关键要素。本书将帮助您建立对未来通信网络发展的宏观认知，理解那些正在悄然改变我们生活和工作的颠覆性力量，并为把握未来科技发展的机遇做好充分准备。它是一次对未来连接的深度探索，一次对驱动智能时代的根本性追问。

评分☆☆☆☆☆

我翻开这本书，第一感觉是它似乎在描绘一个遥远的未来，一个我们现在还无法完全触及的科技图景。我原以为会看到很多关于光纤技术的最新进展，比如更先进的材料、更快的传输速度，以及如何突破现有瓶颈的技术手段。我期待书中能够详细介绍光信号传输的物理原理、光器件的设计与制造，以及如何在现有网络基础设施上实现升级和演进。此外，我也希望它能探讨光网络在连接万物、支持大数据传输、实现低时延通信等方面所扮演的关键角色。例如，如何利用空分复用、波分复用等技术进一步提升光纤的容量，又或者是在建设覆盖更广、更深入的光网络时，会遇到哪些工程上的挑战和解决方案。总而言之，我希望这本书能够带我走进一个由光编织而成的、充满无限可能性的未来网络世界，让我感受到科技进步带来的震撼。

评分☆☆☆☆☆

老实说，看到《未来宽带网络的关键支撑技术》这个书名，我的第一反应是它可能会涉及一些非常硬核的理论知识，比如信息论、信号处理、网络协议栈的深度解析，甚至是密码学在网络安全中的应用。我本来准备好迎接一堆复杂的数学公式和算法模型，期待书中能够详细阐述如何通过优化算法来提高数据传输效率，如何设计更鲁棒的网络协议来应对各种复杂情况，以及如何利用先进的加密技术来保护网络数据的安全。我还幻想着能够看到一些关于分布式系统、人工智能在网络管理和优化中的应用，以及如何构建一个能够自愈、自适应的智能网络。这本书如果能将这些抽象的概念与实际的网络架构、设备实现相结合，那就更完美了，毕竟理论与实践的结合才是技术发展的精髓所在。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本书时，内心是充满好奇的。我原本以为它会聚焦于如何构建一个更高速、更稳定、更可靠的宽带网络。我想象中，书里会详细介绍当前在网络建设领域遇到的挑战，比如网络拥塞、时延问题、以及如何提高网络带宽以满足日益增长的流量需求。我期待看到一些关于网络基础设施建设的最新技术和方法，例如，在无线通信领域，如何部署更密集的基站，如何优化天线设计，如何利用新的频段来提升通信容量。在有线通信方面，我则希望了解光纤入户的最新进展，以及如何通过技术手段来降低网络建设和维护的成本，同时提高网络的整体性能。这本书如果能提供一些关于网络部署策略、网络规划方法，甚至是如何解决一些现实中的网络故障的案例，那就再好不过了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题《未来宽带网络的关键支撑技术》让我充满了期待，我原本以为会深入探讨5G、6G等下一代通信技术的底层架构、核心算法以及面临的技术瓶颈和突破方向。我设想书中会详细剖析诸如新型调制解调技术、高频段频谱利用、大规模MIMO、网络切片、边缘计算与云计算的协同，甚至是量子通信在未来网络中的潜在应用。同时，我也期待书中能对这些技术如何相互作用，形成一个高度智能化、服务化的网络生态系统进行阐释，并能提供一些实际的案例分析，展示这些技术如何落地，如何推动产业升级，如何影响我们的日常生活。或许，书中还会涉及一些关于网络安全、能耗优化以及可持续发展等方面的前瞻性讨论，因为这些无疑是未来网络建设不可忽视的重要议题。我最想了解的，是作者如何将如此复杂的技术概念，用一种清晰易懂，又不失深度的方式呈现给读者，让我们这些非专业人士也能窥见未来网络技术的冰山一角。

评分☆☆☆☆☆

拿到《未来宽带网络的关键支撑技术》这本书，我的第一想法是，它应该会带我一窥未来通信世界的蓝图。我设想书中会深入探讨物联网（IoT）在未来网络中的角色，以及如何构建一个能够承载海量物联网设备的网络。我希望能够看到关于低功耗广域网（LPWAN）技术，比如NB-IoT、LoRa等在不同场景下的应用分析，以及如何将它们与5G等主流技术融合，构建一个多层次、多维度的通信网络。此外，我也期待书中能够讨论如何保障海量物联网设备接入的稳定性和安全性，以及如何通过数据分析和人工智能来优化物联网设备的能耗和通信效率。这本书如果能提供一些关于智慧城市、智能家居、工业互联网等领域的具体应用案例，并阐述它们是如何依赖于未来宽带网络提供的支撑，那将非常有启发性，让我真切感受到科技改变生活的力量。