未來互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議

前言
本書結(jié)構(gòu)
致謝
第一部分使能技術(shù)
第1章T比特分組交換機(jī)的光學(xué)交換結(jié)構(gòu)3
1.1光學(xué)交換結(jié)構(gòu)4
1.1.1波長(zhǎng)選擇架構(gòu)6
1.1.2波長(zhǎng)路由架構(gòu)7
1.1.3平面交換架構(gòu)9
1.2光學(xué)設(shè)備建模9
1.2.1物理模型10
1.2.2設(shè)備特征化11
1.2.3多平面的具體問題13
1.3可擴(kuò)展性分析14
1.4成本分析16
1.5結(jié)果19
1.5.1總交換帶寬的可擴(kuò)展性19
1.5.2CAPEX估計(jì)20
1.6結(jié)論21
參考文獻(xiàn)22
第2章寬帶接入網(wǎng)絡(luò)：現(xiàn)在和未來的方向24
2.1引言24
2.1.1當(dāng)前的寬帶接入方案24
2.1.2無源光網(wǎng)絡(luò)25
2.1.3擴(kuò)展范圍：LR-PON27
2.2技術(shù)和演示28
2.2.1使能技術(shù)28
2.2.2LR-PON的演示29
2.3LR-PON研究的挑戰(zhàn)30
2.3.1低成本器件：無色ONU30
2.3.2資源分配：多線程輪詢的動(dòng)態(tài)帶寬分配30
2.3.3流量控制：行為感知的用戶指定31
2.4到達(dá)終端用戶：無線光學(xué)寬帶接入網(wǎng)絡(luò)32
2.4.1WOBAN體系結(jié)構(gòu)32
2.4.2WOBAN的動(dòng)機(jī)33
2.4.3WOBAN研究的挑戰(zhàn)34
2.5結(jié)論35
參考文獻(xiàn)35
第3章IP/WDM網(wǎng)絡(luò)的光學(xué)控制平面和一種新型統(tǒng)一控制平面架構(gòu)38
3.1引言38
3.2光學(xué)控制平面設(shè)計(jì)概述39
3.2.1鏈路管理協(xié)議39
3.2.2GMPLS路由協(xié)議40
3.2.3GMPLS信令協(xié)議41
3.3IP-over-WDM組網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)42
3.3.1疊加覆蓋模型43
3.3.2點(diǎn)和增廣模型43
3.4光學(xué)控制平面設(shè)計(jì)的一種新方法：一種光學(xué)層結(jié)構(gòu)統(tǒng)一的控制平面架構(gòu)44
3.4.1統(tǒng)一控制平面的節(jié)點(diǎn)架構(gòu)44
3.4.2光學(xué)層結(jié)構(gòu)配置45
3.5結(jié)論59
參考文獻(xiàn)60
第4章認(rèn)知路由協(xié)議及體系結(jié)構(gòu)64
4.1引言64
4.2移動(dòng)感知路由協(xié)議65
4.2.1背景65
4.2.2方法66
4.2.3好處68
4.2.4協(xié)議架構(gòu)69
4.3頻譜感知路由協(xié)議70
4.3.1背景70
4.3.2方法71
4.3.3好處73
4.3.4協(xié)議架構(gòu)74
4.4結(jié)論75
參考文獻(xiàn)75
第5章網(wǎng)格組網(wǎng)78
5.1引言78
5.2網(wǎng)格78
5.2.1網(wǎng)格計(jì)算79
5.2.2Lambda Grid網(wǎng)絡(luò)80
5.3云計(jì)算80
5.4資源81
5.4.1網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)資源81
5.4.2光網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)床和項(xiàng)目81
5.4.3計(jì)算資源83
5.4.4其他資源84
5.5調(diào)度84
5.6光電路交換和光突發(fā)交換86
5.6.1對(duì)基于OCS的網(wǎng)格的研究86
5.6.2對(duì)基于OBS的網(wǎng)格的研究88
5.7結(jié)論89
參考文獻(xiàn)89
第二部分網(wǎng) 絡(luò) 架 構(gòu)
第6章主機(jī)標(biāo)識(shí)協(xié)議概覽95
6.1介紹95
6.2當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)的主要問題96
6.2.1通用連接的斷開96
6.2.2對(duì)移動(dòng)和多宿主支持不佳96
6.2.3不必要的流量97
6.2.4缺乏驗(yàn)證、隱私和可靠性97
6.3HIP架構(gòu)和基礎(chǔ)交換98
6.3.1基礎(chǔ)98
6.3.2HITs和LSIs99
6.3.3協(xié)議和包格式100
6.3.4詳細(xì)的分層103
6.3.5功能模型104
6.3.6潛在弊端105
6.4移動(dòng)性、多宿主和連接106
6.4.1基于HIP的基本移動(dòng)性和多宿主106
6.4.2促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)交匯107
6.4.3尋址領(lǐng)域間的移動(dòng)性107
6.4.4子網(wǎng)移動(dòng)性108
6.4.5應(yīng)用級(jí)的移動(dòng)性109
6.5隱私、可靠性和不必要流量110
6.5.1隱私和可靠性110
6.5.2減少不必要的流量111
6.6HIP現(xiàn)狀112
6.7總結(jié)114
致謝114
參考文獻(xiàn)114
第7章合約交換：管理跨域動(dòng)態(tài)118
7.1合約交換格式119
7.2架構(gòu)因素120
7.2.1對(duì)等點(diǎn)間的動(dòng)態(tài)合約120
7.2.2合約路由120
7.3合約鏈接：救助和遠(yuǎn)期124
7.3.1救助遠(yuǎn)期合約（BFC）125
7.3.2正式化BFC的定價(jià)125
7.3.3BFC性能評(píng)估127
7.4總結(jié)132
參考文獻(xiàn)132
第8章PHAROS：下一代核心光纖網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)134
8.1引言134
8.2背景136
8.3PHAROS架構(gòu)：概述137
8.4資源分配140
8.4.1資源管理策略140
8.4.2保護(hù)142
8.4.3劇本144
8.4.4子拉姆達(dá)疏導(dǎo)146
8.5信令系統(tǒng)146
8.5.1控制平面操作148
8.5.2故障通知149
8.6核心節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)150
8.7性能分析152
8.8結(jié)論153
參考文獻(xiàn)153
第9章網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的定制化155
9.1背景155
9.1.1互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)155
9.1.2下一代互聯(lián)網(wǎng)155
9.1.3數(shù)據(jù)路徑可編程性156
9.1.4技術(shù)挑戰(zhàn)156
9.1.5網(wǎng)絡(luò)內(nèi)處理方案157
9.2網(wǎng)絡(luò)服務(wù)157
9.2.1概念157
9.2.2系統(tǒng)架構(gòu)159
9.3終端系統(tǒng)接口和服務(wù)規(guī)范160
9.3.1服務(wù)管道160
9.3.2服務(wù)組合161
9.4路由選擇和服務(wù)安置162
9.4.1問題陳述162
9.4.2集中式的路由尋址和安置163
9.4.3分布式選路和安置164
9.5運(yùn)行時(shí)資源管理164
9.5.1工作負(fù)載和系統(tǒng)模型165
9.5.2資源管理問題165
9.5.3任務(wù)復(fù)制165
9.5.4任務(wù)匹配/映射166
9.6總結(jié)166
參考文獻(xiàn)167
第10章支持互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新和演變的架構(gòu)170
10.1面向一個(gè)新的互聯(lián)網(wǎng)框架170
10.2當(dāng)前架構(gòu)的問題172
10.3SILO架構(gòu)：為改變而設(shè)計(jì)173
10.4之前相關(guān)的工作176
10.5建模和案例研究177
10.6未來工作：SDO、未定、虛擬、silo鏡像178
10.6.1虛擬化178
10.6.2SDO：“軟件定義的光學(xué)器件”181
10.6.3其他開放性問題182
10.7用例研究182
參考文獻(xiàn)183
第三部分協(xié)議與實(shí)踐
第11章網(wǎng)絡(luò)層中的分離路由策略187
11.1引言187
11.2后現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)目標(biāo)188
11.3架構(gòu)概述189
11.3.1PFRI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和尋址189
11.3.2PFRI轉(zhuǎn)發(fā)190
11.3.3PFRI路由策略192
11.3.4PFRI數(shù)據(jù)包頭機(jī)制193
11.4PFRI架構(gòu)的擴(kuò)展性193
11.5討論196
11.6實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)198
11.7其他新的方法199
致謝201
參考文獻(xiàn)201
第12章多路徑邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議：動(dòng)機(jī)和解決方案203
12.1引言203
12.2Trilogy項(xiàng)目204
12.2.1目標(biāo)204
12.2.2Trilogy技術(shù)204
12.3多路徑路由205
12.3.1更高的網(wǎng)絡(luò)容量206
12.3.2可擴(kuò)展的流量工程能力206
12.3.3改進(jìn)的路徑變化響應(yīng)206
12.3.4增強(qiáng)安全207
12.3.5提高市場(chǎng)透明度207
12.4多路徑BGP207
12.4.1域內(nèi)多路徑路由208
12.4.2域間多路徑路由209
12.4.3其他解決方案的動(dòng)機(jī)210
12.4.4mBGP和MpASS211
12.5總結(jié)和下一步工作215
參考文獻(xiàn)216
第13章顯式擁塞控制：命令、公平和準(zhǔn)入管理218
13.1公平219
13.2比例公平的速率控制協(xié)議221
13.2.1局部穩(wěn)定性的充分條件223
13.2.2說明性的仿真223
13.2.3兩種形式的反饋224
13.2.4均衡調(diào)整225
13.3準(zhǔn)入管理225
13.3.1階梯式算法225
13.3.2階梯式算法的魯棒性226
13.3.3網(wǎng)絡(luò)管理指南227
13.3.4闡述利用率和魯棒性的權(quán)衡228
13.3.5緩沖區(qū)大小和階梯算法230
13.4結(jié)束語231
致謝232
參考文獻(xiàn)232
第14章KanseiGenie：用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的資源管理和可編程性的軟件基礎(chǔ)設(shè)施234
14.1引言234
14.2傳感結(jié)構(gòu)的特征236
14.2.1通用服務(wù)237
14.2.2特定領(lǐng)域服務(wù)240
14.3KanseiGenie架構(gòu)241
14.3.1結(jié)構(gòu)模型241
14.3.2KanseiGenie架構(gòu)242
14.3.3GENI擴(kuò)展KanseiGenie244
14.3.4KanseiGenie的實(shí)現(xiàn)244
14.3.5KanseiGenie聯(lián)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用法的逐步瀏覽250
14.5下一代網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)化研究問題250
14.5.1傳感器結(jié)構(gòu)的資源規(guī)范250
14.5.2資源發(fā)現(xiàn)251
14.5.3資源分配251
14.5.4數(shù)據(jù)作為資源252
14.5.5網(wǎng)絡(luò)虛擬化253
14.6結(jié)論253
參考文獻(xiàn)253
第四部分理論和模型
第15章互聯(lián)網(wǎng)交換機(jī)的緩存和調(diào)度理論257
15.1引言257
15.2緩存大小和端到端擁塞控制258
15.2.1緩存大小的四個(gè)啟發(fā)性爭(zhēng)論258
15.2.2流量往返模型和排隊(duì)模型260
15.2.3排隊(duì)延遲、利用率和同步262
15.2.4流量顛簸264
15.3交換機(jī)排隊(duì)調(diào)度理論265
15.3.1交換網(wǎng)絡(luò)模型266
15.3.2容量區(qū)域和虛擬隊(duì)列267
15.3.3性能分析267
15.4報(bào)文級(jí)架構(gòu)提議271
參考文獻(xiàn)273
第16章隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)效用最大化和無線調(diào)度275
16.1引言275
16.2LAD（作為優(yōu)化分解的分層）276
16.2.1背景276
16.2.2關(guān)鍵思想和程序277
16.3隨機(jī)NUM（網(wǎng)絡(luò)效用最大化）278
16.3.1會(huì)話層動(dòng)力學(xué)278
16.3.2數(shù)據(jù)包級(jí)動(dòng)力學(xué)282
16.3.3約束層動(dòng)力學(xué)283
16.3.4多個(gè)動(dòng)力學(xué)的組合285
16.4無線調(diào)度286
16.4.1無沖突算法287
16.4.2基于沖突的算法290
16.4.3性能復(fù)雜度的權(quán)衡294
16.4.4下一步的研究方向297
致謝297
參考文獻(xiàn)297
第17章雙向網(wǎng)絡(luò)和對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)編碼306
17.1網(wǎng)絡(luò)編碼背景306
17.2雙向網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)編碼307
17.2.1無向網(wǎng)絡(luò)中的單一多播308
17.2.2線性規(guī)劃視角311
17.2.3類似互聯(lián)網(wǎng)的雙向網(wǎng)絡(luò)中的單一多播312
17.2.4更嚴(yán)格的界限313
17.2.5多個(gè)通信會(huì)話313
17.2.6多播的源自主屬性314
17.3對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)編碼314
17.3.1網(wǎng)絡(luò)編碼下的節(jié)點(diǎn)輔助內(nèi)容分發(fā)315
17.3.2網(wǎng)絡(luò)編碼下的節(jié)點(diǎn)輔助流媒體316
17.4總結(jié)318
參考文獻(xiàn)319
第18章網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)：中立性、競(jìng)爭(zhēng)和服務(wù)差異化322
18.1中立性324
18.1.1模型325
18.1.2單邊和雙邊定價(jià)的分析326
18.1.3用戶福利和社會(huì)福利328
18.1.4比較328
18.1.5結(jié)論331
18.2競(jìng)爭(zhēng)332
18.2.1模型333
18.2.2電路類比334
18.3服務(wù)差異化339
致謝340
參考文獻(xiàn)340
索引343