未來互聯(lián)網(wǎng)體系結構與協(xié)議

前言
本書結構
致謝
第一部分使能技術
第1章T比特分組交換機的光學交換結構3
1.1光學交換結構4
1.1.1波長選擇架構6
1.1.2波長路由架構7
1.1.3平面交換架構9
1.2光學設備建模9
1.2.1物理模型10
1.2.2設備特征化11
1.2.3多平面的具體問題13
1.3可擴展性分析14
1.4成本分析16
1.5結果19
1.5.1總交換帶寬的可擴展性19
1.5.2CAPEX估計20
1.6結論21
參考文獻22
第2章寬帶接入網(wǎng)絡：現(xiàn)在和未來的方向24
2.1引言24
2.1.1當前的寬帶接入方案24
2.1.2無源光網(wǎng)絡25
2.1.3擴展范圍：LR-PON27
2.2技術和演示28
2.2.1使能技術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到達終端用戶：無線光學寬帶接入網(wǎng)絡32
2.4.1WOBAN體系結構32
2.4.2WOBAN的動機33
2.4.3WOBAN研究的挑戰(zhàn)34
2.5結論35
參考文獻35
第3章IP/WDM網(wǎng)絡的光學控制平面和一種新型統(tǒng)一控制平面架構38
3.1引言38
3.2光學控制平面設計概述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)體系結構42
3.3.1疊加覆蓋模型43
3.3.2點和增廣模型43
3.4光學控制平面設計的一種新方法：一種光學層結構統(tǒng)一的控制平面架構44
3.4.1統(tǒng)一控制平面的節(jié)點架構44
3.4.2光學層結構配置45
3.5結論59
參考文獻60
第4章認知路由協(xié)議及體系結構64
4.1引言64
4.2移動感知路由協(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74
4.4結論75
參考文獻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)格計算79
5.2.2Lambda Grid網(wǎng)絡80
5.3云計算80
5.4資源81
5.4.1網(wǎng)格網(wǎng)絡資源81
5.4.2光網(wǎng)絡試驗床和項目81
5.4.3計算資源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對基于OCS的網(wǎng)格的研究86
5.6.2對基于OBS的網(wǎng)格的研究88
5.7結論89
參考文獻89
第二部分網(wǎng) 絡 架 構
第6章主機標識協(xié)議概覽95
6.1介紹95
6.2當前互聯(lián)網(wǎng)的主要問題96
6.2.1通用連接的斷開96
6.2.2對移動和多宿主支持不佳96
6.2.3不必要的流量97
6.2.4缺乏驗證、隱私和可靠性97
6.3HIP架構和基礎交換98
6.3.1基礎98
6.3.2HITs和LSIs99
6.3.3協(xié)議和包格式100
6.3.4詳細的分層103
6.3.5功能模型104
6.3.6潛在弊端105
6.4移動性、多宿主和連接106
6.4.1基于HIP的基本移動性和多宿主106
6.4.2促進網(wǎng)絡交匯107
6.4.3尋址領域間的移動性107
6.4.4子網(wǎng)移動性108
6.4.5應用級的移動性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114
致謝114
參考文獻114
第7章合約交換：管理跨域動態(tài)118
7.1合約交換格式119
7.2架構因素120
7.2.1對等點間的動態(tài)合約120
7.2.2合約路由120
7.3合約鏈接：救助和遠期124
7.3.1救助遠期合約（BFC）125
7.3.2正式化BFC的定價125
7.3.3BFC性能評估127
7.4總結132
參考文獻132
第8章PHAROS：下一代核心光纖網(wǎng)絡架構134
8.1引言134
8.2背景136
8.3PHAROS架構：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142
8.4.3劇本144
8.4.4子拉姆達疏導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)點實現(xiàn)150
8.7性能分析152
8.8結論153
參考文獻153
第9章網(wǎng)絡服務的定制化155
9.1背景155
9.1.1互聯(lián)網(wǎng)架構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技術挑戰(zhàn)156
9.1.5網(wǎng)絡內(nèi)處理方案157
9.2網(wǎng)絡服務157
9.2.1概念157
9.2.2系統(tǒng)架構159
9.3終端系統(tǒng)接口和服務規(guī)范160
9.3.1服務管道160
9.3.2服務組合161
9.4路由選擇和服務安置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運行時資源管理164
9.5.1工作負載和系統(tǒng)模型165
9.5.2資源管理問題165
9.5.3任務復制165
9.5.4任務匹配/映射166
9.6總結166
參考文獻167
第10章支持互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新和演變的架構170
10.1面向一個新的互聯(lián)網(wǎng)框架170
10.2當前架構的問題172
10.3SILO架構：為改變而設計173
10.4之前相關的工作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183
第三部分協(xié)議與實踐
第11章網(wǎng)絡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)架構項目的設計目標188
11.3架構概述189
11.3.1PFRI網(wǎng)絡結構和尋址189
11.3.2PFRI轉(zhuǎn)發(fā)190
11.3.3PFRI路由策略192
11.3.4PFRI數(shù)據(jù)包頭機制193
11.4PFRI架構的擴展性193
11.5討論196
11.6實驗評價198
11.7其他新的方法199
致謝201
參考文獻201
第12章多路徑邊界網(wǎng)關協(xié)議：動機和解決方案203
12.1引言203
12.2Trilogy項目204
12.2.1目標204
12.2.2Trilogy技術204
12.3多路徑路由205
12.3.1更高的網(wǎng)絡容量206
12.3.2可擴展的流量工程能力206
12.3.3改進的路徑變化響應206
12.3.4增強安全207
12.3.5提高市場透明度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其他解決方案的動機210
12.4.4mBGP和MpASS211
12.5總結和下一步工作215
參考文獻216
第13章顯式擁塞控制：命令、公平和準入管理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)絡管理指南227
13.3.4闡述利用率和魯棒性的權衡228
13.3.5緩沖區(qū)大小和階梯算法230
13.4結束語231
致謝232
參考文獻232
第14章KanseiGenie：用于無線傳感器網(wǎng)絡結構的資源管理和可編程性的軟件基礎設施234
14.1引言234
14.2傳感結構的特征236
14.2.1通用服務237
14.2.2特定領域服務240
14.3KanseiGenie架構241
14.3.1結構模型241
14.3.2KanseiGenie架構242
14.3.3GENI擴展KanseiGenie244
14.3.4KanseiGenie的實現(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)絡中進化研究問題250
14.5.1傳感器結構的資源規(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)絡虛擬化253
14.6結論253
參考文獻253
第四部分理論和模型
第15章互聯(lián)網(wǎng)交換機的緩存和調(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緩存大小的四個啟發(fā)性爭論258
15.2.2流量往返模型和排隊模型260
15.2.3排隊延遲、利用率和同步262
15.2.4流量顛簸264
15.3交換機排隊調(diào)度理論265
15.3.1交換網(wǎng)絡模型266
15.3.2容量區(qū)域和虛擬隊列267
15.3.3性能分析267
15.4報文級架構提議271
參考文獻273
第16章隨機網(wǎng)絡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關鍵思想和程序277
16.3隨機NUM（網(wǎng)絡效用最大化）278
16.3.1會話層動力學278
16.3.2數(shù)據(jù)包級動力學282
16.3.3約束層動力學283
16.3.4多個動力學的組合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性能復雜度的權衡294
16.4.4下一步的研究方向297
致謝297
參考文獻297
第17章雙向網(wǎng)絡和對等網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡編碼306
17.1網(wǎng)絡編碼背景306
17.2雙向網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡編碼307
17.2.1無向網(wǎng)絡中的單一多播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)絡中的單一多播312
17.2.4更嚴格的界限313
17.2.5多個通信會話313
17.2.6多播的源自主屬性314
17.3對等網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡編碼314
17.3.1網(wǎng)絡編碼下的節(jié)點輔助內(nèi)容分發(fā)315
17.3.2網(wǎng)絡編碼下的節(jié)點輔助流媒體316
17.4總結318
參考文獻319
第18章網(wǎng)絡經(jīng)濟：中立性、競爭和服務差異化322
18.1中立性324
18.1.1模型325
18.1.2單邊和雙邊定價的分析326
18.1.3用戶福利和社會福利328
18.1.4比較328
18.1.5結論331
18.2競爭332
18.2.1模型333
18.2.2電路類比334
18.3服務差異化339
致謝340
參考文獻340
索引343