下一代互联网技术9787567037281

第1章 下一代互联网概论

1.1 下一代互联网的形成与发展

1.1.1 互联网IPv4的局限性

1.1.2 下一代互联网的发展历程

1.2 下一代互联网的概念与特征

1.2.1 下一代互联网的概念

1.2.2 下一代互联网的特征

1.3 下一代互联网的体系结构

1.3.1 “演进性”NGI体系结构

1.3.2 “革命性”NGI体系结构

1.4 下一代互联网的建设意义

1.5 下一代互联网的发展前景与挑战

1.5.1 下一代互联网的发展前景

1.5.2 下一代互联网的挑战

第2章 下一代互联网相关技术

2.1 信息技术

2.1.1 虚拟化技术

2.1.2 云计算技术

2.1.3 大数据技术

2.1.4 区块链技术

2.1.5 人工智能技术

2.2 通信技术

2.2.1 广域网传输技术

2.2.2 局域网传输技术

2.2.3 物联网通信技术

2.2.4 标识解析技术

2.3 自动化技术

2.3.1 PLC技术

2.3.2 传感器技术

2.3.3 工业现场通信技术

2.3.4 工业网关技术

第3章 IPv6技术

3.1 IPv6的概念与特征

3.1.1 IPv6的概念

3.1.2 IPv6的特征

3.2 IPv6报文结构

3.2.1 IPv6报头

3.2.2 IPv6有效载荷

3.3 IPv6地址格式

3.3.1 IPv6地址的表示方法

3.3.2 IPv6的地址组成

3.4 IPv6的地址类型

3.4.1 单播地址

3.4.2 组播地址

3.4.3 任播

3.5 IPv6过渡技术

3.5.1 双栈技术

3.5.2 网络地址/协议转换技术

3.5.3 隧道技术

3.5.4 IPv4／IPv6过渡技术比较

第4章 下一代互联网传输层协议

4.1 SCTP流控制传输协议

4.1.1 SCTP协议概述

4.1.2 SCTP协议功能

4.1.3 SCTP协议工作原理

4.2 CMT-SCTP多路径传输协议

4.2.1 CMT-SCTP协议概述

4.2.2 CMT-SCTP协议功能

4.2.3 CMT-SCTP协议工作原理

4.3 MPTCP多路径传输控制协议

4.3.1 MPTCP协议概述

4.3.2 MPTCP协议功能

4.3.3 MPTCP协议工作原理

4.4 SCTP、CMT-SCTP和MPTCP三种协议比较

第5章 软件定义网络SDN

5.1 SDN概述

5.2 SDN的体系架构

5.2.1 广义的SDN体系架构

5.2.2 ONF定义的SDN体系架构

5.3 SDN的关键技术

5.3.1 数据平面关键技术

5.3.2 控制平面关键技术

5.4 SDN的交互协议与控制器

5.4.1 OpenFlow协议

5.4.2 OpenDaylight控制器

5.5 SDN的应用与发展

5.5.1 SDN的应用领域

5.5.2 SDN的未来发展趋势

第6章 下一代互联网接入技术

6.1 以太网接入技术

6.1.1 以太网接入典型组网

6.1.2 以太网接入技术的协议和标准

6.1.3 以太网接入技术的发展

6.1.4 存在的问题

6.2 HFC接入技术

6.2.1 HFC接入技术概述

6.2.2 HFC接入技术原理

6.3 PON接入技术

6.3.1 PON接入技术概述

6.3.2 EPON接入技术

6.3.3 GPON接入技术

6.3.4 GPON与EPON技术比较

6.3.5 50G PON接入技术

6.4 无线接入技术

6.4.1 5G移动通信接入技术

6.4.2 无线局域网接入技术

6.4.3 无线传感器网络接入技术

第7章 下一代互联网安全技术

7.1 下一代互联网存在的安全隐患

7.2 下一代互联网安全技术研发现状

7.2.1 国外研发现状

7.2.2 研发现状

7.3 下一代互联网安全关键技术

7.3.1 量子密码与后量子密码技术

7.3.2 国产密码算法

7.3.3 IPSec

7.3.4 防火墙技术

7.3.5 网络安全态势感知

7.4 下一代互联网安全技术应用发展

参考文献

1.1下一代互联网的形成与发展

下一代互联网的形成与发展是技术进步和社会需求共同推动的过程。随着互联网的普及和应用范围的扩大，人们对更快速、更安全、更智能的互联网体验的需求日益增长。在此背景下，新的技术和概念应运而生，为下一代互联网的形成奠定了基础。

1.1.1互联网IPv4的局限性

互联网的发展历程可以追溯到20世纪60年代末和70年代初，第一代互联网是美国军方从70年代正式进行开发建设的。1969年，美国国防部高级研究计划局(ARPA)创建了一个名为ARPANET的计算机网络，旨在连接美国各大高校和研究机构，以实现信息共享和通信。1983年，互联网协议套件(TCP/IP)被采用为ARPANET的标准，这标志着互联网的基本架构建立起来。1991年，互联网在全球范围内开始商业化，互联网服务提供商(ISP)开始提供公共互联网接人。互联网的发展历程不仅改变了我们的生活方式，也对经济、教育、医疗等各个领域产生了深远的影响。未来，随着技术的不断发展，互联网将继续推动着人类社会的进步。

随着互联网的发展，原来的IPv4 (Internet Protocol version 4)地址协议已经出现明显的局限，最主要的问题就是IP地址已经不能满足需要。此外，原有互联网还面临着在可扩展性、端到端的IP连接、网络安全性缺陷以及QoS(服务质量)等方面的挑战。

具体来说，互联网IPv4的局限性主要体现在以下几方面:

1. IPv4地址枯蝎

IPv4是当前广泛使用的互联网协议版本，它使用32位地址，最多可支持42亿个IP地址。然而，随着互联网的迅速发展和设备的爆炸性增长，IPv4地址资源已经接近枯竭，这导致了IP地址供应紧张，限制了新设备的连接和互联网的扩展。虽然采取了无类域间路由选择(CIDR)和网络地址转换(NAT)等措施来缓解IPv4地址资源匮乏的问题，但仍然不能阻止IPv4地址枯竭的步伐。

2.有限的地址空间

IPv4地址空间的有限性是五联网发展面临的一个重要挑战，尤其是在物联网的快速发展背景下。物联网是指通过互联网连接和管理各种物理设备传感器和其它对象的网络，它涵盖了家庭设备(如智能家居和智能电器)和工业设备(如智能工厂和智慧城市的各种设备)。物联网的快速发展意味着需要更大的地址空间来连接和管理海量的设备，根据预测，到2025年全球物联网设备数量将超过750亿台，IPv4所能提供的IP地址远远不能满足现在及将来物联网设备数量爆炸性增长需求。

3.缺乏内置安全性

IPv4没有内置的安全性机制，如加密和身份验证等，容易受到网络攻击和欺诈的威胁。这对于保护用户的数据和隐私构成了风险，需要通过额外的安全层来提供保护。

互联网安全需要集成和协调网络安全、网络应用安全和网络信息安全3个体系。然而，在“核心简单、边缘智能”设计思想指导下，TCP/IP缺乏安全保障机制，网络中数据来源不可靠、信息内容不安全、网络入侵与攻击行为泛滥。目前，Internet中的安全措施大多是遵循“堵漏洞、筑高墙、防外攻”的传统思想，较多局限于数据信息安全的可用性、完整性、机密性等，部分延伸至系统服务安全，如身份认证和访问控制等，缺乏将分散的安全措施整合成一致的安全体系机制。实践证明，孤立、单一、外在附加的分散防御控制措施并不能真正保证互联网安全，且随着网络新应用的发展，互联网安全会越来越脆弱。

4.有限的质量服务支持

IPv4对于实时和高带宽应用的支持有限。现有Internet面向非实时的数据通信没有提供QoS保障措施，OSI/RM为QoS预留一此服务质量参数、但长期空缺未用TCP/IP的QoS保障主要表现在数据传输的丢包率、延迟、拥塞控制和带宽管理、流量优化等。下一代互联网环境下新型应用(如虚拟现实、……

本书共分7章，第1章-第2章概括介绍了下一代互联网知识和相关技术；第3章-第6章讲述了下一代互联网的关键技术，包括IPv6技术、下一代互联网传输层新技术、接入技术、软件定义网络SDN技术等；第7章讲述了下一代互联网安全技术。