电子工业出版社-网上书店

进入新世纪以来，以移动互联网和云服务为代表的新兴通信服务模式席卷全球，网络规模和流量快速激增，网络和信息服务形态更加多元，实体经济与互联网加速融合。可以说，一个全新的网络时代已经到来。信息通信新时代下的关键性宽带网络技术有哪些？这些技术又是怎样推进网络演进与变革的？本书从电信运营商的角度对上述问题做了较全面的介绍。本书第一章对我国宽带网络的发展历史、现状和演进方向进行了概述，随后的第二章引入云服务，对其基本概念和发展趋势做了概要介绍，第三章剖析了云服务对网络提出的要求和挑战，提出了面向云服务的新型宽带网络架构。在随后的几章里，分别从不同角度对相应的新技术进行了介绍和讨论，涵盖了数据中心联网技术、内容分发网络（CDN）技术、超宽带接入技术、超高速承载技术等。最后，本书对软件定义网络SDN技术做了详细介绍，并给出了SDN在云服务网络中的应用案例。本书可供从事宽带及新一代网络建设与运营的工程技术人员和相关管理人员阅读，还可供网络技术科研人员和高等院校通信与计算机相关专业师生参考。

目    录
第1章  宽带网络发展概述	1
1.1  我国宽带业务发展现状	2
1.1.1  中国宽带发展历程	2
1.1.2  中国宽带网络现状	2
1.1.3  宽带中国战略要点	3
1.2  宽带网络的演进方向	4
1.2.1  宽带网络的超高速趋势	4
1.2.2  宽带网络的泛在化趋势	4
1.2.3  宽带网络的智能化趋势	4
1.2.4  宽带网络的弹性化趋势	5
1.3  信息通信网络的发展驱动力	5
1.4  ICT产业的融合与变革	8
参考文献	15
第2章  云服务基本概念及发展趋势	17
2.1  云计算与云服务的基本概念	18
2.1.1  云计算背景与概念	18
2.1.2  云服务概念及分类	19
2.2  云服务的发展现状	20
2.2.1  国外云服务产业概况	20
2.2.2  国内云服务产业现状	21
2.3  信息通信服务模式向云服务的演进	23
2.3.1  新型信息通信服务模式	23
2.3.2  传统互联网时代的C/S、B/S模式	23
2.3.3  互联网P2P模式	25
2.3.4  云服务模式与C/S、B/S及P2P模式的比较	29
2.4  大数据及其与云服务的关系	30
2.4.1  大数据兴起的背景及趋势	30
2.4.2  云服务促进大数据的发展	35
参考文献	36

第3章  云服务对承载网的技术需求	37
3.1  云服务的体系架构	38
3.1.1  云计算基础架构	38
3.1.2  云服务体系	39
3.2  云计算数据中心的特点及其布局	43
3.2.1  数据中心现状及发展趋势	43
3.2.2  云计算数据中心的特点	46
3.2.3  云计算数据中心的选址原则	50
3.3  云服务对承载网的需求分析	51
3.3.1  云服务对承载网的基本要求	51
3.3.2  支撑云服务的承载网特点	54
3.4  现有网络体系面临的主要挑战	55
3.4.1  传统网络体系的主要缺陷	55
3.4.2  网络运营商面临的挑战	57
参考文献	59
第4章  面向云服务的新型宽带网络架构	61
4.1  云承载网的设计原则	62
4.2  面向云服务的新型宽带网络架构	63
4.2.1  新型宽带网络基础架构	63
4.2.2  新型宽带网络架构解释	70
4.2.3  新型宽带网络关键特征	72
4.3  解耦型网络技术路线	77
4.3.1  转发与控制的解耦	77
4.3.2  用户与数据的解耦	79
4.3.3  接入与核心的解耦	80
4.4  集约化网络技术路线	82
4.4.1  控制平面的集约	82
4.4.2  数据中心的集约	83
4.4.3  用户管理的集约	83
4.4.4  网络节点的集约	84
4.5  新型寻址技术与移动性管理	85
4.5.1  虚拟机的移动性管理需求	85
4.5.2  基于IPV6的移动性管理	85
4.5.3  身份位置分离技术	87
参考文献	89
第5章  数据中心联网技术	91
5.1  数据中心的联网需求	92
5.2  数据中心内部的联网技术	94
5.2.1  虚拟机本地互访网络技术	94
5.2.2  局房内虚拟机互联技术	105
5.2.3  存储网络技术	118
5.3  数据中心之间的联网技术	134
5.3.1  光纤直连与OTN	134
5.3.2  二层VPN技术VPLS	137
5.3.3  三层VPN技术 BGP MPLS IP VPN	139
5.3.4  VXLAN技术	142
5.3.5  数据中心互联技术总结	144
参考文献	145
第6章  内容分发网络（CDN）技术	147
6.1  CDN与云服务	148
6.1.1  CDN的背景与概念	148
6.1.2  云服务对于CDN的价值	148
6.2  CDN的技术特点和网络架构	149
6.2.1  CDN的技术特点	149
6.2.2  CDN的网络架构	152
6.3  面向云服务的CDN技术	154
6.3.1  传统CDN技术	154
6.3.2  基于P2P的CDN技术	159
6.3.3  以内容为中心的网络体系	162
6.3.4  CDN与云计算	163
6.4  云计算技术在CDN中的应用	164
6.4.1  服务器虚拟化在CDN中的应用	164
6.4.2  云存储在CDN中的应用	165
参考文献	167
第7章  超宽带技入技术	169
7.1  超宽带光纤接入技术	170
7.1.1  光纤接入技术概况	170
7.1.2  10G PON技术	171
7.1.3  下一代PON技术：超高速、超长距	173
7.2  超宽带无线接入技术	175
7.2.1  4G与5G移动宽带技术概述	175
7.2.2  超高速WLAN	183
7.2.3  超高速短距无线通信	185
7.3  宽带接入智能控制技术	186
7.3.1  宽带接入控制技术现状	186
7.3.2  云服务对接入控制的要求	187
7.3.3  宽带接入智能控制技术的管理	188
参考文献	191
第8章  超高速承载技术	193
8.1  传送承载网的宽带化趋势	194
8.2  100G及超100G光纤传输技术	195
8.2.1  100G接口技术及在数据中心中的应用	196
8.2.2  100G传输网技术及发展现状	197
8.2.3  400G及IT传输技术	197
8.3  弹性光网络	198
8.3.1  云服务对光网络的灵活性需求	198
8.3.2  弹性光网络的基本思想	199
8.3.3  灵活栅格技术	200
8.4  Tbps路由交换技术	201
8.4.1  超大容量核心路由器	201
8.4.2  集群路由器	203
8.4.3  数据中心网络中的高速交换机	205
8.5  光与IP的协同技术	207
8.5.1  运营商骨干网架构和面临的问题	208
8.5.2  光与IP协同的主要需求	210
8.5.3  光与IP协同策略	210
8.5.4  联合组网策略	211
8.5.5  联合生存性策略	213
8.5.6  流量旁路策略	215
参考文献	217
第9章  软件定义网络SDN	219
9.1  SDN的产生背景	220
9.1.1  SDN的产生背景与发展历程	220
9.1.2  SDN的技术理念与基本概念	221
9.2  SDN的技术特点和标准化状况	222
9.2.1  SDN的技术特点	222
9.2.2  SDN的标准化状况	223
9.3  典型SDN技术——OpenFlow	231
9.3.1  OPENFLOW架构	231
9.3.2  OPENFLOW关键协议	237
9.3.3  OPENFLOW应用状况	240
9.4  SDN的发展趋势	242
9.4.1  SDN的产业趋势	242
9.4.2  SDN的应用前景	243
参考文献	243
第10章  SDN在云服务网络中的应用	245
10.1  SDN在数据中心内部的应用	246
10.1.1  SDN在数据中心内部的应用价值	246
10.1.2  数据中心中的SDN交换机	247
10.1.3  SDN在数据中心内部的应用案例	248
10.2  SDN在数据中心之间联网的应用	251
10.2.1  SDN在数据中心之间联网的应用价值	251
10.2.2  SDN在数据中心之间互联（DCI）的应用场景	252
10.2.3  基于SDN的数据中心互联系统架构	254
10.2.4  基于SDN的数据中心互联业务示例	255
10.3  基于SDN的IP城域网	259
10.3.1  IP城域网中引入SDN的价值	259
10.3.2  IP城域网中引入SDN的方案	261
10.3.3  IP城域网中SDN的未来演进方向	262
10.4  基于SDN的宽带传送网	264
10.4.1  宽带传送网中引入SDN的意义	264
10.4.2  基于SDN的宽带传送网架构	267
10.4.3  基于SDN的宽带传送网关键技术	270
10.4.4  案例：基于SDN的城域分组传送网	274
10.5  基于SDN的宽带接入网	275
10.5.1  宽带接入网中引入SDN的意义	275
10.5.2  宽带接入网SDN化方案及影响	275
10.5.3  案例：基于SDN的接入专线产品	277
参考文献	278

总  序  1
宽带网络是新时期我国经济社会发展的战略性公共基础设施，是推进国家治理能力现代化和公共服务均等化的重要手段，是推动工业强国建设、促进农村经济发展和新型城镇化建设的重要途径。发展宽带网络对于促进信息消费、推动经济发展方式转变、全面建成小康社会具有重要支撑作用。加快宽带网络建设、增强技术创新能力、丰富信息服务应用、繁荣网络文化发展、保障网络安全，利在当前，惠及长远。
当前，我国已建成覆盖全国、连接世界、技术先进、全球最大的宽带网络，网民数量、移动智能手机用户规模全球领先，相关产业能力持续提升，已经成为名副其实的网络大国。但同时，我国宽带领域的自主创新能力相对落后，区域和城乡普及差异比较明显，平均带宽与国际先进水平差距较大，网络安全形势日益严峻，总体上看国内宽带网络发展仍存在诸多瓶颈。在全球各国加强宽带战略部署、ICT产业变革发展日新月异的形势下，要实现工业化、信息化、城镇化、农业现代化四化同步发展，建成网络强国仍然任重道远。
党中央、国务院高度重视宽带网络发展和管理，2013年国务院先后出台了《“宽带中国”战略及实施方案》和《关于促进信息消费扩大内需的若干意见》。2013年年底，中央网络安全和信息化领导小组成立，习近平总书记亲自担任组长，提出努力把我国建设成为网络强国，战略部署要与“两个一百年”奋斗目标同步推进，向着网络基础设施基本普及、自主创新能力显著增强、信息经济全面发展、网络安全保障有力的目标不断前进。这是党中央在新时期对我宽带网络发展提出的新目标和新要求，需要我们以改革创新精神，通过政策推动、技术驱动、产业带动、应用拉动促发展保安全；需要我们着眼长远、统筹谋划，积跬步、行千里，不断推动网络大国向网络强国迈进。
工业和信息化部电信研究院（即中国信息通信研究院）是我国在ICT领域权威的研究机构，多年来在重大决策支撑、行业发展规划、技术标准引领、产业创新推动和监管支撑服务中发挥着重要作用。“宽带中国出版工程”系列丛书，是该院及业界多位专家学者知识和智慧的结晶，是多专业科研成果的集中展现，更是多年理论与实践经验的综合集成，该系列丛书的出版有助于读者系统学习宽带网络最新技术，准确把握宽带应用和相关产业的最新趋势，从而提升对宽带网络的研究、规划、管理、运营水平。希望我国政产学研用各界齐心协力，共同为宽带中国发展、网络强国建设事业贡献力量！
工业和信息化部    
   
总  序  2
市场牵引是通信发展的动力，通信业务从语音为主到数据和视频为主，对带宽的需求与日俱增。思科公司2014年6月发布的报告指出，2013年全球互联网忙时流量是平均值的2.66倍，与2012年相比，平均流量和忙时流量分别增长了25%和32%。思科公司还预测，从2013年到2018年，全球互联网流量忙时是平均值的3.22倍，平均流量和忙时流量分别增长了23%和28%。在互联网流量中视频已成主流，全球互联网视频流量占总量之比从2013年的57%将增长到2018年的75%。全球移动数据流量增长更快，2013年一年就增加了81%，到2018年还将保持平均年增长61%的速度，届时，移动数据流量将占全部IP流量的12%。美国Telegeography公司的数据表明国际互联网干线流量2009－2013年平均年增长45%，2013年相比2012年增长38%。我国国际互联网干线带宽从2009年到2013年平均年增长39.6%，2013年相对2012年增长79%，增长的后劲更明显。
通信业务与技术的发展总是市场牵引与技术驱动相辅相成，市场催生了技术，技术支撑了市场。集成电路继续遵循摩尔定律，单位面积的晶体管数年增长40%，强大的计算和处理能力改进了频谱效率与信噪比，提升了通信流量，较好地适应了互联网流量的增长。光器件的技术进步加上电域的信号处理，使光纤通信干线商用容量水平基本按照十年千倍提升。2009年起，我国移动通信从2G经3G跨越到4G，借助先进的多址复用技术和频谱的扩展技术等，峰值速率增加了数百倍。
近年通信技术与业务发展一个值得注意的趋势是从消费者的应用向企事业应用扩展，2013年全球企事业单位互联网流量较2012年增长了21%，到2018年将达到2013年的2.6倍，将占全球互联网流量的14%，而且全球企事业单位互联网流量中14%将是移动流量。随着物联网发展及信息化与工业化的深度融合，企事业单位的互联网应用还将有更大的发展。
互联网的渗透促进了经济的复兴，2013年发布的《OECD互联网经济展望2012》分析了互联网对所有行业经济的影响，得出如果宽带普及率增长1%，则GDP将增长0.025%，并且通过模拟得出互联网的贡献占2010年美国GDP的4.65%～7.21%，占企业增加值的3%～13%。波士顿咨询公司2012年发表的《连接世界》报告分析2010－2016年互联网经济对GDP的贡献，中国仅次于英国和韩国为第三位，占GDP的比例从2010年的5.5%增加到2016年的6.9%。IDC公司提出信息技术已从计算机和互联网这两个平台发展到移动宽带、云服务、社交应用和大数据为标志的第三平台，即宽带化平台，并预测到2020年信息产业收入的40%和增长的98%将由第三平台的技术所驱动。世界银行的研究报告表明，对制造业的海外销售额和服务业的销售额来说，使用宽带的企业与其他企业相比分别高出6%和7.5%～10%，中低收入国家的宽带普及率每增加10个百分点，GDP就会增长1.38个百分点。美国认为宽带的发展对上下游产业就业的拉动作用是传统产业的1.7倍。GSM协会和德勤咨询机构2012年发表的研究报告指出，3G移动数据应用增加100%，人均GDP增速提升1.4个百分点。
为了抢占信息技术新的制高点并获得宽带化的红利，一些国家纷纷出台国家宽带战略，最近两三年来美国出台了《国家宽带计划》和《大数据研究和发展倡议》等，全球有146个国家都制定了加速发展宽带的国家战略或规划，不少国家建立了宽带普遍服务基金。
我国网民数量世界第一，但网民平均的国际互联网干线带宽、固网平均接入速率和移动互联网下载速率仍低于世界平均水平，这几年有了显著改进，但与互联网高速发展和社会大众的期望相比总是恨铁不成钢。国务院在2013年8月发布了《“宽带中国”战略及实施方案》，提出到2015年要初步建成宽带、融合、安全、泛在的下一代国家信息基础设施，到2020年我国下一代信息基础设施基本接近发达国家水平，技术创新和产业竞争力达到国际先进水平。该方案对宽带网络覆盖、网络能力、应用水平、产业链发展和网络信息安全保障五方面提出了具体发展目标、重大任务和保障举措等。可以预期“宽带中国”战略的实施，必将为我国经济和社会的发展奠定坚实的网络基础，并惠及大众。
工业和信息化部电信研究院作为“宽带中国”战略的起草支撑单位之一，为“宽带中国”战略的制定做了深入的调查研究，现在与电子工业出版社联袂推出“宽带中国出版工程”系列丛书。该丛书串起终端、接入、传送、网络和云端各环节，涉及研究、制造、运营与服务各方面，涵盖宽带化技术、业务、应用、安全与管理各领域，解读“宽带中国”战略制定的背景，分析宽带化的解决方案，展望宽带化发展的前景。本套丛书内容全面，系统性强，既反映了宽带网最新的技术及国际标准化进展，又有国内实践经验的总结，兼具前瞻性与实用性。在此，衷心感谢工业和信息化部电信研究院和电子工业出版社及众多作者所付出的辛勤劳动，希望本套丛书能够有助于业内外人士加深对宽带化的意义和内涵及难度的理解，相信本套丛书能够对行业发展和政府决策起到积极作用，为“宽带中国”战略的实施贡献正能量。


工业和信息化部通信科学技术委员会主任
中国互联网协会理事长      
       
前    言
宽带网络与互联网应用的发展相辅相成，“网络”是支撑和服务业务应用，需要随业务需求的变革而不断演进。今天信息通信与互联网业务的发展有三大基本趋势：一是用户端的移动化，即移动智能终端日益普及，成为人们使用业务的主要工具，并驱动移动互联网与物联网的飞速发展；二是服务端的云化，即信息通信与互联网业务全面转向云服务模式，并驱动网络流量模型与体系架构的变革；三是应用的多元化，一方面以个人娱乐和信息消费应用为主的消费互联网继续繁荣发展，4K/8K、VR/AR等宽带视频应用兴起，另一方面互联网与实体经济深度融合，万物互联成为趋势，云计算、物联网、智慧城市等新兴业态迅速成长。这一切对网络基础设施提出了新的更高要求：一是网络的规模和流量快速增长，未来10年，将有海量的设备联入网络，连接将变得无处不在，宽带从连接50亿人增加到连接500亿物，同时宽带流量将有数十倍的增长；二是面向产业和政企的许多业务应用对网络的可靠性、时延、安全性等有着更为苛刻的要求；三是传统网络设施和服务体系无法满足“互联网+”业务创新对网络服务的灵活性、扩展性、实时性和智能化的要求；四是云服务正在成为信息服务的新模式，数据中心成为主要流量生产和分发中心，但传统网络架构与新兴云服务流量模式不匹配，难以有效支撑云服务发展。为此需要构建新一代网络基础设施为各类行业和政务应用提供更加智能灵活、安全可靠的精品网络服务，促进“互联网+”的健康发展，并为“中国制造2025”奠定更加坚实的网络基础。
软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）、超宽带网络、云计算、大数据、人工智能等新兴技术不断涌现，驱动网络基础设施开始新一轮的大变革。新一代宽带网络基础设施具有如下重要特征：
1. 泛在超宽带
泛在宽带是固定与移动宽带协同的结果，一方面以3G/4G为代表的移动宽带的迅猛发展极大促进了宽带的泛在化，并将随着5G的发展进一步提升接入速率；另一方面全光接入的发展奠定了超高速宽带接入的坚实基础，未来家庭千兆及个人百兆接入将成为普遍服务。将无线宽带的便捷性、广覆盖与光纤宽带的高带宽、可靠性有机结合，将实现泛在的互联网宽带接入。以“高速”为特征的超宽带是网络发展的基本追求，也是微电子、光电子等基础技术进步的自然结果，无论是接入、传送还是路由交换都在向着超宽带的方向发展。
2. 面向云服务
云计算迅猛发展，云服务正在成为互联网服务的主体，为云服务提供更好的支撑是互联网基础设施的新使命。对于云服务，网络的灵活性、动态性、开放性和资源的快速提供尤为重要，网络建设理念也需要实现由“云随网动”到“网随云动”的转型。在云服务时代，新的云数据中心选址更多考虑土地、能源、气候等因素，数据中心的布局选择从“网络最优”转变为“能效最优”，这将导致“用户中心”（信息的产生和使用者）与“数据中心”（信息的存储和处理者）的解耦，逐步形成“用户”与“数据”双中心格局，网络将更多服务于“用户”与“数据”（应用）间的互通交换及“数据”本身的分发处理。未来网络的构建将要面向“端”和“云”两个中心，形成云端双中心的网络格局，网络将由纯粹的连接型哑管道转型为具备更强智能和一定计算/存储能力的新一代互联网基础设施。
3. 软件定义网络
今天的网络设施是一个“刚性”管道，网络调整、资源配置、业务响应都很不灵活。而云服务的特征是资源的高度共享和动态占用，因此必然需要一个更富弹性的网络，而弹性网络的实现有赖于资源虚拟化和软件定义。软件定义网络（SDN）与网络功能虚拟化（NFV）是近年信息通信网络的最大技术热点，也是构建新一代网络基础设施最重要的技术手段。SDN是一种新型的网络架构，其设计理念是将网络的控制平面与数据转发平面进行分离，并实现可编程化控制。NFV的特点是软硬件解耦、硬件通用化和设备功能软件化。SDN与NFV是紧密关联的概念，分别着重于网络级和设备级，SDN/NFV的价值主要体现在提升网络灵活性和开放性、降低网络建设和运营成本。基于SDN/NFV和云实现互联网架构重构和技术变革的大潮正在到来，全球各大电信运营商也都加快了向SDN/NFV网络转型的步伐。
新挑战催生新架构、新技术和新方案，本书围绕着面向云服务的新型宽带网络架构这一主线展开，详细介绍了新一代宽带网络架构的设计原则、组成部分、技术路线及相关关键技术，并通过大量的案例加以阐述，内容丰富，重点突出，可供广大网络工程师、网络科研人员、网络运营管理人员及网络相关专业在校师生等学习和参考。
本书由中国联通网络技术研究院新一代网络研究团队编写，本书的出版受国家863课题No.2015AA016105资助，在此表示感谢！在此还要感谢电子工业出版社宋梅编审为本书出版所做的大量耐心细致的工作，并感谢本书中所参考和引用的诸多资料的有关机构和作者。由于编者水平和视野所限，以及编写时间仓促，加上网络技术发展日新月异，书中一定存在不少谬误和不足之处，敬请读者批评指正。

编著者

宽带中国-云服务-网络体系

唐雄燕，工学博士，教授级高工，“新世纪百千万人才工程”国家级人选，享受政府特殊津贴专家，德国洪堡基金获得者。长期从事信息通信新技术新业务研发和技术管理工作，现任中国联通网络技术研究院首席专家，兼任北京邮电大学兼职教授、博士生导师，工业和信息化部通信科技委委员兼传送与接入专家咨询组副组长，中国通信学会理事兼信息通信网络技术委员会副主任，中国通信标准化协会物联网技术委员会副主席，中国光学工程学会光通信与信息网络专家委员会主任，北京通信学会副理事长。出版专著7部，发表技术论文150多篇。

本书是作者在多年从事宽带网络与业务研究和工程实践的基础上，结合宽带发展的最新动态以及网络技术的最新进展编写而成的，书中全面系统地提出并分析面向云服务的新型宽带网络体系，介绍支撑该体系的关键技术，同时给出应用案例。与社外同类选题相比较，更具体实际指导、借鉴意义。

本书配套资源下载

对不起，暂无音视频资源！