現(xiàn)代網(wǎng)絡技術:SDN、NFV、QoE、物聯(lián)網(wǎng)和云計算
定 價:99 元
叢書名:計算機科學叢書
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- 作者:[美]威廉·斯托林斯
- 出版時間:2018/1/1
- ISBN:9787111586647
- 出 版 社:機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP393
- 頁碼:325
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
本書是一本討論現(xiàn)代網(wǎng)絡技術的教材,包括六個部分。第壹部分(第1~2章)提供了現(xiàn)代網(wǎng)絡的概述和本書其余部分的背景;第二部分(第3~6章)專注于SDN概念、技術和應用的全面且透徹的呈現(xiàn);第三部分(第7~9章)專注于網(wǎng)絡功能虛擬化的概念、技術和應用的寬泛且透徹的呈現(xiàn)以及網(wǎng)絡虛擬化的討論;第四部分(第10~12章)介紹與SDN和NFV同等重要的服務質量(QoS)和體驗質量(QoE)的演化;第五部分(第13~15章)探討云計算和物聯(lián)網(wǎng)這兩種占支配地位的現(xiàn)代網(wǎng)絡體系結構;第六部分(第16~17章)對安全性進行分析并討論職業(yè)相關的問題。本書適合作為高校計算機網(wǎng)絡課程的教材和參考書,也可供相關技術人員閱讀參考。
前 言Foundations of Modern Networking: SDN, NFV, QoE, IoT, and Cloud這里有本書,檢察官。我將它送給你,你無法懷疑該書包括了全部事實。
——福爾摩斯經(jīng)典故事《獅鬃毛》,Arthur Conan Doyle爵士背景眾多因素匯聚起來,催生了計算機和通信網(wǎng)絡方面的最新革命。
需求:將注意力聚焦在設計、評價、管理和維護復雜的網(wǎng)絡基礎設施上,企業(yè)的這種需求洶涌而來。這些趨勢包括以下幾個方面。
大數(shù)據(jù):大型和小型企業(yè)越來越依賴于對海量數(shù)據(jù)的處理和分析。為了在可接受的時間周期內處理大量的數(shù)據(jù),大數(shù)據(jù)可能需要分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫、云計算平臺、互聯(lián)網(wǎng)存儲和其他可擴展的存儲技術。
云計算:在許多機構中存在一種日益顯著的趨勢,即將可觀比例甚至所有信息技術(IT)活動遷移到稱為企業(yè)云計算的互聯(lián)網(wǎng)連接的基礎設施上。在IT數(shù)據(jù)處理方面的這種劇烈變化伴隨著網(wǎng)絡需求的劇烈變化。
物聯(lián)網(wǎng)(IoT):IoT涉及大量使用標準通信體系結構為終端用戶提供服務的對象。數(shù)十億這樣的設備將與產(chǎn)業(yè)、商業(yè)和政府網(wǎng)絡連接,提供物理世界和計算、數(shù)字內容、分析、應用及服務之間的交互。IoT為用戶、生產(chǎn)商和服務提供商在各種各樣的領域提供了前所未有的機會。受益于IoT數(shù)據(jù)收集、分析和自動化能力的領域包括衛(wèi)生健康、衛(wèi)生保健、家庭監(jiān)控和自動化、節(jié)能和智能電網(wǎng)、農(nóng)業(yè)、運輸業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、倉儲和產(chǎn)品管理、安全、監(jiān)視、教育以及許多其他方面。
移動設備:移動設備現(xiàn)在已經(jīng)成為每個企業(yè)IT基礎設施不可或缺的組成部分,包括雇主供給和自帶設備(BYOD)。眾多的移動設備對網(wǎng)絡規(guī)劃和管理產(chǎn)生了獨特的新需求。
能力:兩種相互影響的趨勢已經(jīng)對智能、有效的網(wǎng)絡設計和管理產(chǎn)生了新而緊迫的需求。
千兆比特數(shù)據(jù)速率網(wǎng)絡:以太網(wǎng)產(chǎn)品已經(jīng)達到了100Gbps并計劃進一步提升速率。差不多7Gbps速率的Wi-Fi產(chǎn)品已可供使用。4G和5G網(wǎng)絡為蜂窩網(wǎng)絡引入了千兆比特速率。
高速、高能力服務器:為了滿足企業(yè)不斷增長的多媒體和數(shù)據(jù)處理需求,大量的刀片服務器和其他高性能服務器得以發(fā)展,并對有效地設計和管理網(wǎng)絡提出了需求。
復雜性:網(wǎng)絡設計者和管理者在復雜、動態(tài)環(huán)境中工作,在這種環(huán)境中各種不同的需求,特別是大多數(shù)服務質量(QoS)和體驗質量(QoE)需要靈活的、可管理的網(wǎng)絡硬件和服務。
安全性:隨著對網(wǎng)絡資源的依賴日益增加,對于網(wǎng)絡提供各種安全性服務的要求日益加強。
隨著對這些因素做出響應的新型網(wǎng)絡技術的發(fā)展,系統(tǒng)工程師、系統(tǒng)分析師、IT管理員、網(wǎng)絡設計師和產(chǎn)品營銷人員有必要牢固地掌握現(xiàn)代網(wǎng)絡技術。這些專業(yè)人員需要理解前面所列因素的含義以及網(wǎng)絡設計人員如何做出響應。主宰現(xiàn)實的是:(1)迅速研發(fā)和部署的兩種互補技術,即軟件定義網(wǎng)絡(SDN)和網(wǎng)絡功能虛擬化(NFV);(2)需要滿足QoS和QoE需求。
本書為讀者提供了對SDN和NFV的透徹解釋,以及它們的實際部署和在當今企業(yè)中的使用。此外,本書清楚地解釋了QoS/QoE以及所有的相關問題,例如云網(wǎng)絡和IoT。這是一本技術書籍,目的是提供給某些有技術背景的讀者,但是除了系統(tǒng)工程師、網(wǎng)絡維護人員以及網(wǎng)絡和協(xié)議設計者外,本書對于IT管理者和產(chǎn)品銷售人員來說也是自成一體的重要資源。
本書的組織本書由以下六部分組成。
現(xiàn)代網(wǎng)絡。提供了現(xiàn)代網(wǎng)絡的概述和本書其余部分的背景。第1章概述了網(wǎng)絡生態(tài)系統(tǒng)的構成元素,包括網(wǎng)絡技術、網(wǎng)絡體系結構、服務和應用。第2章對當前網(wǎng)絡環(huán)境的演化需求進行了審視,并提供了對現(xiàn)代網(wǎng)絡關鍵技術的預覽。
軟件定義網(wǎng)絡。專注于SDN概念、技術和應用的全面且透徹的呈現(xiàn)。第3章通過展示什么是SDN方法以及需要它的原因而開始討論,并提供了SDN體系結構的概述。該章還關注了發(fā)布SDN規(guī)范數(shù)和標準的組織。第4章詳細觀察了SDN數(shù)據(jù)平面,包括關鍵組件、它們如何交互和管理。該章的許多內容專注于OpenFlow,這是一種非常重要的數(shù)據(jù)平面技術,也是與控制平面的接口。該章解釋了需要OpenFlow的原因,進而提供了詳細的技術解釋。第5章專注于SDN控制平面,其中包括對OpenDaylight的討論,而OpenDaylight是控制平面的重要的開源實現(xiàn)。第6章涉及SDN應用平面,除了考察通用的SDN應用平面體系結構外,還討論了6個能被SDN支持的主要應用領域,并且提供了一些SDN應用的例子。
虛擬化。專注于網(wǎng)絡功能虛擬化的概念、技術和應用的寬泛且透徹的呈現(xiàn)以及網(wǎng)絡虛擬化的討論。第7章引入虛擬機的概念,然后關注虛擬機技術的使用以開發(fā)基于NFV的網(wǎng)絡環(huán)境。第8章提供了NFV功能的詳細討論。第9章關注虛擬網(wǎng)絡的傳統(tǒng)概念,然后審視對網(wǎng)絡虛擬化更為現(xiàn)代的方法,最后引入軟件定義基礎設施的概念。
用戶需求的定義與支撐技術。與SDN和NFV的出現(xiàn)同樣重要的是服務質量和體驗質量的演化,它樣決定了客戶需求以及網(wǎng)絡設計如何響應這些需求。第10章提供了QoS概念和標準的概述。近來QoS已經(jīng)擴展為QoE的概念,QoE與交互式視頻和多媒體網(wǎng)絡流量尤其相關
作者簡介
Foundations of Modern Networking: SDN, NFV, QoE, IoT, and Cloud
William Stallings博士在理解計算機安全、計算機網(wǎng)絡和計算機體系結構領域的全方位技術發(fā)展方面做出了獨特的貢獻。他寫作了18本教科書,算上各種修訂的版本,在這些主題的多個方面共寫了70本書。他的作品出現(xiàn)在各種ACM和IEEE出版物上,包括《Proceedings of the IEEE》和《ACM Computing Reviews》。他曾13次榮獲教科書和學術作者協(xié)會(Text and Academic Authors Association)頒發(fā)的年度優(yōu)計算機科學教科書獎。
在30多年間,他成為該領域的技術貢獻者、技術管理者和幾個高科技公司的總經(jīng)理。他在各種計算機和操作系統(tǒng)上設計并實現(xiàn)了基于TCP/IP和基于OSI的協(xié)議棧,既包括微機也包括大型計算機。當前,他是一名獨立的咨詢顧問,他的客戶包括計算機、網(wǎng)絡制造商、客戶、軟件開發(fā)公司和技術先進的政府研究機構。
他在ComputerScienceStudent.com/創(chuàng)建并維護著計算機科學學生資源網(wǎng)站。該網(wǎng)站為計算機科學的學生(和教授)提供有關各種主題的普遍感興趣的文檔和鏈接。他是《Cryptologia》雜志的編委,該雜志是致力于密碼學研究的學術性期刊。
Stallings博士擁有麻省理工學院計算機科學博士學位和諾特丹(Notre Dame)大學電子工程碩士學位。
目 錄
Foundations of Modern Networking: SDN, NFV, QoE, IoT, and Cloud
出版者的話
譯者序
前言
致謝
作者簡介
貢獻作者簡介
第一部分 現(xiàn)代網(wǎng)絡
第1章 現(xiàn)代網(wǎng)絡的組成 2
1.1 網(wǎng)絡生態(tài)系統(tǒng) 2
1.2 網(wǎng)絡體系結構的例子 4
1.2.1 全球性網(wǎng)絡的體系結構 4
1.2.2 典型的網(wǎng)絡層次結構 6
1.3 以太網(wǎng) 7
1.3.1 以太網(wǎng)應用 7
1.3.2 標準 9
1.3.3 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)速率 10
1.4 Wi-Fi 13
1.4.1 Wi-Fi應用 13
1.4.2 標準 14
1.4.3 Wi-Fi數(shù)據(jù)速率 14
1.5 4G/5G蜂窩網(wǎng) 15
1.5.1 第一代 15
1.5.2 第二代 15
1.5.3 第三代 16
1.5.4 第四代 16
1.5.5 第五代 16
1.6 云計算 17
1.6.1 云計算的概念 17
1.6.2 云計算的好處 18
1.6.3 云網(wǎng)絡 18
1.6.4 云存儲 18
1.7 物聯(lián)網(wǎng) 19
1.7.1 物聯(lián)網(wǎng)中的物 19
1.7.2 演化 19
1.7.3 物聯(lián)網(wǎng)的層次 19
1.8 網(wǎng)絡匯聚 20
1.9 統(tǒng)一通信 21
1.10 重要術語 24
1.11 參考文獻 24
第2章 需求和技術 25
2.1 網(wǎng)絡和因特網(wǎng)流量的類型 25
2.1.1 彈性流量 25
2.1.2 非彈性流量 26
2.1.3 實時流量特性 28
2.2 需求:大數(shù)據(jù)、云計算和移動流量 30
2.2.1 大數(shù)據(jù) 30
2.2.2 云計算 32
2.2.3 移動流量 34
2.3 需求:QoS和QoE 35
2.3.1 服務質量 35
2.3.2 體驗質量 36
2.4 路由選擇 36
2.4.1 特點 37
2.4.2 分組轉發(fā) 37
2.4.3 路由選擇協(xié)議 38
2.4.4 路由器的組成 40
2.5 擁塞控制 40
2.5.1 擁塞的影響 41
2.5.2 擁塞控制技術 43
2.6 SDN和NFV 45
2.6.1 軟件定義網(wǎng)絡 45
2.6.2 網(wǎng)絡功能虛擬化 46
2.7 現(xiàn)代網(wǎng)絡要素 47
2.8 重要術語 48
2.9 參考文獻 48
第二部分 軟件定義網(wǎng)絡
第3章 SDN:背景與動機 50
3.1 不斷演化的網(wǎng)絡需求 50
3.1.1 需求在不斷增長 50
3.1.2 供給在不斷增長 50
3.1.3 流量模式更為復雜 51
3.1.4 傳統(tǒng)的網(wǎng)絡體系結構已經(jīng)不再適用 51
3.2 SDN方法 53
3.2.1 需求 53
3.2.2 SDN體系結構 53
3.2.3 軟件定義網(wǎng)絡的特征 56
3.3 SDN和NFV相關標準 56
3.3.1 標準制定機構 57
3.3.2 產(chǎn)業(yè)協(xié)會 58
3.3.3 開放發(fā)展組織 59
3.4 重要術語 59
3.5 參考文獻 60
第4章 SDN數(shù)據(jù)平面和OpenFlow 61
4.1 SDN數(shù)據(jù)平面 61
4.1.1 數(shù)據(jù)平面功能 61
4.1.2 數(shù)據(jù)平面協(xié)議 63
4.2 OpenFlow邏輯網(wǎng)絡設備 63
4.2.1 流表結構 65
4.2.2 流表流水線 68
4.2.3 多級流表的使用 71
4.2.4 組表 71
4.3 OpenFlow協(xié)議 73
4.4 重要術語 74
第5章 SDN控制平面 75
5.1 SDN控制平面體系結構 76
5.1.1 控制平面功能 76
5.1.2 南向接口 77
5.1.3 北向接口 78
5.1.4 路由選擇 79
5.2 ITU-T模型 80
5.3 OpenDaylight 81
5.3.1 OpenDaylight的體系結構 81
5.3.2 OpenDaylight的氦版本 82
5.4 REST 85
5.4.1 REST約束 85
5.4.2 REST API例子 87
5.5 控制器間的合作和協(xié)調 88
5.5.1 集中式與分布式控制器 88
5.5.2 高可用性的集群 89
5.5.3 聯(lián)邦的SDN網(wǎng)絡 90
5.5.4 邊界網(wǎng)關協(xié)議 90
5.5.5 域間的路由選擇和QoS 91
5.5.6 為QoS管理使用BGP 92
5.5.7 IETF SDNi 93
5.5.8 OpenDaylight SDNi 94
5.6 重要術語 95
5.7 參考文獻 96
第6章 SDN應用平面 97
6.1 SDN應用平面體系結構 97
6.1.1 北向接口 98
6.1.2 網(wǎng)絡服務抽象層 98
6.1.3 網(wǎng)絡應用 98
6.1.4 用戶接口 98
6.2 網(wǎng)絡服務抽象層 99
6.2.1 SDN中的抽象 99
6.2.2 Frenetic 100
6.3 流量工程 102
6.4 測量和監(jiān)視 104
6.5 安全 105
6.6 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡 109
6.6.1 基于SDN的大數(shù)據(jù) 109
6.6.2 基于SDN的云網(wǎng)絡 110
6.7 移動和無線 112
6.8 信息中心網(wǎng)絡 112
6.8.1 CCNx 113
6.8.2 抽象層的使用 114
6.9 重要術語 116
第三部分 虛擬化
第7章 網(wǎng)絡功能虛擬化:概念與體系結構 118
7.1 NFV的背景與動機 118
7.2 虛擬機 119
7.2.1 虛擬機監(jiān)視器 120
7.2.2 體系結構方法 121
7.2.3 容器虛擬化 123
7.3 NFV概念 123
7.3.1 NFV使用案例 126
7.3.2 NFV的基本要素 127
7.3.3 高層NFV框架 127
7.4 NFV的技術優(yōu)勢與必要條件 128
7.4.1 NFV的技術優(yōu)勢 128
7.4.2 NFV的必要條件 129
7.5 NFV參考體系結構 129
7.5.1 NFV管理與編排 130
7.5.2 參照點 130
7.5.3 具體實現(xiàn) 131
7.6 重要術語 132
7.7 參考文獻 132
第8章 NFV功能 133
8.1 NFV基礎設施 133
8.1.1 容器接口 134
8.1.2 NFVI容器的部署 136
8.1.3 NFVI域的邏輯結構 137
8.1.4 計算域 137
8.1.5 管理程序域 139
8.1.6 基礎設施網(wǎng)絡域 140
8.2 虛擬網(wǎng)絡功能 142
8.2.1 VNF接口 142
8.2.2 VNFC間通信 143
8.2.3 VNF擴展 144
8.3