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第一部分 使能技术3

第1章 T比特分组交换机的光学交换结构3

1.1 光学交换结构4

1.1.1 波长选择架构6

1.1.2 波长路由架构7

1.1.3 平面交换架构9

1.2 光学设备建模9

1.2.1 物理模型10

1.2.2 设备特征化11

1.2.3 多平面的具体问题13

1.3 可扩展性分析14

1.4 成本分析16

1.5 结果19

1.5.1 总交换带宽的可扩展性19

1.5.2 CAPEX估计20

1.6 结论21

参考文献22

第2章 宽带接入网络：现在和未来的方向24

2.1 引言24

2.1.1 当前的宽带接入方案24

2.1.2 无源光网络25

2.1.3 扩展范围：LR-PON27

2.2 技术和演示28

2.2.1 使能技术28

2.2.2 LR-PON的演示29

2.3 LR-PON研究的挑战30

2.3.1 低成本器件：无色ONU30

2.3.2 资源分配：多线程轮询的动态带宽分配30

2.3.3 流量控制：行为感知的用户指定31

2.4 到达终端用户：无线光学宽带接入网络32

2.4.1 WOBAN体系结构32

2.4.2 WOBAN的动机33

2.4.3 WOBAN研究的挑战34

2.5 结论35

参考文献35

第3章 IP/WDM网络的光学控制平面和一种新型统一控制平面架构38

3.1 引言38

3.2 光学控制平面设计概述39

3.2.1 链路管理协议39

3.2.2 GMPLS路由协议40

3.2.3 GMPLS信令协议41

3.3 IP-over-WDM组网体系结构42

3.3.1 叠加覆盖模型43

3.3.2 点和增广模型43

3.4 光学控制平面设计的一种新方法：一种光学层结构统一的控制平面架构44

3.4.1 统一控制平面的节点架构44

3.4.2 光学层结构配置45

3.5 结论59

参考文献60

第4章 认知路由协议及体系结构64

4.1 引言64

4.2 移动感知路由协议65

4.2.1 背景65

4.2.2 方法66

4.2.3 好处68

4.2.4 协议架构69

4.3 频谱感知路由协议70

4.3.1 背景70

4.3.2 方法71

4.3.3 好处73

4.3.4 协议架构74

4.4 结论75

参考文献75

第5章 网格组网78

5.1 引言78

5.2 网格78

5.2.1 网格计算79

5.2.2 Lambda Grid网络80

5.3 云计算80

5.4 资源81

5.4.1 网格网络资源81

5.4.2 光网络试验床和项目81

5.4.3 计算资源83

5.4.4 其他资源84

5.5 调度84

5.6 光电路交换和光突发交换86

5.6.1 对基于OCS的网格的研究86

5.6.2 对基于OBS的网格的研究88

5.7 结论89

参考文献89

第二部分 网络架构95

第6章 主机标识协议概览95

6.1 介绍95

6.2 当前互联网的主要问题96

6.2.1 通用连接的断开96

6.2.2 对移动和多宿主支持不佳96

6.2.3 不必要的流量97

6.2.4 缺乏验证、隐私和可靠性97

6.3 HIP架构和基础交换98

6.3.1 基础98

6.3.2 HITs和LSIs99

6.3.3 协议和包格式100

6.3.4 详细的分层103

6.3.5 功能模型104

6.3.6 潜在弊端105

6.4 移动性、多宿主和连接106

6.4.1 基于HIP的基本移动性和多宿主106

6.4.2 促进网络交汇107

6.4.3 寻址领域间的移动性107

6.4.4 子网移动性108

6.4.5 应用级的移动性109

6.5 隐私、可靠性和不必要流量110

6.5.1 隐私和可靠性110

6.5.2 减少不必要的流量111

6.6 HIP现状112

6.7 总结114

致谢114

参考文献114

第7章 合约交换：管理跨域动态118

7.1 合约交换格式119

7.2 架构因素120

7.2.1 对等点间的动态合约120

7.2.2 合约路由120

7.3 合约链接：救助和远期124

7.3.1 救助远期合约（BFC）125

7.3.2 正式化BFC的定价125

7.3.3 BFC性能评估127

7.4 总结132

参考文献132

第8章 PHAROS：下一代核心光纤网络架构134

8.1 引言134

8.2 背景136

8.3 PHAROS架构：概述137

8.4 资源分配140

8.4.1 资源管理策略140

8.4.2 保护142

8.4.3 剧本144

8.4.4 子拉姆达疏导146

8.5 信令系统146

8.5.1 控制平面操作148

8.5.2 故障通知149

8.6 核心节点实现150

8.7 性能分析152

8.8 结论153

参考文献153

第9章 网络服务的定制化155

9.1 背景155

9.1.1 互联网架构155

9.1.2 下一代互联网155

9.1.3 数据路径可编程性156

9.1.4 技术挑战156

9.1.5 网络内处理方案157

9.2 网络服务157

9.2.1 概念157

9.2.2 系统架构159

9.3 终端系统接口和服务规范160

9.3.1 服务管道160

9.3.2 服务组合161

9.4 路由选择和服务安置162

9.4.1 问题陈述162

9.4.2 集中式的路由寻址和安置163

9.4.3 分布式选路和安置164

9.5 运行时资源管理164

9.5.1 工作负载和系统模型165

9.5.2 资源管理问题165

9.5.3 任务复制165

9.5.4 任务匹配／映射166

9.6 总结166

参考文献167

第10章 支持互联网创新和演变的架构170

10.1 面向一个新的互联网框架170

10.2 当前架构的问题172

10.3 SILO架构：为改变而设计173

10.4 之前相关的工作176

10.5 建模和案例研究177

10.6 未来工作：SDO、未定、虚拟、silo镜像178

10.6.1 虚拟化178

10.6.2 SDO：“软件定义的光学器件”181

10.6.3 其他开放性问题182

10.7 用例研究182

参考文献183

第三部分 协议与实践187

第11章 网络层中的分离路由策略187

11.1 引言187

11.2 后现代互联网架构项目的设计目标188

11.3 架构概述189

11.3.1 PFRI网络结构和寻址189

11.3.2 PFRI转发190

11.3.3 PFRI路由策略192

11.3.4 PFRI数据包头机制193

11.4 PFRI架构的扩展性193

11.5 讨论196

11.6 实验评价198

11.7 其他新的方法199

致谢201

参考文献201

第12章 多路径边界网关协议：动机和解决方案203

12.1 引言203

12.2 Trilogy项目204

12.2.1 目标204

12.2.2 Trilogy技术204

12.3 多路径路由205

12.3.1 更高的网络容量206

12.3.2 可扩展的流量工程能力206

12.3.3 改进的路径变化响应206

12.3.4 增强安全207

12.3.5 提高市场透明度207

12.4 多路径BGP207

12.4.1 域内多路径路由208

12.4.2 域间多路径路由209

12.4.3 其他解决方案的动机210

12.4.4 mBGP和MpASS211

12.5 总结和下一步工作215

参考文献216

第13章 显式拥塞控制：命令、公平和准入管理218

13.1 公平219

13.2 比例公平的速率控制协议221

13.2.1 局部稳定性的充分条件223

13.2.2 说明性的仿真223

13.2.3 两种形式的反馈224

13.2.4 均衡调整225

13.3 准入管理225

13.3.1 阶梯式算法225

13.3.2 阶梯式算法的鲁棒性226

13.3.3 网络管理指南227

13.3.4 阐述利用率和鲁棒性的权衡228

13.3.5 缓冲区大小和阶梯算法230

13.4 结束语231

致谢232

参考文献232

第14章 KanseiGenie：用于无线传感器网络结构的资源管理和可编程性的软件基础设施234

14.1 引言234

14.2 传感结构的特征236

14.2.1 通用服务237

14.2.2 特定领域服务240

14.3 KanseiGenie架构241

14.3.1 结构模型241

14.3.2 KanseiGenie架构242

14.3.3 GENI扩展KanseiGenie244

14.3.4 KanseiGenie的实现244

14.3.5 KanseiGenie联合246

14.4 KanseiGenie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

14.4.3 KanseiGenie用法的逐步浏览250

14.5 下一代网络中进化研究问题250

14.5.1 传感器结构的资源规范250

14.5.2 资源发现251

14.5.3 资源分配251

14.5.4 数据作为资源252

14.5.5 网络虚拟化253

14.6 结论253

参考文献253

第四部分 理论和模型257

第15章 互联网交换机的缓存和调度理论257

15.1 引言257

15.2 缓存大小和端到端拥塞控制258

15.2.1 缓存大小的四个启发性争论258

15.2.2 流量往返模型和排队模型260

15.2.3 排队延迟、利用率和同步262

15.2.4 流量颠簸264

15.3 交换机排队调度理论265

15.3.1 交换网络模型266

15.3.2 容量区域和虚拟队列267

15.3.3 性能分析267

15.4 报文级架构提议271

参考文献273

第16章 随机网络效用最大化和无线调度275

16.1 引言275

16.2 LAD（作为优化分解的分层）276

16.2.1 背景276

16.2.2 关键思想和程序277

16.3 随机NUM（网络效用最大化）278

16.3.1 会话层动力学278

16.3.2 数据包级动力学282

16.3.3 约束层动力学283

16.3.4 多个动力学的组合285

16.4 无线调度286

16.4.1 无冲突算法287

16.4.2 基于冲突的算法290

16.4.3 性能复杂度的权衡294

16.4.4 下一步的研究方向297

致谢297

参考文献297

第17章 双向网络和对等网络中的网络编码306

17.1 网络编码背景306

17.2 双向网络中的网络编码307

17.2.1 无向网络中的单一多播308

17.2.2 线性规划视角311

17.2.3 类似互联网的双向网络中的单一多播312

17.2.4 更严格的界限313

17.2.5 多个通信会话313

17.2.6 多播的源自主属性314

17.3 对等网络中的网络编码314

17.3.1 网络编码下的节点辅助内容分发315

17.3.2 网络编码下的节点辅助流媒体316

17.4 总结318

参考文献319

第18章 网络经济：中立性、竞争和服务差异化322

18.1 中立性324

18.1.1 模型325

18.1.2 单边和双边定价的分析326

18.1.3 用户福利和社会福利328

18.1.4 比较328

18.1.5 结论331

18.2 竞争332

18.2.1 模型333

18.2.2 电路类比334

18.3 服务差异化339

致谢340

参考文献340

索引343