新IP：面向泛在全場景的未來數據網絡
陳哲、周旭、雷波、蔣勝、鄭秀麗、吳楠等
商品描述
本書首先以時間為順序分析了網絡協議各個階段的代表性技術及發展概況，結合TCP/IP的設計原理和技術分析其設計原由及演變方向，從目前有代表性的互聯網協議角度，分別介紹了目前IP協議的發展方向以及各個方向維度的發展現狀和技術進展情況，以及其發展過程中面臨的問題。最後從需求角度、技術能力發展和過渡演變趨勢3個角度，重點介紹了面向未來互聯網協議發展的方向和可能面對的問題。新的技術需求讓傳統IP協議體系在根邏輯上面臨重大挑戰，通過推動協議體系的泛在性演進，使網絡技術深度進入並統一支撐諸如非IP、標準IP或因環境因素受限而難以通過傳統IP協議及其補丁式改進支持的場景。
作者簡介
陈哲，男，博士，华为技术有限公司高级技术专家，CCSA TC614网络5.0技术标准推进委员会接口与协议组组长。主要研究方向为未来网络体系架构和路由协议。发表多篇论文。输出标准提案10余件。申请通信网络领域专利50余件。
周旭，男，博士，中国科学院计算机网络信息先进网络技术与应用发展部主任、研究员、博士生导师，科技部重点研发计划项目首席科学家。专业方向为计算机网络体系结构、5G移动网络、网络人工智能技术等。作为项目负责人完成省部级重大项目10余项，获得省部级科学技术奖一等奖、二等奖各一次。发表论文70余篇，申请专利60余项（其中已授权16项），主持/参与制定国际标准/行业标准8项。
雷波，男，中国电信股份有限公司研究院网络技术研究所副所长、正高级工程师，中国科学院计算机网络信息中心客座研究员，北京邮电大学兼职教授，中国通信学会第八届信息通信网络技术委员会委员，中国通信学会第一届算力网络技术委员会委员。主要研究方向为未来网络技术、新型数据中心网络、边缘计算与算力网络等，主导编写了首份算力网络ITU-T国际标准、编著业界算力网络专著，目前累计已完成4本专著，发表论文数十篇。
蒋胜，现任北京邮电大学教授，2007-2022历任华为技术有限公司标准主任工程师、产业&标准专家。担任IETF ANIMA工作组主席、CCSA TC614网络5.0技术标准推进委员会副主席。发布29篇IETF RFCs国际标准。获中国国家科技发明奖二等奖、中国专利优秀奖、中国通信标准化协会科学技术奖一等奖、通信学会科学技术奖一等奖。获中国授权专利40+项，国际授权专利20+项。目前研究方向为6G网络、智简通信网络、数据通信网络、互联网协议创新、自组织网络及相关国际国内标准。
郑秀丽，女，华为技术有限公司主任工程师，主要研究领域为未来网络架构与协议、SDN、网络虚拟化、移动性管理等，申请专利30余项（其中授权19项），发表论文10多篇。目前担任网络5.0产业和技术创新联盟副秘书长。
吴楠，女，中国电信股份有限公司研究院工程师，主要从事新型IP网络技术、云网融合、未来网络架构等创新领域的研究工作。目前担任CCSA TC614网络5.0技术标准推进委员会接口与协议组副组长。
目錄大綱
第 1章 概述 1
第 2章 互聯網體系協議設計 4
2.1 網絡協議發展歷程 4
2.1.1 協議體系發展初期 5
2.1.2 IP得到認同統一 5
2.1.3 IP技術能力不斷擴張階段 6
2.2 典型技術發展演進分析 7
2.2.1 NCP到TCP/IP 7
2.2.2 TCP/IP和OSI 8
2.2.3 TCP/IP和ATM 9
2.2.4 TCP/IP到人機物互聯 10
參考文獻 11
第3章 TCP/IP網絡協議架構及演變 12
3.1 TCP/IP網絡協議架構 12
3.1.1 協議分層設計 12
3.1.2 網絡協議體系基礎組成部分 18
3.1.3 網絡協議過渡方案 24
3.2 網絡體系設計原則及演變 26
3.2.1 TCP/IP網絡體系設計初始原則 27
3.2.2 TCP/IP網絡體系設計原則演進 29
3.3 網絡協議能力擴展 31
3.3.1 軟件定義網絡 31
3.3.2 網絡隧道技術 34
3.3.3 SRv6 35
3.3.4 低功耗網絡協議技術 37
3.4 網絡體系演進推動 39
3.4.1 網絡演進動力分析 39
3.4.2 網絡演進推動組織 42
第4章 面向未來互聯網協議的新需求 48
4.1 面向未來互聯網協議應用多樣性需求 49
4.1.1 工業互聯網應用場景 49
4.1.2 物聯網應用場景 53
4.1.3 天地一體化應用場景 55
4.1.4 多媒體應用場景 57
4.2 面向未來互聯網協議的技術能力擴展 59
4.2.1 多語義標識變長能力要求 59
4.2.2 網絡確定性能力要求 60
4.2.3 網絡內生安全能力 63
4.2.4 網絡資源感知和管控能力要求 66
4.2.5 網絡層多播技術能力要求 68
4.2.6 高通量傳輸能力要求 69
4.3 面向未來互聯網協議作用域需求 71
第5章 泛在全場景新IP設計 74
5.1 泛在全場景新IP體系設計原則 75
5.2 泛在全場景新IP體系架構與能力願景 78
5.3 泛在全場景新IP概覽 82
5.3.1 泛在IP體系架構設計 82
5.3.2 泛在IP數據面協議組成 84
5.3.3 泛在IP控制面協議組成 85
5.3.4 泛在IP管理面協議組成 87
5.4 泛在IP技術要素 87
參考文獻 93
第6章 泛在全場景新IP基礎技術 94
6.1 地址編址技術 95
6.1.1 地址編址需求 95
6.1.2 地址編址結構 96
6.1.3 可變長多語義地址的表達方式 100
6.2 報文封裝技術 100
6.2.1 報文封裝設計需求 100
6.2.2 報文封裝規範 101
6.2.3 靈活IP封裝子類格式 102
6.3 靈活IP尋址技術 106
6.3.1 基於Bloom Filter的變長地址高效尋址技術 107
6.3.2 靈活IP地址尋址的可擴展性 111
6.4 泛在發現協議 113
6.5 靈活IP路由協議 116
6.5.1 服務路由 117
6.5.2 身份路由 119
6.5.3 地理位置路由 120
6.6 靈活IP與現有協議互通技術 121
6.7 靈活IP應用實例 123
6.7.1 衛星靈活IP組網 123
6.7.2 IoT物聯傳感器網絡 124
6.7.3 面向服務的網絡尋址 125
6.7.4 工業互聯網和全互聯工廠網絡 126
第7章 泛在全場景新IP關鍵使能技術 127
7.1 確定性IP技術 127
7.1.1 確定性網絡概念和特徵 127
7.1.2 確定性網絡業界研究進展 129
7.1.3 確定性IP架構 133
7.1.4 確定性IP組網設計 142
7.1.5 確定性IP試驗驗證 144
7.1.6 確定性IP網絡演進趨勢 149
7.2 網絡自組織協議 150
7.2.1 網絡自組織需求 150
7.2.2 網絡自組織研究進展 153
7.2.3 網絡自組織架構 156
7.2.4 網絡自組織技術實現 160
7.2.5 網絡自組織技術發展趨勢 177
7.3 內生安全協議 177
7.3.1 IPv4/IPv6安全分析 178
7.3.2 內生安全是未來網絡安全的重要趨勢 181
7.3.3 互聯網內生安全架構 182
7.3.4 內生安全相關技術 187
7.3.5 內生安全發展展望 200
7.4 運營級優簡多播協議 201
7.4.1 多播業務發展需求 201
7.4.2 網絡多播研究現狀 202
7.4.3 優簡多播技術框架 216
7.4.4 優簡多播關鍵使能技術 220
7.4.5 優簡多播應用場景 230
7.5 新傳輸層協議 241
7.5.1 網絡應用的傳輸需求 241
7.5.2 傳輸層協議發展綜述 245
7.5.3 應用感知的協議設計 254
7.5.4 靈活智能的傳輸功能 259
7.5.5 新傳輸層的演進方向 265
參考文獻 267
第8章 泛在全場景新IP基礎設施 274
8.1 互聯網中心化管控問題分析 274
8.1.1 互聯網基礎設施 274
8.1.2 互聯網中心化問題 276
8.1.3 互聯網去中心化相關研究工作 276
8.2 去中心化互聯網基礎設施架構 277
8.3 去中心化互聯網技術 280
8.3.1 分佈式賬本技術 280
8.3.2 名字空間管理層 283
8.3.3 應用層 286
8.4 互聯網基礎設施演進方案 288
8.4.1 IP地址管理和ROA能力的遷移 289
8.4.2 ASN管理和域間鄰居關系的遷移 290
8.4.3 域名系統的遷移 291
參考文獻 292
第9章 泛在全場景新IP體系實踐案例 294
9.1 智慧城市 294
9.1.1 智慧城市場景實現 294
9.1.2 智慧城市實踐案例 297
9.2 車聯網 299
9.2.1 車聯網場景實現 299
9.2.2 車聯網實踐案例 300
9.3 工業互聯網 302
9.3.1 工業互聯網場景實現 303
9.3.2 工業互聯網實踐案例 304
9.4 能源互聯網 306
9.4.1 能源互聯網場景實現 306
9.4.2 能源互聯網實踐案例 308
9.5 互聯網智慧通信 310
9.5.1 互聯網智慧通信場景實現 310
9.5.2 互聯網智慧通信實踐案例 311
9.6 互聯網安全防護 314
9.6.1 互聯網安全防護場景實現 315
9.6.2 互聯網安全防護實踐案例 317
參考文獻 318
附錄 泛在IP協議棧開源實踐 319
