内容中心网络体系架构

内容中心网络体系架构 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:清华大学出版社
作者:陈震
出品人:
页数:93
译者:
出版时间:2014-1-1
价格:19.00元
装帧:平装
isbn号码:9787302340362
丛书系列:清华大学计算机系列教材
图书标签:
  • 服务器
  • cdn
  • SDN
  • CCN
  • 内容分发网络
  • CDN
  • 边缘计算
  • 网络架构
  • 内容交付
  • 加速
  • 缓存
  • 流媒体
  • QoS
  • 云计算
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具体描述

《清华大学计算机系列教材:内容中心网络体系架构》适合于计算机体系架构专业的高年级本科生及研究生使用,也适合于对互联网体系架构有兴趣的其他人员参考。希望对当今互联网设计有深入了解的读者,可通过《清华大学计算机系列教材:内容中心网络体系架构》学到最新的未来网络设计观点,并能学以致用,推广到新型网络应用前沿。《清华大学计算机系列教材:内容中心网络体系架构》作者陈震长时间在网络领域从事研究,精通传统TCP/IP网络、覆盖网、CDN及未来新型网络。

深度解析:下一代互联网的基石——面向服务的网络与边缘计算 图书简介 本书深入探讨了支撑未来数字基础设施的关键技术,重点聚焦于面向服务的网络(Service-Based Architecture, SBA)的演进、边缘计算(Edge Computing)的部署范式及其对新型网络架构的深远影响。内容横跨网络协议栈的革新、分布式计算模型的重塑,以及如何构建一个更具弹性、响应速度更快、服务部署更灵活的下一代信息基础设施。 第一部分:面向服务的网络:从连接到智能的范式转移 本部分首先回顾了传统电信网络架构(如IMS、LTE核心网)面临的挑战,尤其是在处理爆炸性增长的数据流量、引入多样化的新业务(如物联网、高精度定位)时的局限性。在此基础上,我们详细介绍了SBA如何作为应对这些挑战的核心战略而兴起。 1.1 SBA的理论基础与核心组件 我们将SBA定义为一种基于网络功能虚拟化(NFV)和软件定义网络(SDN)的集成框架,它将传统固化的网络功能解耦、抽象化,并以标准化的服务接口对外暴露。重点阐述了以下关键组件: 网络功能(Network Functions, NFs)的虚拟化与容器化: 讨论了如何利用容器技术(如Docker、Kubernetes)实现网络功能的快速实例化、弹性伸缩和故障隔离。深入分析了云原生(Cloud-Native)原则在网络功能设计中的应用,包括微服务架构在网络域中的映射。 服务化接口与协议栈: 详细解析了基于HTTP/2、RESTful API等开放协议的南北向接口设计。对比了不同标准组织(如3GPP Release 15及后续版本)在定义服务接口语义和数据模型上的实践与差异。特别关注了服务间的可靠通信机制、服务发现与注册机制的实现。 控制面与用户面的分离(Control and User Plane Separation, CUPS): 阐述CUPS如何通过物理分离和逻辑解耦,使得控制逻辑可以集中部署,而用户面数据流可以更贴近用户侧进行处理,极大地提升了网络部署的灵活性和用户体验的质量。 1.2 自动化、编排与网络切片 SBA的真正威力在于其自动化和编排能力。本章深入探讨了支撑这些能力的技术栈: 编排器(Orchestrator)的设计与职能: 分析了MANO(管理与编排)框架的演进,以及如何在云环境中管理虚拟化网络功能(VNFs)和云原生网络功能(CNFs)的生命周期。讨论了零接触运营(Zero-touch Operations, ZTO)的目标和实现路径。 网络切片(Network Slicing)的实现机制: 阐述了网络切片如何通过SBA实现端到端的资源隔离和定制化服务保证。详细剖析了切片管理功能(SMF)在不同租户间隔离资源、保障SLA的复杂工作流程。分析了基于策略的动态资源分配和切片实例化过程中的性能考量。 第二部分:边缘计算:重新定义网络边界与服务部署 随着用户对实时性、隐私保护和带宽效率的要求日益提高,将计算能力推向网络边缘成为必然趋势。本部分聚焦于边缘计算的架构模型、关键挑战与部署策略。 2.1 边缘计算的层次划分与部署模型 边缘计算并非单一的概念,而是一个多层次的体系结构。本书区分并深入分析了不同层次的边缘: 近端边缘(Near Edge/MEC/Fog Computing): 部署在接入网侧(如基站机房、核心机房的边缘接入点)。重点讨论了移动边缘计算(MEC)平台如何与核心网紧密耦合,提供低延迟的计算能力。 远端边缘(Far Edge/On-Premise Edge): 部署在企业内部、工厂或数据中心。分析了这些边缘节点在数据主权、本地AI处理和私有网络集成方面的独特需求。 接入边缘(Access Edge): 处于更靠近终端设备的位置,侧重于物理层和链路层的优化。 2.2 边缘计算与SBA的融合 边缘计算的成功部署严重依赖于SBA提供的灵活接口和编排能力。 边缘云原生环境的构建: 探讨了轻量级Kubernetes发行版(如K3s, MicroK8s)在资源受限的边缘节点上的应用。如何确保这些分布式边缘集群的统一管理和配置同步。 服务下沉与分布式缓存: 分析了如何将核心网中的关键网络功能(如AMF、SMF的部分功能)下沉到边缘,以实现更快的会话建立和更低的控制平面延迟。重点讨论了内容分发网络(CDN)与边缘计算的融合,实现更智能的内容推送和数据预处理。 2.3 边缘计算的关键挑战与新兴应用 部署和运维大规模、异构的边缘基础设施带来了全新的挑战: 资源异构性管理: 边缘节点硬件能力差异巨大(从高性能服务器到低功耗IoT设备)。如何实现统一的资源抽象和负载调度是核心难题。 安全与信任链的构建: 边缘节点物理位置分散,安全边界模糊。探讨了零信任架构在边缘环境下的实施、硬件级信任根的建立以及数据在边缘的加密与隐私保护技术(如联邦学习)。 时延敏感型应用场景的优化: 详细分析了自动驾驶、工业控制(时间敏感网络TSN)、远程高精度医疗等对端到端延迟有严格要求的应用场景,以及SBA和边缘计算如何协同工作来满足毫秒级的时延目标。 第三部分:运维、安全与未来展望 本部分将视角从技术实现拓展到系统的全生命周期管理和未来的发展趋势。 3.1 智能运维与可观测性 在高度分布式和动态化的SBA/边缘环境中,传统的监控模式已失效。本书强调了可观测性(Observability)的重要性: 统一遥测框架: 探讨如何收集、关联和分析来自不同层次(硬件、OS、容器、网络功能)的指标(Metrics)、日志(Logs)和追踪(Traces)。 AI驱动的故障预测与自愈: 讨论如何利用机器学习模型分析海量运维数据,实现对网络拥塞、功能退化、安全异常的早期预警和自动化的修复动作,从而减少人工干预。 3.2 架构的演进方向 展望未来,SBA和边缘计算将继续融合并催生新的架构形态: 开放式无线接入网(Open RAN)与SBA的协同: 分析Open RAN的解耦趋势如何与SBA提供的数据驱动型控制接口相结合,进一步提升无线接入网的灵活性和智能化。 确定性网络能力(Deterministic Networking): 讨论如何将SBA的控制能力扩展到底层物理网络,引入时间同步和流量整形机制,以支持对抖动和延迟有严格要求的应用,如工业互联网。 本书旨在为网络工程师、系统架构师、研发人员提供一套全面而深入的理论框架和实践指导,帮助读者理解并驾驭下一代网络服务交付的复杂性与潜力。

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目录信息

目录
第1章CCN体系架构
1.1当前Internet的问题
1.2未来网络体系架构
1.3CCN概述
1.3.1CCN体系结构
1.3.2CCN工作机制
参考文献
第2章内容中心网络CCNx实现
2.1CCNx框架
2.1.1CCNx代码库
2.1.2CCN内容命名
2.2CCNx组件
2.2.1ccnd
2.2.2ccnr
2.2.3ccndc
2.3CCNx网络配置
2.3.1CCNx路由器启动
2.3.2CCNx路由器链路
2.3.3CCNx网络示例
2.4CCNx网包处理
2.4.1兴趣包定义
2.4.2兴趣包处理
2.4.3数据包处理
2.5CCN代码项目
2.6小结
参考文献
第3章CCNx安装指导
3.1CCNx网络结构
3.2CCNx代码安装
3.2.1获取代码
3.2.2安装编译
3.2.3CCNx工具
3.3代码开发
3.3.1起步
3.3.2可能的问题
3.4CCNx库
3.4.1共同组件
3.4.2Java库
3.4.3C库
参考文献
第4章内容中心网络流媒体
4.1视频分发需求及Internet架构现状
4.1.1互联网视频内容
4.1.2Internet架构问题
4.2HLS标准概述
4.2.1HLS客户端请求流程
4.2.2M3U8格式
4.2.3TS文件格式
4.3CCNHLS系统
4.3.1内容源转码及切分处理
4.3.2内容源转码
4.3.3内容切分
4.3.4M3U8文件的生成
4.3.5自动化脚本
4.4CCN2HTTP中间服务器
4.5小结
参考文献
第5章CCN隐私保护
5.1隐私的定义及概念
5.1.1隐私与机密、匿名的关系
5.1.2隐私与信任的关系
5.1.3隐私的基本问题和具体问题
5.1.4隐私问题限定
5.2CCN中的用户隐私
5.2.1用户的通信隐私
5.2.2用户的内容发布隐私
5.2.3用户的内容检索隐私
5.3CCN与IP体系结构的隐私问题比较
5.4影响用户隐私的CCN机制分析
5.4.1命名机制对隐私的影响
5.4.2数据签名机制对隐私的影响
5.4.3缓存机制对隐私的影响
5.4.4消费者驱动对隐私的影响
5.5隐私的攻击和保护代价分析
5.6基于OT的用户检索隐私保护方案
5.6.1协议设计目的
5.6.2协议设计假定和原则
5.6.3CCN?CPIR用户隐私保护机制
5.7结论
参考文献
第6章CCN与CDN网络的比较与融合
6.1CDN网络概念
6.1.1AkamaiCDN网络
6.1.2AkamaiHTTPLiveStreaming方案
6.1.3CCN与CDN网络不同之处
6.2CDN网络配置
6.2.1CDN网络结构
6.2.2CDN网络核心组件
6.2.3CDN网络安装及配置
6.2.4OpenCDN部署
6.3实验研究与设计
6.3.1CDN和CCN设计原则对比
6.3.2CDN网络实验环境
6.3.3CDN实验平台设计
6.3.4CCN实验平台设计
6.3.5实验设计
6.4实验结果与分析
6.4.1集群部署开销对比
6.4.2性能评估
6.4.3实验总结
6.5CCN与CDN融合
6.5.1CCNHLS系统架构
6.5.2CCNasCDN关键问题
6.6小结
参考文献
第7章CCN底层实现
7.1背景技术
7.2实验原理
7.2.1CCN的底层实现的架构
7.2.2CCN底层实现关键技术
7.2.3CCN底层实现实验步骤
7.3实现优势
7.4实验验证
7.4.1实验设置
7.4.2性能评估
7.4.3功能展示
7.5推广讨论
参考文献
第8章CCN总结展望
8.1未来工作
8.2未来展望
参考文献
附录A云计算平台搭建
A.1引言
A.2云技术综述
A.3VMware/CloudStack云平台的架构
A.4VMware/CloudStack云平台构建
参考文献
附录BCDN/CCN搭建
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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读完《内容中心网络体系架构》这本书,我感觉自己对互联网的理解被彻底刷新了。作者以一种极其严谨和富有洞察力的方式,阐述了内容中心网络(CCN)这一革命性的网络架构。这本书的核心思想在于,它将网络的关注点从“哪里”转移到了“什么”。传统的 IP 网络以 IP 地址为中心,而 CCN 则以内容的“名字”为中心。 书中详细介绍了 CCN 的几个关键概念,例如名字空间、名字、数据、兴趣包以及数据包。我特别喜欢作者对名字的解析和路由机制的讲解。在 CCN 中,内容的获取不再依赖于固定的 IP 地址,而是通过一个灵活的名字系统来实现。兴趣包会沿着网络中的缓存和路由信息传播,直到找到包含所需内容的数据包。这种设计不仅提高了内容的可达性,还大大增强了网络的鲁棒性。此外,书中还深入探讨了 CCN 在安全、性能和可扩展性方面的优势,并列举了大量实际应用场景,让我对 CCN 的未来发展充满了信心。这本书绝对是任何对下一代网络技术感兴趣的人的必读之作。

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《内容中心网络体系架构》这本书,让我深刻地认识到,互联网的发展并非停滞不前,而是在不断演进,寻找更优的解决方案。作者以一种非常前瞻性的视角,为我们展示了内容中心网络(CCN)是如何通过重塑网络通信的基本单元,来应对当前互联网面临的挑战。 我尤其被书中关于“名字”和“数据”分离的设计理念所吸引。它不再是“我需要从某某地址获取某个文件”,而是“我需要获取这个特定内容”。这种以内容为中心的思想,贯穿了 CCN 的整个体系架构。作者详细阐述了兴趣包的转发机制,它能够根据名字在网络中智能地传播,而不是像传统IP那样依赖于固定的路由表。这大大提高了网络的信息发现能力和适应性。 此外,书中对 CCN 强大的缓存能力也进行了深入的分析。缓存不再是可选的优化,而是 CCN 的核心功能之一。这意味着热门内容可以被高效地分发到离用户更近的地方,从而极大地提升了用户体验,并减轻了核心网络的压力。这本书为我打开了一扇通往未来互联网世界的大门,让我看到了无限的可能性。

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这本《内容中心网络体系架构》绝对是我近年来读过最令人振奋的技术书籍之一。它不仅仅是对 CCN 的介绍,更像是一次对网络架构范式的彻底颠覆。作者以一种非常宏观的视角,揭示了 CCN 如何从根本上解决传统 IP 网络在信息分发、效率和安全方面存在的瓶颈。我特别喜欢作者在书中提出的“信息即服务”的理念,这与我们过去“服务器即服务”的模式截然不同。 在书中,作者深入剖析了 CCN 的核心组件,包括名字、数据、兴趣包、数据包、路由缓存以及名字解析等。我对兴趣包和数据包的交互过程尤为着迷。它不是简单的请求和响应,而是一种更加主动、智能的信息发现和传递机制。当用户发送一个兴趣包时,它会在网络中寻找匹配的内容,而不是仅仅询问某个特定的服务器。而数据包在被转发的过程中,还可以被缓存,这意味着相同内容可以被多次复用,大大提高了网络的效率。书中还探讨了 CCN 在应对信息爆炸、网络拥堵以及提高数据安全性和隐私性方面的巨大潜力。这本书让我对互联网的未来充满了期待。

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这本书给我留下了深刻的印象,它以一种我从未接触过的视角,重新审视了互联网的信息分发模式。作者没有止步于理论的阐述,而是用大量生动的案例和图示,将 CCN 的复杂机制化繁为简。尤其让我印象深刻的是,作者花了相当大的篇幅来讲解 CCN 中“名字”的层级结构和解析机制。它不像我们熟悉的域名系统(DNS),而是更加灵活和动态,可以直接指向内容本身,这使得内容的定位和获取变得更加高效和直接。 我特别赞赏书中对 CCN 缓存机制的深入探讨。作者将缓存视为 CCN 的核心能力之一,并详细分析了不同缓存策略的优劣,以及如何在分布式环境下实现高效的缓存管理。想象一下,当用户请求一个热门视频时,它可能不再需要从遥远的服务器拉取,而是可以直接从离用户最近的缓存节点获取。这不仅大大缩短了加载时间,也显著降低了网络的拥堵。书中还讨论了 CCN 如何应对网络不稳定、节点频繁加入和离开等挑战,以及其在物联网、多媒体分发等领域的潜在应用。这本书的价值在于,它不仅提供了一个技术框架,更引发了我对未来网络形态的深入思考。

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我最近读完了一本让我大开眼界的书,书名是《内容中心网络体系架构》。这本书绝对是理解下一代互联网核心技术不可多得的宝藏。作者以一种非常系统、深入的方式,从最基础的概念开始,逐步引导读者走进内容中心网络(CCN)的宏大图景。它不仅仅是介绍CCN的几个关键组件,而是从根本上颠覆了我们对网络信息传递的认知。传统的IP网络以“地址”为中心,一切通信都围绕着主机地址展开。而CCN则完全不同,它以“内容”为核心,强调的是用户想要获取的内容本身,而不是内容所在的具体位置。这种转变看似微小,实则带来了革命性的影响。 书中详细阐述了CCN的设计哲学,包括其名字(Name)和数据(Data)的命名空间、兴趣包(Interest Packet)和数据包(Data Packet)的转发机制,以及名字解析、缓存等关键技术。我尤其喜欢作者对于兴趣包和数据包交互过程的生动描绘,这就像是一种新型的“请求-响应”模式,但更加智能和高效。兴趣包会沿着路由器的缓存列表和路由表向前传播,直到找到包含所需内容的数据包。而数据包在返回的路上,还可以被沿途的路由器缓存,这极大地提高了内容的可达性,并减轻了服务器的压力。作者还深入剖析了CCN在安全、隐私、移动性以及可扩展性等方面的优势,并与其他网络架构进行了详尽的对比,让我对CCN的潜力有了更全面的认识。读完这本书,我感觉自己对网络通信的理解上升到了一个新的高度,仿佛看到了互联网未来的发展方向。

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这本书是一次令人惊叹的技术探索之旅。作者以其深厚的功底和清晰的逻辑,为我们勾勒出了内容中心网络(CCN)的宏伟蓝图。我一直对传统的 IP 网络架构有着诸多疑问,比如在信息分发效率、网络安全以及移动性支持等方面存在的局限性。而 CCN 的出现,似乎为这些问题提供了一个颠覆性的解决方案。 书中对 CCN 的基本原理的阐述,尤其是名字到内容的映射机制,让我耳目一新。它不再是基于地址的通信,而是以内容本身为标识。这使得内容的查找和获取变得更加直接和高效。我特别欣赏作者对 CCN 中“兴趣包”的细致讲解。兴趣包就像是用户对特定内容的“意愿表达”,它能够在网络中自主寻找和传播,直到找到匹配的数据包。这种主动式的信息检索方式,极大地提升了网络的智能化水平。此外,书中还深入分析了 CCN 的缓存机制,这对于提高内容的可访问性和减少网络负载具有至关重要的意义。这本书不仅仅是一本技术手册,更是一部激发我们对未来网络思考的启迪之作。

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这本书如同一把钥匙,为我打开了通往内容中心网络(CCN)这一神秘而迷人的领域的大门。作者以一种令人信服的方式,阐述了 CCN 如何从根本上改变我们与信息互动的方式。我一直认为,当前的互联网架构在面对海量数据、快速增长的移动设备以及日益复杂的信息需求时,显得有些力不从心。 CCN 的出现,正是为了解决这些痛点。书中对名字空间的设计,以及如何通过名字来精确地定位和检索内容,让我印象深刻。这是一种更加抽象和灵活的命名方式,能够更好地适应动态变化的网络环境。我特别欣赏作者对兴趣包转发机制的详细介绍。它是一种能够智能地在网络中传播的请求,可以根据内容的名字在分布式缓存和路由表中进行查找。这种机制极大地提升了信息的可发现性和响应速度。 此外,书中还探讨了 CCN 在安全、隐私和可管理性方面的优势,这些都是传统网络架构难以完美解决的问题。这本书不仅提供了扎实的技术理论,更引发了我对未来互联网架构的深刻思考,让我对 CCN 的发展前景充满了期待。

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这本书对我来说,是一次颠覆性的学习体验。作者以一种极其清晰且富有启发性的方式,剖析了内容中心网络(CCN)这一颠覆性的网络架构。《内容中心网络体系架构》不仅仅是介绍CCN的几个组件,而是从根本上重塑了我们对网络通信的理解。 书中对“名字”和“数据”解耦的深刻阐释,让我体会到了以内容为中心的巨大优势。不再是“我需要从某个地址获取某份数据”,而是“我需要获取这份特定的内容”。这种转变,使得信息的查找和传递变得更加直接和高效。我尤为喜欢作者对“兴趣包”的生动描绘。兴趣包不仅仅是一个简单的请求,它更像是一种智能的“探针”,能够在网络中灵活地传播,寻找与之匹配的数据包。这种机制极大地提升了内容的可发现性,并减少了不必要的网络流量。 此外,书中还对CCN的分布式缓存、安全机制以及在不同场景下的应用进行了深入探讨。它让我看到了CCN在提升网络效率、增强安全性和改善用户体验方面的巨大潜力。这本书不仅仅是一本技术书籍,更是一份对未来互联网发展方向的深刻洞察。

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当我拿起《内容中心网络体系架构》这本书时,我本以为会是一本充满技术术语、晦涩难懂的专业书籍。然而,出乎意料的是,作者的叙述风格既严谨又富有启发性,能够将 CCN 这样复杂的技术概念解释得清晰易懂,甚至带着一种引人入胜的魅力。书中对 CCN 的“名字”和“数据”进行解耦的理念,可以说是全书的基石,我花了很多时间去消化和理解这一核心思想。 作者通过层层递进的方式,详细解释了名字的构成、名字空间的设计,以及如何通过名字来定位和检索内容。这与我们习惯了基于 IP 地址进行通信的方式有着本质的区别。我尤其欣赏作者对于“兴趣包”这一概念的细致描绘。兴趣包不仅仅是一个简单的请求,它承载着用户对特定内容的“兴趣”,并能够智能地在网络中传播,寻找与之匹配的数据包。这种设计极大地提高了内容的可发现性和可达性。书中还探讨了 CCN 的安全模型,例如如何通过名字签名来保证内容的真实性和完整性,以及如何抵御各种攻击。总而言之,这本书不仅教会了我 CCN 的技术细节,更让我对网络通信的未来有了全新的认识。

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《内容中心网络体系架构》这本书,以其独特的视角和深刻的见解,让我对互联网的未来产生了全新的认知。作者没有停留在对现有技术的修修补补,而是从根本上提出了一个全新的网络模型——内容中心网络(CCN)。 我尤其被书中对“名字”作为核心标识的理念所打动。在 CCN 中,内容的获取不再依赖于固定的 IP 地址,而是通过一个更高级、更灵活的名字系统来完成。这使得信息的查找和传递变得更加直观和高效。书中对兴趣包的详细描述,让我看到了信息请求的一种全新模式。兴趣包不是简单地指向一个地址,而是表达了对特定内容的“兴趣”,并能在网络中自主传播,寻找匹配的数据包。 此外,书中还深入探讨了 CCN 的分布式缓存机制。这种机制使得热门内容能够被高效地分发到离用户更近的地方,极大地提升了访问速度,并减轻了核心网络的压力。这本书不仅仅是一次技术性的讲解,更是一次对互联网发展方向的深刻洞察,让我对 CCN 的巨大潜力充满了信心。

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