未来网络体系与核心技术 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:人民邮电出版社

作者:兰巨龙

出品人:

页数:400

译者:

出版时间:2018-8

价格:¥178.00元

装帧:平装

isbn号码:9787115487643

丛书系列:学术中国·院士系列

图书标签:

软件定义网络
计算机网络
计算机
网络协议
未来
未来网络
网络技术
核心技术
网络体系
通信
5G
6G
网络安全
云计算
边缘计算

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具体描述

本书在介绍未来网络体系发展背景、基本概念和演进路线的基础上，通过对比分析现有国内外典型网络体系结构，总结提炼和详细阐述了未来网络体系结构和核心技术，并讨论了未来网络试验床。基于对未来网络的体系结构、运行机理和作者所从事工作的实践经验，本书最后给出了一种可重构可演进的网络功能创新平台开发实例。

《新世纪的材料革命：从量子点到生物复合材料的突破》图书简介在人类文明的演进历程中，材料始终是推动社会形态飞跃的核心驱动力。从石器时代的燧石到工业革命的钢铁，每一次材料科学的重大突破，都伴随着生产力边界的拓展和生活方式的根本性变革。步入二十一世纪，我们正处在一个新材料技术爆发的前夜，其广度和深度远超以往任何一个时代。本书《新世纪的材料革命：从量子点到生物复合材料的突破》，旨在系统而深入地剖析当前正在塑造未来的五大关键材料领域及其底层科学原理、工程挑战与应用前景。本书摒弃了传统材料学教材的枯燥叙述方式，聚焦于那些正以前所未有的速度改变世界的“前沿材料”和“颠覆性技术”。全书结构围绕材料的维度和功能性展开，从微观的量子尺度到宏观的结构应用，层层递进，力求为读者构建一个清晰、立体的现代材料科学全景图。 --- 第一部分：微观世界的精雕细琢——量子尺度与低维材料本部分深入探讨了当物质尺度缩小到纳米级别时，其物理、化学和电子特性如何发生奇特的转变，从而催生出全新的功能。第一章：半导体前沿：量子点（Quantum Dots, QDs）的能级调控与显示革命量子点作为“人造原子”，其发射光线的颜色仅由其尺寸决定，而非依赖于材料本身。本章详细解析了量子点的合成方法（如热注射法、水相合成法），重点剖析了激子（Exciton）的量子限域效应如何实现对光发射波长的精确调控。我们将深入讨论它们在下一代显示技术——QLED中的应用，如何克服传统有机材料的寿命和色彩纯度瓶颈。同时，本书也会探讨量子点在生物医学成像（荧光探针）中的高对比度优势，以及它们在太阳能电池（QDSC）中实现更宽光谱吸收的潜力。第二章：二维材料的兴起：石墨烯及其家族的无限可能石墨烯，这一仅有一个原子厚度的碳晶体，以其无与伦比的机械强度、导热性和电子迁移率，被誉为“材料之王”。本章不仅回顾了发现和剥离石墨烯的里程碑事件，更着重分析了其家族成员——如氮化硼（h-BN）的绝缘特性、二硫化钼（MoS2）的半导体特性，以及它们在柔性电子设备、超高频晶体管、电磁屏蔽材料中的应用潜力。挑战部分，我们聚焦于如何实现石墨烯的大规模、高质量、低成本的产业化制备，以及如何有效解决其在宏观尺度上的集成问题。 --- 第二部分：能量与环境的驱动力——功能性与可持续性材料本部分将材料学的前沿研究与全球面临的能源危机和环境挑战紧密结合，探讨能够实现可持续发展的关键材料技术。第三章：能源存储的革命：固态电解质与锂硫电池的突破面对锂离子电池能量密度和安全性的瓶颈，本章将视角转向下一代储能技术。重点分析了固态电池的结构设计，包括氧化物、硫化物和聚合物固态电解质的离子导电机制、界面阻抗问题及界面工程策略。此外，本书详细探讨了锂硫（Li-S）电池如何通过利用硫的高理论容量，来大幅提升能量密度，并深入剖析了如何通过纳米结构设计（如多孔碳载体）来抑制多硫化物的穿梭效应，这是实现其实际商业化的核心技术障碍。第四章：催化剂与环境修复：新型多相催化剂的设计原理高效的催化剂是现代化工和环保技术的基石。本章聚焦于如何利用先进的材料设计来提升催化效率和选择性。我们将考察单原子催化剂（SACs）的原子级分散优势，探讨它们在降低贵金属使用量、提高反应活性方面的独特机制。同时，本书也涉及在水处理领域，如何设计新型光催化材料（如掺杂TiO2或新型钙钛矿结构）以高效降解有机污染物，实现环境的原位净化。 --- 第三部分：生命与智能的交汇点——生物相容性与自适应材料材料不再仅仅是惰性的结构支撑，它们正变得“智能”并能与生命系统深度交互。第五章：生物医用植入物的革新：从钛合金到可降解聚合物本章关注与人体直接接触的材料。我们对比了传统金属植入物（如钴铬合金）的长期生物惰性问题，转而重点介绍生物活性陶瓷如何促进骨组织再生。核心内容将放在可吸收（Biodegradable）和可生物重塑（Bioresorbable）聚合物上，分析它们在药物缓释支架和临时性医疗器械中的设计理念，例如聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）的降解动力学及其对组织愈合的影响。第六章：仿生与自修复：迈向主动适应环境的结构材料本部分探讨材料如何模仿自然界的高效策略。我们将研究形状记忆合金（SMA）和电活性聚合物（EAPs）在人造肌肉和软体机器人中的应用，解析其应力弛豫和恢复机制。更前沿的讨论将集中在自修复材料：如何通过封装微胶囊或利用可逆化学键（如氢键或戴尔斯-阿尔德反应）在材料结构受损时自动“愈合”，从而极大地延长结构部件的服役寿命，特别是在航空航天等极端环境中。 --- 总结与展望全书的最后一部分将材料科学置于更宏大的技术图景中，探讨如何通过计算材料学（Materials Informatics），结合人工智能和高通量实验，加速新材料的发现和优化过程。我们相信，对这些前沿材料的深入理解和工程化应用，将是未来十年全球科技竞争与人类社会进步的核心密码。本书的目标是为工程师、研究人员、政策制定者以及所有对未来科技充满好奇的读者，提供一本兼具科学深度与前瞻视野的指南。字数预估：约 1550 字

作者简介

兰巨龙

解放军信息工程大学教授，博士生导师，国家下一代广播网(NGB)总体专家委员会委员。长期从事通信与计算机网络的理论与技术研究、核心设备开发以及教学工作。

邬江兴

中国工程院院士，亚太经合组织工商咨询理事会中国代表。主要研究方向为信息网络与交换。荣获国家科技进步一等奖2项、二等奖3项、三等奖1项，拥有国家有突出贡献的中青年专家、全国优秀科技工作者、何梁与何利科学技术进步奖。

目录信息

第1章未来网络体系概述 1
1.1　未来网络的提出 1
1.1.1　网络创新的根本动力—需求的发展 1
1.1.2　未来网络的基本概念和认识 4
1.2　未来网络创新的两种路线 6
1.2.1　演进性路线 6
1.2.2　革命性路线 6
1.3　未来网络体系的研究实践 8
1.3.1　国内外研究现状 8
1.3.2　核心思路与技术 17
1.4　未来网络发展趋势 24
1.4.1　柔性化可重构网络组织结构 24
1.4.2　多样化寻址与路由方式的多模多态共存 26
1.4.3　辐射与对流耦合的抵近式缓存技术 29
1.4.4　支持主动防御的网络安全技术 31
参考文献 32
第2章开放可编程的未来网络体系 34
2.1　开放可编程思想的提出 34
2.1.1　早期开放可编程思想 34
2.1.2　控制与转发分离 35
2.1.3　软件定义网络 36
2.2　基本结构与原理 37
2.2.1　体系框架 37
2.2.2　基本运行原理 39
2.2.3　典型应用案例 40
2.3　核心技术分析 53
2.3.1　数据平面可编程技术 53
2.3.2　控制平面可编程技术 59
2.3.3　接口技术 69
2.4　基于多级流表的动态编程机制 100
2.5　小结 103
参考文献 103
第3章网络虚拟化技术与未来网络体系 107
3.1　网络虚拟化技术概述 107
3.1.1　发展历程 107
3.1.2　核心技术思路 108
3.1.3　虚拟网映射问题 111
3.1.4　虚拟网的动态重构 119
3.1.5　虚拟网管理 121
3.2　基于虚拟化的未来网络体系架构 130
3.2.1　早期实现方案 130
3.2.2　PlantLab 131
3.2.3　4WARD 132
3.2.4　Nebula 133
3.2.5　FlowVisor 138
3.3　网络功能虚拟化 139
3.3.1　发展历程 139
3.3.2　网络功能虚拟化架构 140
3.3.3　网络功能虚拟化设计考虑因素 142
3.3.4　后续研究面临的挑战 143
参考文献 146
第4章基于内容寻址的未来网络体系 154
4.1　内容寻址的基本概念与意义 154
4.1.1　内容寻址的基本概念 155
4.1.2　内容寻址的意义 155
4.2　典型内容寻址网络体系 157
4.2.1　DONA 158
4.2.2　PSIRP 160
4.2.3　4WARD 162
4.2.4　NDN 163
4.3　命名机制 170
4.3.1　扁平化命名机制 170
4.3.2　层次化命名机制 171
4.3.3　二者的结合 174
4.4　路由和转发机制 174
4.4.1　路由机制 175
4.4.2　转发机制 176
4.4.3　路由和转发的关系 177
4.5　缓存机制 178
4.5.1　节点缓存规划 178
4.5.2　缓存决策算法 179
4.5.3　缓存替换算法 181
4.5.4　缓存、路由和转发的关系 182
4.6　QoS机制 182
4.6.1　分类传输机制 182
4.6.2　拥塞控制机制 183
4.7　基于内容寻址的网络发展前景 183
4.7.1　与现有网络兼容 183
4.7.2　当前硬件处理速度和空间约束 184
4.7.3　具体应用探索 184
4.7.4　构建基于内容寻址的服务承载网 185
参考文献 185
第5章面向服务的未来网络体系 191
5.1　服务的基本概念 191
5.2　典型面向服务的网络体系 193
5.2.1　SOI 193
5.2.2　NetServ 196
5.2.3　COMBO 199
5.2.4　SONA 201
5.2.5　SILO 204
5.2.6　SLA@SOI 206
5.2.7　智慧协同网络 206
5.2.8　服务定制网络 209
5.3　面向服务的未来网络核心技术 210
5.3.1　服务标识定义与管理 211
5.3.2　服务注册与查询 214
5.3.3　服务动态感知方法 216
5.3.4　服务标识与位置的映射 217
5.3.5　服务寻址与路由 220
参考文献 227
第6章面向移动性的未来网络体系 228
6.1　移动性技术概述 228
6.2　传统网络的移动性技术 229
6.2.1　MIPv6 230
6.2.2　HMIPv6 231
6.2.3　FMIPv6 231
6.2.4　PMIPv6 231
6.3　新型移动性技术 232
6.3.1　LISP 232
6.3.2　HIP 233
6.3.3　LIN6 235
6.3.4　Six/One 236
6.3.5　MobilityFirst 236
6.4　NDN对移动性的支持 241
6.4.1　NDN对移动性支持的优势 241
6.4.2　NDN支持移动性时仍存在的问题 243
6.4.3　NDN的移动性支持方案 245
6.5　分布式移动性管理技术 248
6.5.1　分布式移动性管理的产生及发展 248
6.5.2　典型分布式移动性管理方案 249
参考文献 253
第7章其他典型未来网络体系 256
7.1　ChoiceNet 256
7.1.1　ChoiceNet项目概述 256
7.1.2　支持用户选择的基本原则 257
7.1.3　ChoiceNet互联网架构 258
7.2　播存网 260
7.2.1　播存网的特点 261
7.2.2　体系架构及其关键要素 261
7.3　XIA 263
7.3.1　XIA设计理念 263
7.3.2　XIA体系结构 264
7.3.3　XIA实现机理 265
7.4　空天地一体化信息网络 267
7.4.1　概述 267
7.4.2　研究现状 269
7.4.3　体系结构 270
7.4.4　主要技术挑战 274
参考文献 276
第8章未来网络试验床 279
8.1　未来网络试验床概述 279
8.2　未来网络试验床分类 280
8.2.1　基本分类 280
8.2.2　按试验要素分类 281
8.2.3　按服务模型分类 282
8.2.4　按网络元素分类 283
8.3　未来网络试验床关键技术 284
8.3.1　实验描述技术 284
8.3.2　控制框架技术 285
8.3.3　网络虚拟化技术 288
8.4　国外典型未来网络试验床 290
8.4.1　PlanetLab 290
8.4.2　GENI 293
8.4.3　FIRE 303
8.4.4　AKARI 305
8.4.5　Global X-Bone 307
8.4.6　Emulab 308
8.4.7　VINI 309
8.4.8　CORONET 311
8.4.9　CABO 311
8.4.10　FIRST 312
8.4.11　JGN 314
8.5　国内典型未来网络试验床 314
8.5.1　CNGI-CERNET2 314
8.5.2　NGB-3TNet 316
8.5.3　可重构柔性试验网 319
8.5.4　未来网络体系结构和创新环境 323
8.5.5　未来网络试验设施 325
8.6　小结 326
参考文献 327
第9章可重构可演进的网络功能创新平台开发实例 330
9.1　系统开发背景与需求分析 330
9.2　可重构可演进的网络功能创新平台总体方案 332
9.3　支持灵活编程的平台数据平面 333
9.3.1　软件设计方案 334
9.3.2　硬件设计方案 336
9.4　动态适配的平台控制平面 338
9.4.1　功能描述 338
9.4.2　拓扑维护和节点管理 340
9.4.3　跨域通信 344
9.4.4　负载均衡 347
9.4.5　主备切换 348
9.5　小结 348
参考文献 348
中英文对照 349
名词索引 352
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的魅力还在于它对前沿技术的大胆预测和深度剖析。在探讨“下一代互联网协议”的部分，作者并没有止步于IPv6的普及，而是将目光投向了更远的未来。他深入分析了当前网络协议在应对海量设备连接、极端延迟敏感性应用、以及分布式自治系统等新兴需求时所存在的局限性，并基于此提出了若干极具前瞻性的研究方向和技术设想。这些设想，虽然在目前看来可能还处于理论阶段，但其逻辑的严谨性和对未来趋势的把握，足以引发读者对网络本质的深刻反思。我尤其对作者关于“端到端智能化”的论述印象深刻，他描绘了一个网络不再仅仅是信息的管道，而是能够主动感知、理解并优化信息流动的智能体。这种从被动传输到主动服务的演进，无疑将是未来网络最重要的发展方向之一。

评分☆☆☆☆☆

在描述“分布式网络架构”时，作者展现了他对网络发展趋势的敏锐洞察。他不仅仅停留在对中心化网络的批判，更是深入探讨了诸如“内容分发网络（CDN）的演进”、“P2P网络的潜力”、“去中心化自治组织（DAO）对网络治理的启示”等内容。他认为，未来的网络将更加倾向于分布式、去中心化的形态，以应对日益增长的数据量和多样化的应用需求。这种从单点集中到多点分布的转变，对于提升网络的弹性、鲁棒性和用户体验，具有至关重要的意义。

评分☆☆☆☆☆

最令我感到惊喜的是，作者在探讨“网络与社会”的交叉领域时，展现了深厚的思考。他不仅关注纯粹的技术演进，更是将网络技术的发展置于更广阔的社会背景下进行审视。他对“数字鸿沟”、“网络治理的挑战”、“数据隐私保护的伦理困境”等问题的探讨，都充满了人文关怀和前瞻性。他认为，未来的网络发展，需要在技术创新与社会责任之间找到平衡点，构建一个更加公平、包容、安全的数字未来。这种宏观的视角，让我对这本书的理解，从一个技术读物，升华到了一个关于未来社会构建的启示录。

评分☆☆☆☆☆

这本书在“数据传输效率”方面的论述，也让我大开眼界。我之前总觉得网络传输速度的提升主要依赖于更快的物理线路和更先进的编码技术，但作者却从更为底层和精妙的角度，阐释了传输效率提升的多种维度。他详细介绍了诸如“拥塞控制算法的演进”、“多路径传输技术”、“智能缓存策略”等一系列技术细节，并分析了这些技术如何在不同的网络环境下，最大程度地挖掘传输潜力。特别是关于“网络切片”如何为不同业务提供差异化服务质量，从而优化整体传输效率的讲解，让我对网络的精细化管理有了更深的理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像一本陈年佳酿，需要细细品味，才能领略其深邃的内涵。刚翻开它，就被作者严谨的逻辑和宏大的视野所折服。开篇对网络发展历程的梳理，并非简单的罗列历史事件，而是深入剖析了每一次技术飞跃背后的驱动力、面临的挑战以及对未来产生的深远影响。从最初的ARPANET的萌芽，到TCP/IP协议的建立，再到万维网的普及，作者如同一位经验丰富的向导，带领我们穿越时空的隧道，感受技术演进的脉搏。尤其是在描述早期网络遇到的性能瓶颈和安全性问题时，作者的分析鞭辟入里，让我对那些看似简单的技术背后所付出的努力有了更深的认识。他不仅仅是陈述事实，更是试图揭示“为什么”——为什么当时的人们会选择这样的路径，为什么会遇到这样的困境，又是什么样的智慧最终克服了这些难题。这种追根溯源的写作方式，让整个网络发展史鲜活起来，充满了智慧的火花和不懈的探索精神。

评分☆☆☆☆☆

对于“网络智能化”的探索，这本书更是达到了令人惊叹的深度。作者并非简单地提及人工智能在网络中的应用，而是深入剖析了“机器学习在网络运维中的应用”、“AI驱动的网络性能优化”、“基于AI的网络故障预测与自愈”等具体方向。他描绘了一个未来网络能够自主学习、自主决策、自主优化的智能体，能够根据实时网络状况，动态调整资源分配、路由策略，甚至主动发现和修复潜在故障。这种从被动管理到主动智能的转变，让我对网络的未来充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

阅读过程中，我时常会停下来，反复思考作者提出的关于网络未来发展方向的洞察。那些关于“软件定义网络（SDN）”和“网络功能虚拟化（NFV）”的章节，简直就是为我打开了一扇新世界的大门。以往我对网络的认知，更多停留在硬件设备和连接的层面，而这本书却将我引向了更为抽象和强大的“网络控制”和“服务化”的理念。作者用生动形象的比喻，将复杂的SDN架构解释得通俗易懂，让我能清晰地理解数据平面与控制平面的分离所带来的颠覆性变革。特别是对于网络切片、动态资源调度等概念的阐述，更是让我看到了未来网络如何能够为各种应用场景提供定制化、高效率的连接服务。那种从面向连接到面向服务的转变，以及由此带来的灵活性和可编程性，让我对未来网络的可能性充满了无限遐想。书中对NFV的讲解也同样精彩，它如何打破了传统电信网络的硬件依赖，转向以软件运行在通用硬件上的模式，这其中蕴含的巨大潜力，以及对运营商运营模式的深刻影响，都让我受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

书中对“网络质量保证（QoS）”的讲解，也让我对网络服务有了更深刻的理解。作者不仅仅停留在基本的带宽、延迟等指标上，而是深入探讨了“服务等级协议（SLA）的实现”、“差异化服务（DiffServ）的原理”、“网络切片对QoS的保障作用”等更为复杂和精妙的机制。他详细阐述了如何在复杂的网络环境中，为不同的应用和服务提供定制化的、可预测的网络质量，这对于支撑当前日益增长的实时音视频、在线游戏、工业互联网等高要求应用，具有不可替代的重要性。

评分☆☆☆☆☆

书中对于“边缘计算”的解读，更是让我看到了网络技术与人工智能、物联网等前沿领域深度融合的巨大潜力。作者清晰地阐释了边缘计算的核心理念，即在靠近数据源的“边缘”部署计算和存储能力，从而减少数据传输的延迟和带宽压力，并提升数据处理的效率和安全性。他不仅详细介绍了边缘计算的架构和关键技术，还列举了大量在智能制造、智慧城市、自动驾驶等领域的实际应用案例，让我深刻体会到边缘计算在推动物联网大规模落地、赋能AI应用方面的关键作用。这种将计算能力下沉到网络边缘的思路，彻底颠覆了我过去对云计算的单一认知，让我看到了一个更加分布式、智能化的未来网络图景。

评分☆☆☆☆☆

让我印象深刻的还有作者对“网络安全”这个永恒主题的深入探讨。在信息爆炸的时代，网络安全的重要性不言而喻，而这本书在这方面的内容，远超出了我之前的理解。它不仅仅是罗列常见的网络攻击手段和防御措施，更是从更宏观的层面，探讨了网络安全与网络架构、协议设计、以及治理机制之间的深层联系。作者对“零信任安全模型”、“区块链在安全领域的应用”等新概念的阐述，让我对未来网络的安全防护有了全新的认识。他强调了“主动防御”和“智能化安全”的重要性，并指出未来的网络安全需要跨越式的技术革新，才能应对日益复杂的威胁。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是太好了。

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这本书真是太好了。