高扩展性IP融合网络服务质量协调保证机制 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨强，王滨著 著

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• IP融合网络
• 服务质量(QoS)
• 网络扩展性
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• 网络架构
• QoS保证

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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115325389

商品编码：29729966444

包装：平装

出版时间：2013-09-01

基本信息

书名：高扩展性IP融合网络服务质量协调保证机制

定价：68.00元

作者：杨强, 王滨著

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2013-09-01

ISBN：9787115325389

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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阐述目前国际上关注的**相关研究热点和该领域的**动向，研究意义重大。
书中提出的技术理论具有创新性，目前市场上尚无该方向的书籍出版。
内容全面涵盖和阐述相关前沿技术和成果，探讨相关研究的技术挑战和解决方法。并详细阐述大规模网络中可部署的具有高扩展性的服务质量保障机制和理论。
**的结合具体项目实践，提供详尽的理论验证和大量的实验结果，为深入解析融合网络中的多媒体服务质量保障机制研究提供新的技术思路。

内容提要

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《高扩展性IP融合网络服务质量协调保证机制》重点介绍了基于主动队列管理和流量工程方式相结合的IP网络服务质量协调保证机制，并在此基础上延伸至网络虚拟化环境下的网络资源适配和优化机制以及服务质量的保证方法。首先为读者介绍了面向IP网络承载业务的服务质量保证理论与技术的研究背景和发展现状。随后提出了一种基于可灵活配置的主动队列管理算法和优化配置的IP-TE技术相结合的协调保障机制，并分别从通信网络节点队列行为控制机制和路由行为控制与优化2个重要支撑技术进行了重点阐述和理论分析。然后，分别针对典型通信网络运营场景，对所提出的协调保证方法进行充分的实验验证和分析，包括单一业务逻辑承载情形、面向多业务融合的业务承载情形和动态网络不确定性条件下的服务质量保证机制，以及网络资源劣化下分级服务保证机制。随后结合当前网络虚拟化技术和理论进展，对网络虚拟化业务承载下的服务质量保证方法以及基于顽健优化的虚拟网动态带宽提供策略方面进行了充分的理论阐述和实验验证。 《高扩展性IP融合网络服务质量协调保证机制》适合于高等院校和研究机构中从事大规模通信网络规划和分析领域的相关技术的科研人员，也可作为高等院校计算机网络、电子通信等专业硕士、博士研究生的参考书。

目录

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目 录

章 绪论 1
1.1 问题与挑战 1
1.2 服务质量保证与评价 2
1.2.1 服务质量保证 3
1.2.2 服务质量评价 4
1.3 学术贡献与组织方式 5

第2章 服务质量研究现状与趋势 8
2.1 服务质量概念 9
2.2 综合服务和区分服务模型 9
2.3 基于标签交换的QoS技术 13
2.4 面向服务质量的网络测量 14
2.4.1 服务质量测量技术 15
2.4.2 服务质量测量模型 15
2.4.3 服务质量测量的应用 16
2.5 服务质量性能指标 17
2.5.1 业务分组延迟 17
2.5.2 分组延迟抖动 18
2.5.3 分组丢失率 19
2.6 E-模型—端到端话音业务质量评价模型 19
2.7 业务分组队列管理机制 22
2.7.1 先入先出缓冲机制 22
2.7.2 主动队列管理机制 23
2.7.3 RED算法及其改进算法 24
2.8 业务分组调度策略与机制 27
2.8.1 调度算法概述 27
2.8.2 队列调度算法的性能指标 28
2.8.3 常用调度算法的比较 29
2.9 IP路由和MPLS 31
2.9.1 算法复杂性 31
2.9.2 基于链路状态的OSPF路由算法 32
2.9.3 面向连接的多协议标签交换(MPLS)技术 34
2.10 服务质量(QoS)路由和其复杂性 36
2.10.1 基于服务质量指标的路由机制 36
2.10.2 QoS路由的复杂性 37
参考文献 39

第3章 通信网络节点队列行为控制机制 43
3.1 RED主动队列管理机制 43
3.2 M/M/1/RED理论在VoIP中的应用 46
3.3 网络性能评价和分析 54
3.3.1 仿真实验场景 54
3.3.2 实验研究I：单服务单跳的网络场景 56
3.3.3 实验研究II：单服务端到端的网络场景 69
3.3.4 实验研究III：多服务端到端的网络场景 73
3.4 本章小结 79
参考文献 80

第4章 通信网络路由行为控制与优化 82
4.1 相关研究工作进展 83
4.1.1 基于MPLS的流量工程 84
4.1.2 基于IP的流量工程 85
4.1.3 IP-TE的技术优势 87
4.2 IP-TE的实现 88
4.2.1 测量：网络配置参数和流量矩阵 89
4.2.2 路由计算与路由矩阵 90
4.2.3 计算与优化：路由权值重构 90
4.3 OSPF-TE链路权值优化配置问题 91
4.3.1 问题定义 91
4.3.2 启发式算法设计 92
4.4 网络仿真实验与性能评价 94
4.4.1 性能评价指标 95
4.4.2 OSPF-TE和其他OSPF路由策略的比较 95
4.4.3 OSPF-TE(离线式)与MPLS-TE(在线式)的比较 100
4.4.4 OSPF-TE的假使分析评估 106
4.4.5 OSPF-TE路由权值范围选择 109
4.5 OSFP-TE在DiffServ中的应用 114
4.6 本章小结 118
参考文献 120

第5章 单一业务逻辑承载下的服务质量保证 122
5.1 仿真实验场景 122
5.2 业务流量矩阵构建 124
5.3 网络仿真实验与性能评价 127
5.3.1 网络资源利用效率 127
5.3.2 服务质量性能评价与分析 129
5.4 本章小结 139

第6章 面向多业务融合的服务质量保证机制 141
6.1 仿真实验场景 143
6.2 网络业务流量分析 145
6.3 网络仿真实验与性能评价 148
6.4 本章小结 159

第7章 动态网络不确定性及服务质量保证 160
7.1 当前研究进展与分析 161
7.2 动态通信网络场景 162
7.2.1 实验通信网络模型 162
7.2.2 业务流量需求模型 164
7.3 网络仿真实验与性能评价 165
7.3.1 拓扑动态变化时的网络性能评价 166
7.3.2 动态流量需求变化下的网络性能评价 173
7.4 本章小结 179
参考文献 179

第8章 网络劣化下分级服务保证机制 181
8.1 网络资源劣化与服务质量保证 181
8.2 仿真实验场景 184
8.3 分组排队行为控制和路由行为优化机制 185
8.4 网络仿真实验与性能评价 186
8.5 本章小结 191
参考文献 192

第9章 网络虚拟化业务承载与服务质量保证 193
9.1 网络虚拟化的研究现状和主要问题 194
9.1.1 基于物理网络资源优化利用的虚拟网构建方法 195
9.1.2 虚拟网调整策略 197
9.1.3 网络资源管理 197
9.2 面向多播业务的虚拟网构建方法研究 198
9.2.1 已有相关研究成果 198
9.2.2 网络模型与问题描述 199
9.2.3 多播虚拟网构建算法设计与实现 200
9.2.4 网络仿真实验与性能评价 205
9.3 基于顽健优化的虚拟网动态带宽提供 208
9.3.1 研究现状和重要问题 210
9.3.2 问题建模与描述 210
9.3.3 流量矩阵区间估计 211
9.3.4 顽健带宽提供建模及算法设计 213
9.3.5 顽健带宽提供算法性能评估 219
9.4 本章小结 221
参考文献 222

0章 结语 228
10.1 新型信息通信网络体系研究现状 228
10.2 可重构技术与网络的研究现状 229
10.3 路由交换技术的研究现状 230
10.4 未来研究工作展望 230
参考文献 231

名词索引 234

作者介绍

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文摘

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序言

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智联万象：下一代网络服务质量的智慧编织 在信息爆炸、万物互联的时代，网络的触角已深入社会的每一个角落，驱动着经济的腾飞，改变着人们的生活方式。从高清视频流的无缝传输，到实时互动的语音通信，再到至关重要的远程医疗和自动驾驶，这一切的背后，都离不开稳定、可靠且高效的网络服务。然而，随着接入设备的多样化、业务种类的爆炸性增长以及网络流量的指数级攀升，传统网络在应对日益复杂的“百花齐放”式服务需求时，显得力不从心。如何确保不同性质、不同优先级、不同时延要求的服务都能在同一张网络中和谐共存，并获得其应有的“待遇”，成为了亟待解决的难题。 本书《智联万象：下一代网络服务质量的智慧编织》，正是一部旨在探索和构建未来网络服务质量（Quality of Service, QoS）协调与保证新范式的深度力作。它并非简单地罗列现有技术，而是着眼于网络演进的宏大图景，深入剖析当前网络在服务质量保障方面面临的深层挑战，并在此基础上，提出了一系列具有前瞻性和创新性的解决方案。本书的核心在于“协调”与“保证”，前者强调在异构、多层次的网络环境下，不同业务、不同节点、不同管理域之间实现精妙的协同，以最大化整体网络资源的利用效率和用户体验；后者则聚焦于如何以一种坚实、可信且可量化的方式，为每一项关键服务提供其赖以生存和发展的服务质量承诺。 拨云见日：洞察复杂网络下的服务质量困境 在 IPv4 地址日渐枯竭、IPv6 部署加速推进的背景下，IP 网络正朝着更加精细化、智能化、软件化的方向演进。5G、Wi-Fi 6/6E 等新一代无线接入技术的普及，以及 SDN/NFV 等软件定义网络技术的兴起，为网络带来了前所未有的灵活性和可编程性，但同时也引入了新的复杂性。不同接入方式的网络特性差异、不同虚拟化层面的资源调度、以及各种新兴业务（如 VR/AR、工业互联网、自动驾驶数据传输）对网络性能的严苛要求，共同构成了服务质量保障的严峻挑战。 本书首先带领读者审视了现有网络在服务质量保障方面的不足。在流量拥塞时，传统的尽力而为（best-effort）服务模型显得捉襟见肘，无法区分关键业务和普通数据，导致高价值的服务体验受到严重损害。即便是一些具备 QoS 功能的网络设备，其服务质量策略的配置和管理往往复杂且分散，难以实现全局优化和动态调整。特别是当网络中融合了语音、视频、数据、物联网等多种截然不同的业务类型时，如何在一个统一的框架下，平衡低时延、高带宽、低丢包率、高可靠性等相互之间可能存在冲突的服务质量需求，成为了一个巨大的技术难题。此外，随着网络边界的模糊化，服务质量的保证也需要从传统的终端到核心网络，延伸到边缘计算节点甚至应用层，形成一个端到端的、无缝的服务质量保障体系。 核心驱动：构筑弹性、智能的服务质量协同网络 为了破解上述困境，本书提出了“弹性”与“智能”两大核心驱动力，构筑下一代网络的服务质量协调与保证机制。 1. 弹性网络：动态适应与资源优化 弹性是应对网络不确定性和动态变化的关键。本书深入探讨了构建弹性网络服务质量保障体系的多种途径。 精细化流量分类与识别： 引入先进的机器学习和深度学习技术，实现对网络流量的实时、精准识别和分类，即使是加密流量或新型业务流量，也能被有效识别，并根据其服务质量需求进行区分。这包括对应用层协议、用户行为模式、数据包特征等进行多维度分析。 多维度服务质量度量与监控： 拓展服务质量的度量维度，不仅关注时延、带宽、丢包率等传统指标，还纳入抖动、乱序、连接建立成功率、以及用户感知体验等更全面、更贴近实际应用需求的指标。构建基于遥测（telemetry）和实时监控的反馈机制，能够快速发现服务质量偏差。 基于策略的动态资源分配与调度： 结合 SDN 的集中控制能力和 NFV 的服务链编排能力，实现对网络资源（如带宽、缓存、计算能力）的精细化、按需分配。根据实时流量特性、业务优先级以及网络拥塞状况，动态调整路由策略、队列管理策略、拥塞控制算法等，确保关键业务的性能需求得到优先满足。本书将详细介绍如何设计和实现基于服务等级协议（SLA）的自动化资源调度系统。 跨域服务质量协调： 面对日益复杂的网络拓扑，本书重点研究了如何实现跨越不同网络域（如运营商核心网、接入网、Wi-Fi 网络、边缘云）的服务质量协调。这涉及到多域策略的融合、信息共享与协同决策，以及统一的服务质量管理框架。例如，如何在一个用户从 5G 网络切换到 Wi-Fi 网络时，依然能保持一致的高质量视频体验。 2. 智能编排：自动化、自主化与全局优化 智能是实现服务质量协调与保证效率和效果的关键。本书强调了智能技术在网络服务质量管理中的核心作用。 AI/ML 驱动的服务质量预测与预防： 利用人工智能和机器学习算法，对网络流量趋势、潜在的拥塞点、设备故障风险等进行预测，从而提前采取预防措施，避免服务质量的下降。例如，根据历史数据预测高峰时段的网络负载，提前预留带宽或调整调度策略。 自适应的服务质量策略调整： 开发能够根据网络实时状态和业务需求自动调整服务质量策略的智能代理。这些代理能够自主学习和优化策略，无需人工干预，从而实现网络的自愈合和自优化。 智能的根因分析与故障定位： 在服务质量出现问题时，能够快速、准确地定位故障根源。本书将介绍如何利用大数据分析和智能算法，从海量告警和监控数据中提取有价值的信息，缩短故障排除时间，最大程度地减少对用户的影响。 基于意图的网络（Intent-Based Networking, IBN）下的服务质量保证： 探讨如何将服务质量的需求表达为高层次的网络意图，并由智能控制平面自动将其转化为具体的网络配置和操作。这大大简化了网络管理，并确保了网络行为与业务目标的一致性。 贯穿全书的实践导向与未来展望 本书并非停留在理论层面，而是力求提供具有实践指导意义的解决方案。在探讨技术细节的同时，本书也穿插了大量的案例分析和技术实现的路线图。作者结合了对当前网络技术发展趋势的深刻理解，以及对未来网络应用场景的预判，为读者描绘了一幅清晰的技术演进蓝图。 本书将深入探讨以下关键技术方向： 新一代 QoS 架构： 例如，基于服务网格（Service Mesh）的服务质量管理，以及如何将其应用于微服务架构的网络性能优化。 可编程网络与 API： 如何通过开放的 API，实现服务质量能力的灵活调用和集成，赋能第三方应用和服务提供商。 安全与 QoS 的融合： 如何在保障服务质量的同时，应对日益严峻的网络安全威胁，确保关键业务的可用性和完整性。 边缘计算与 QoS： 在边缘侧如何实现低时延、高带宽的服务质量保障，支撑实时性要求极高的应用。 谁将受益于此书？ 《智联万象：下一代网络服务质量的智慧编织》适合于以下读者群体： 网络工程师和架构师： 正在设计、部署和维护下一代 IP 网络，需要深入了解如何实现高效、可靠的服务质量保障。 通信运营商和互联网服务提供商： 寻求提升网络服务质量、优化用户体验、降低运营成本的解决方案。 网络设备制造商和软件开发商： 希望了解未来网络服务质量技术趋势，并据此进行产品研发和技术创新。 科研人员和学生： 对下一代网络技术、服务质量管理、人工智能在网络中的应用等领域感兴趣。 企业 IT 管理者： 关注如何通过网络优化来支持业务的数字化转型，提升整体运营效率。 本书将引导您超越传统，拥抱变革，掌握构建未来智能、弹性、高效网络的“编织”之术，确保万物互联时代的每一项服务都能绽放其应有的精彩。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的叙事风格非常严谨且充满工程学的深度，它更像是一份为资深网络工程师准备的“架构蓝图”而非一本入门指南。尽管我期待能看到更多关于特定协议栈优化（比如BGP路由优化或MPLS标签交换的精细控制）的深入剖析，但作者将重点放在了更上一层的“全局资源协调”上。书中对多租户环境下的资源隔离技术进行了非常细致的探讨，尤其是涉及如何通过硬件虚拟化层面对带宽和延迟进行硬性承诺（Hard Commitment）的实现路径。这种对基础设施层面的深度挖掘，虽然使得阅读过程略显吃力，需要反复对照专业术语表，但其所提供的知识密度是惊人的。它成功地勾勒出了一张宏大而精密的网络控制平面图景，即便不涉及应用层的具体体验，读者也能从中感受到一个真正“可控”的网络所应具备的素质。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字风格非常具有“学术思辨”的味道，它似乎在挑战一些传统网络设计中的“惯性思维”。例如，作者对“超配”策略提出了质疑，认为盲目的带宽冗余不仅浪费资源，更可能掩盖深层次的结构性效率低下问题。取而代之的，它推崇一种基于实时监控反馈的“精益化”资源配置。书中对如何构建一个高效的实时网络遥测系统（Telemetry System）进行了深入论述，包括数据采集的频率、聚合粒度以及如何将海量时间序列数据转化为可操作的决策依据。这些内容为我们理解现代网络运维范式的转变提供了坚实的理论支撑。尽管我对书中提到的某些特定算法的数学推导略感吃力，但它所倡导的“数据驱动决策”思想，是贯穿全书的核心主线。

评分☆☆☆☆☆

这本新出版的关于网络架构和性能优化的著作，实在是让人耳目一新。作者在开篇就深入探讨了当前企业级网络面临的几大核心挑战，尤其是针对那些需要承载海量数据流和实时多媒体通信的复杂环境。我特别欣赏他对“弹性冗余”概念的阐述，不仅仅停留在传统的主备切换层面，而是提出了一个多维度的资源池化调度模型。书中详尽地分析了如何利用软件定义网络（SDN）的灵活性，配合基于机器学习的流量预测算法，实现对网络资源的动态分配和优化。这种前瞻性的视角，让我对未来几年内，大型数据中心和云计算基础设施的网络演进方向有了更清晰的认识。书中大量的图表和实际部署案例，虽然没有直接涉及服务质量的细节，但为理解构建一个稳健、高性能底层网络平台所需的思维框架提供了坚实的理论基础。读完前三分之一，我已经开始反思我们现有网络拓扑中存在的瓶颈，并思考如何借用书中的一些架构理念进行优化，哪怕只是在宏观层面。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的体验，就像是拆解一个复杂的瑞士钟表，每一个齿轮的咬合都经过了精密的计算。我特别关注了作者在处理网络异构性问题上的方案。在当今这种企业往往需要集成不同代际、不同厂商设备的复杂现实中，如何建立一个统一的“控制视图”是关键。书中提供了一种基于数据模型驱动的配置管理框架，它强调通过统一的API层来抽象底层硬件的差异性，从而实现策略的快速、一致性下发。这种“抽象化治理”的理念非常吸引人。虽然书中没有着墨于终端用户的体验保障，但它清晰地展示了，如果没有一个高度抽象和智能化的底层管理系统，任何上层的服务保障机制都将是空中楼阁，难以落地实施。这种自下而上的解决问题的路径，非常务实。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，更多体现在其对网络架构设计哲学层面的引导上。它不是一本“怎么做”的菜谱，而是一本“为什么这么做”的哲学论述。作者用大量的笔墨来论证，在网络规模呈指数级增长的背景下，传统的静态、分层设计模型已经难以为继。他提出了一种类似生物体神经系统的分布式智能网络构想，强调网络自身的“感知”和“自愈”能力。阅读过程中，我不断被书中提出的新型网络拓扑结构和交互模式所启发。例如，关于如何利用边缘计算节点来分担核心网络的决策负担，以提高整体系统的响应速度。虽然它避开了对用户感知质量的具体量化指标的讨论，但其所构建的坚实、灵活的底层平台，无疑是实现任何高级服务保障体系的先决条件。这本书读完后，让人有一种重新审视网络生命周期的感觉。