高擴展性IP融閤網絡服務質量協調保證機製 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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楊強，王濱著 著

圖書標籤:

• IP融閤網絡
• 服務質量(QoS)
• 網絡擴展性
• 協調機製
• 網絡優化
• IP網絡
• 融閤網絡
• 網絡性能
• 網絡架構
• QoS保證

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齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115325389

商品編碼：29729966444

包裝：平裝

齣版時間：2013-09-01

基本信息

書名：高擴展性IP融閤網絡服務質量協調保證機製

定價：68.00元

作者：楊強, 王濱著

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2013-09-01

ISBN：9787115325389

字數：

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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闡述目前國際上關注的**相關研究熱點和該領域的**動嚮，研究意義重大。
書中提齣的技術理論具有創新性，目前市場上尚無該方嚮的書籍齣版。
內容全麵涵蓋和闡述相關前沿技術和成果，探討相關研究的技術挑戰和解決方法。並詳細闡述大規模網絡中可部署的具有高擴展性的服務質量保障機製和理論。
**的結閤具體項目實踐，提供詳盡的理論驗證和大量的實驗結果，為深入解析融閤網絡中的多媒體服務質量保障機製研究提供新的技術思路。

內容提要

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《高擴展性IP融閤網絡服務質量協調保證機製》重點介紹瞭基於主動隊列管理和流量工程方式相結閤的IP網絡服務質量協調保證機製，並在此基礎上延伸至網絡虛擬化環境下的網絡資源適配和優化機製以及服務質量的保證方法。首先為讀者介紹瞭麵嚮IP網絡承載業務的服務質量保證理論與技術的研究背景和發展現狀。隨後提齣瞭一種基於可靈活配置的主動隊列管理算法和優化配置的IP-TE技術相結閤的協調保障機製，並分彆從通信網絡節點隊列行為控製機製和路由行為控製與優化2個重要支撐技術進行瞭重點闡述和理論分析。然後，分彆針對典型通信網絡運營場景，對所提齣的協調保證方法進行充分的實驗驗證和分析，包括單一業務邏輯承載情形、麵嚮多業務融閤的業務承載情形和動態網絡不確定性條件下的服務質量保證機製，以及網絡資源劣化下分級服務保證機製。隨後結閤當前網絡虛擬化技術和理論進展，對網絡虛擬化業務承載下的服務質量保證方法以及基於頑健優化的虛擬網動態帶寬提供策略方麵進行瞭充分的理論闡述和實驗驗證。 《高擴展性IP融閤網絡服務質量協調保證機製》適閤於高等院校和研究機構中從事大規模通信網絡規劃和分析領域的相關技術的科研人員，也可作為高等院校計算機網絡、電子通信等專業碩士、博士研究生的參考書。

目錄

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目 錄

章 緒論 1
1.1 問題與挑戰 1
1.2 服務質量保證與評價 2
1.2.1 服務質量保證 3
1.2.2 服務質量評價 4
1.3 學術貢獻與組織方式 5

第2章 服務質量研究現狀與趨勢 8
2.1 服務質量概念 9
2.2 綜閤服務和區分服務模型 9
2.3 基於標簽交換的QoS技術 13
2.4 麵嚮服務質量的網絡測量 14
2.4.1 服務質量測量技術 15
2.4.2 服務質量測量模型 15
2.4.3 服務質量測量的應用 16
2.5 服務質量性能指標 17
2.5.1 業務分組延遲 17
2.5.2 分組延遲抖動 18
2.5.3 分組丟失率 19
2.6 E-模型—端到端話音業務質量評價模型 19
2.7 業務分組隊列管理機製 22
2.7.1 先入先齣緩衝機製 22
2.7.2 主動隊列管理機製 23
2.7.3 RED算法及其改進算法 24
2.8 業務分組調度策略與機製 27
2.8.1 調度算法概述 27
2.8.2 隊列調度算法的性能指標 28
2.8.3 常用調度算法的比較 29
2.9 IP路由和MPLS 31
2.9.1 算法復雜性 31
2.9.2 基於鏈路狀態的OSPF路由算法 32
2.9.3 麵嚮連接的多協議標簽交換(MPLS)技術 34
2.10 服務質量(QoS)路由和其復雜性 36
2.10.1 基於服務質量指標的路由機製 36
2.10.2 QoS路由的復雜性 37
參考文獻 39

第3章 通信網絡節點隊列行為控製機製 43
3.1 RED主動隊列管理機製 43
3.2 M/M/1/RED理論在VoIP中的應用 46
3.3 網絡性能評價和分析 54
3.3.1 仿真實驗場景 54
3.3.2 實驗研究I：單服務單跳的網絡場景 56
3.3.3 實驗研究II：單服務端到端的網絡場景 69
3.3.4 實驗研究III：多服務端到端的網絡場景 73
3.4 本章小結 79
參考文獻 80

第4章 通信網絡路由行為控製與優化 82
4.1 相關研究工作進展 83
4.1.1 基於MPLS的流量工程 84
4.1.2 基於IP的流量工程 85
4.1.3 IP-TE的技術優勢 87
4.2 IP-TE的實現 88
4.2.1 測量：網絡配置參數和流量矩陣 89
4.2.2 路由計算與路由矩陣 90
4.2.3 計算與優化：路由權值重構 90
4.3 OSPF-TE鏈路權值優化配置問題 91
4.3.1 問題定義 91
4.3.2 啓發式算法設計 92
4.4 網絡仿真實驗與性能評價 94
4.4.1 性能評價指標 95
4.4.2 OSPF-TE和其他OSPF路由策略的比較 95
4.4.3 OSPF-TE(離綫式)與MPLS-TE(在綫式)的比較 100
4.4.4 OSPF-TE的假使分析評估 106
4.4.5 OSPF-TE路由權值範圍選擇 109
4.5 OSFP-TE在DiffServ中的應用 114
4.6 本章小結 118
參考文獻 120

第5章 單一業務邏輯承載下的服務質量保證 122
5.1 仿真實驗場景 122
5.2 業務流量矩陣構建 124
5.3 網絡仿真實驗與性能評價 127
5.3.1 網絡資源利用效率 127
5.3.2 服務質量性能評價與分析 129
5.4 本章小結 139

第6章 麵嚮多業務融閤的服務質量保證機製 141
6.1 仿真實驗場景 143
6.2 網絡業務流量分析 145
6.3 網絡仿真實驗與性能評價 148
6.4 本章小結 159

第7章 動態網絡不確定性及服務質量保證 160
7.1 當前研究進展與分析 161
7.2 動態通信網絡場景 162
7.2.1 實驗通信網絡模型 162
7.2.2 業務流量需求模型 164
7.3 網絡仿真實驗與性能評價 165
7.3.1 拓撲動態變化時的網絡性能評價 166
7.3.2 動態流量需求變化下的網絡性能評價 173
7.4 本章小結 179
參考文獻 179

第8章 網絡劣化下分級服務保證機製 181
8.1 網絡資源劣化與服務質量保證 181
8.2 仿真實驗場景 184
8.3 分組排隊行為控製和路由行為優化機製 185
8.4 網絡仿真實驗與性能評價 186
8.5 本章小結 191
參考文獻 192

第9章 網絡虛擬化業務承載與服務質量保證 193
9.1 網絡虛擬化的研究現狀和主要問題 194
9.1.1 基於物理網絡資源優化利用的虛擬網構建方法 195
9.1.2 虛擬網調整策略 197
9.1.3 網絡資源管理 197
9.2 麵嚮多播業務的虛擬網構建方法研究 198
9.2.1 已有相關研究成果 198
9.2.2 網絡模型與問題描述 199
9.2.3 多播虛擬網構建算法設計與實現 200
9.2.4 網絡仿真實驗與性能評價 205
9.3 基於頑健優化的虛擬網動態帶寬提供 208
9.3.1 研究現狀和重要問題 210
9.3.2 問題建模與描述 210
9.3.3 流量矩陣區間估計 211
9.3.4 頑健帶寬提供建模及算法設計 213
9.3.5 頑健帶寬提供算法性能評估 219
9.4 本章小結 221
參考文獻 222

0章 結語 228
10.1 新型信息通信網絡體係研究現狀 228
10.2 可重構技術與網絡的研究現狀 229
10.3 路由交換技術的研究現狀 230
10.4 未來研究工作展望 230
參考文獻 231

名詞索引 234

作者介紹

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文摘

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序言

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智聯萬象：下一代網絡服務質量的智慧編織 在信息爆炸、萬物互聯的時代，網絡的觸角已深入社會的每一個角落，驅動著經濟的騰飛，改變著人們的生活方式。從高清視頻流的無縫傳輸，到實時互動的語音通信，再到至關重要的遠程醫療和自動駕駛，這一切的背後，都離不開穩定、可靠且高效的網絡服務。然而，隨著接入設備的多樣化、業務種類的爆炸性增長以及網絡流量的指數級攀升，傳統網絡在應對日益復雜的“百花齊放”式服務需求時，顯得力不從心。如何確保不同性質、不同優先級、不同時延要求的服務都能在同一張網絡中和諧共存，並獲得其應有的“待遇”，成為瞭亟待解決的難題。 本書《智聯萬象：下一代網絡服務質量的智慧編織》，正是一部旨在探索和構建未來網絡服務質量（Quality of Service, QoS）協調與保證新範式的深度力作。它並非簡單地羅列現有技術，而是著眼於網絡演進的宏大圖景，深入剖析當前網絡在服務質量保障方麵麵臨的深層挑戰，並在此基礎上，提齣瞭一係列具有前瞻性和創新性的解決方案。本書的核心在於“協調”與“保證”，前者強調在異構、多層次的網絡環境下，不同業務、不同節點、不同管理域之間實現精妙的協同，以最大化整體網絡資源的利用效率和用戶體驗；後者則聚焦於如何以一種堅實、可信且可量化的方式，為每一項關鍵服務提供其賴以生存和發展的服務質量承諾。 撥雲見日：洞察復雜網絡下的服務質量睏境 在 IPv4 地址日漸枯竭、IPv6 部署加速推進的背景下，IP 網絡正朝著更加精細化、智能化、軟件化的方嚮演進。5G、Wi-Fi 6/6E 等新一代無綫接入技術的普及，以及 SDN/NFV 等軟件定義網絡技術的興起，為網絡帶來瞭前所未有的靈活性和可編程性，但同時也引入瞭新的復雜性。不同接入方式的網絡特性差異、不同虛擬化層麵的資源調度、以及各種新興業務（如 VR/AR、工業互聯網、自動駕駛數據傳輸）對網絡性能的嚴苛要求，共同構成瞭服務質量保障的嚴峻挑戰。 本書首先帶領讀者審視瞭現有網絡在服務質量保障方麵的不足。在流量擁塞時，傳統的盡力而為（best-effort）服務模型顯得捉襟見肘，無法區分關鍵業務和普通數據，導緻高價值的服務體驗受到嚴重損害。即便是一些具備 QoS 功能的網絡設備，其服務質量策略的配置和管理往往復雜且分散，難以實現全局優化和動態調整。特彆是當網絡中融閤瞭語音、視頻、數據、物聯網等多種截然不同的業務類型時，如何在一個統一的框架下，平衡低時延、高帶寬、低丟包率、高可靠性等相互之間可能存在衝突的服務質量需求，成為瞭一個巨大的技術難題。此外，隨著網絡邊界的模糊化，服務質量的保證也需要從傳統的終端到核心網絡，延伸到邊緣計算節點甚至應用層，形成一個端到端的、無縫的服務質量保障體係。 核心驅動：構築彈性、智能的服務質量協同網絡 為瞭破解上述睏境，本書提齣瞭“彈性”與“智能”兩大核心驅動力，構築下一代網絡的服務質量協調與保證機製。 1. 彈性網絡：動態適應與資源優化 彈性是應對網絡不確定性和動態變化的關鍵。本書深入探討瞭構建彈性網絡服務質量保障體係的多種途徑。 精細化流量分類與識彆： 引入先進的機器學習和深度學習技術，實現對網絡流量的實時、精準識彆和分類，即使是加密流量或新型業務流量，也能被有效識彆，並根據其服務質量需求進行區分。這包括對應用層協議、用戶行為模式、數據包特徵等進行多維度分析。 多維度服務質量度量與監控： 拓展服務質量的度量維度，不僅關注時延、帶寬、丟包率等傳統指標，還納入抖動、亂序、連接建立成功率、以及用戶感知體驗等更全麵、更貼近實際應用需求的指標。構建基於遙測（telemetry）和實時監控的反饋機製，能夠快速發現服務質量偏差。 基於策略的動態資源分配與調度： 結閤 SDN 的集中控製能力和 NFV 的服務鏈編排能力，實現對網絡資源（如帶寬、緩存、計算能力）的精細化、按需分配。根據實時流量特性、業務優先級以及網絡擁塞狀況，動態調整路由策略、隊列管理策略、擁塞控製算法等，確保關鍵業務的性能需求得到優先滿足。本書將詳細介紹如何設計和實現基於服務等級協議（SLA）的自動化資源調度係統。 跨域服務質量協調： 麵對日益復雜的網絡拓撲，本書重點研究瞭如何實現跨越不同網絡域（如運營商核心網、接入網、Wi-Fi 網絡、邊緣雲）的服務質量協調。這涉及到多域策略的融閤、信息共享與協同決策，以及統一的服務質量管理框架。例如，如何在一個用戶從 5G 網絡切換到 Wi-Fi 網絡時，依然能保持一緻的高質量視頻體驗。 2. 智能編排：自動化、自主化與全局優化 智能是實現服務質量協調與保證效率和效果的關鍵。本書強調瞭智能技術在網絡服務質量管理中的核心作用。 AI/ML 驅動的服務質量預測與預防： 利用人工智能和機器學習算法，對網絡流量趨勢、潛在的擁塞點、設備故障風險等進行預測，從而提前采取預防措施，避免服務質量的下降。例如，根據曆史數據預測高峰時段的網絡負載，提前預留帶寬或調整調度策略。 自適應的服務質量策略調整： 開發能夠根據網絡實時狀態和業務需求自動調整服務質量策略的智能代理。這些代理能夠自主學習和優化策略，無需人工乾預，從而實現網絡的自愈閤和自優化。 智能的根因分析與故障定位： 在服務質量齣現問題時，能夠快速、準確地定位故障根源。本書將介紹如何利用大數據分析和智能算法，從海量告警和監控數據中提取有價值的信息，縮短故障排除時間，最大程度地減少對用戶的影響。 基於意圖的網絡（Intent-Based Networking, IBN）下的服務質量保證： 探討如何將服務質量的需求錶達為高層次的網絡意圖，並由智能控製平麵自動將其轉化為具體的網絡配置和操作。這大大簡化瞭網絡管理，並確保瞭網絡行為與業務目標的一緻性。 貫穿全書的實踐導嚮與未來展望 本書並非停留在理論層麵，而是力求提供具有實踐指導意義的解決方案。在探討技術細節的同時，本書也穿插瞭大量的案例分析和技術實現的路綫圖。作者結閤瞭對當前網絡技術發展趨勢的深刻理解，以及對未來網絡應用場景的預判，為讀者描繪瞭一幅清晰的技術演進藍圖。 本書將深入探討以下關鍵技術方嚮： 新一代 QoS 架構： 例如，基於服務網格（Service Mesh）的服務質量管理，以及如何將其應用於微服務架構的網絡性能優化。 可編程網絡與 API： 如何通過開放的 API，實現服務質量能力的靈活調用和集成，賦能第三方應用和服務提供商。 安全與 QoS 的融閤： 如何在保障服務質量的同時，應對日益嚴峻的網絡安全威脅，確保關鍵業務的可用性和完整性。 邊緣計算與 QoS： 在邊緣側如何實現低時延、高帶寬的服務質量保障，支撐實時性要求極高的應用。 誰將受益於此書？ 《智聯萬象：下一代網絡服務質量的智慧編織》適閤於以下讀者群體： 網絡工程師和架構師： 正在設計、部署和維護下一代 IP 網絡，需要深入瞭解如何實現高效、可靠的服務質量保障。 通信運營商和互聯網服務提供商： 尋求提升網絡服務質量、優化用戶體驗、降低運營成本的解決方案。 網絡設備製造商和軟件開發商： 希望瞭解未來網絡服務質量技術趨勢，並據此進行産品研發和技術創新。 科研人員和學生： 對下一代網絡技術、服務質量管理、人工智能在網絡中的應用等領域感興趣。 企業 IT 管理者： 關注如何通過網絡優化來支持業務的數字化轉型，提升整體運營效率。 本書將引導您超越傳統，擁抱變革，掌握構建未來智能、彈性、高效網絡的“編織”之術，確保萬物互聯時代的每一項服務都能綻放其應有的精彩。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值，更多體現在其對網絡架構設計哲學層麵的引導上。它不是一本“怎麼做”的菜譜，而是一本“為什麼這麼做”的哲學論述。作者用大量的筆墨來論證，在網絡規模呈指數級增長的背景下，傳統的靜態、分層設計模型已經難以為繼。他提齣瞭一種類似生物體神經係統的分布式智能網絡構想，強調網絡自身的“感知”和“自愈”能力。閱讀過程中，我不斷被書中提齣的新型網絡拓撲結構和交互模式所啓發。例如，關於如何利用邊緣計算節點來分擔核心網絡的決策負擔，以提高整體係統的響應速度。雖然它避開瞭對用戶感知質量的具體量化指標的討論，但其所構建的堅實、靈活的底層平颱，無疑是實現任何高級服務保障體係的先決條件。這本書讀完後，讓人有一種重新審視網絡生命周期的感覺。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的體驗，就像是拆解一個復雜的瑞士鍾錶，每一個齒輪的咬閤都經過瞭精密的計算。我特彆關注瞭作者在處理網絡異構性問題上的方案。在當今這種企業往往需要集成不同代際、不同廠商設備的復雜現實中，如何建立一個統一的“控製視圖”是關鍵。書中提供瞭一種基於數據模型驅動的配置管理框架，它強調通過統一的API層來抽象底層硬件的差異性，從而實現策略的快速、一緻性下發。這種“抽象化治理”的理念非常吸引人。雖然書中沒有著墨於終端用戶的體驗保障，但它清晰地展示瞭，如果沒有一個高度抽象和智能化的底層管理係統，任何上層的服務保障機製都將是空中樓閣，難以落地實施。這種自下而上的解決問題的路徑，非常務實。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的敘事風格非常嚴謹且充滿工程學的深度，它更像是一份為資深網絡工程師準備的“架構藍圖”而非一本入門指南。盡管我期待能看到更多關於特定協議棧優化（比如BGP路由優化或MPLS標簽交換的精細控製）的深入剖析，但作者將重點放在瞭更上一層的“全局資源協調”上。書中對多租戶環境下的資源隔離技術進行瞭非常細緻的探討，尤其是涉及如何通過硬件虛擬化層麵對帶寬和延遲進行硬性承諾（Hard Commitment）的實現路徑。這種對基礎設施層麵的深度挖掘，雖然使得閱讀過程略顯吃力，需要反復對照專業術語錶，但其所提供的知識密度是驚人的。它成功地勾勒齣瞭一張宏大而精密的網絡控製平麵圖景，即便不涉及應用層的具體體驗，讀者也能從中感受到一個真正“可控”的網絡所應具備的素質。

評分☆☆☆☆☆

這本書的文字風格非常具有“學術思辨”的味道，它似乎在挑戰一些傳統網絡設計中的“慣性思維”。例如，作者對“超配”策略提齣瞭質疑，認為盲目的帶寬冗餘不僅浪費資源，更可能掩蓋深層次的結構性效率低下問題。取而代之的，它推崇一種基於實時監控反饋的“精益化”資源配置。書中對如何構建一個高效的實時網絡遙測係統（Telemetry System）進行瞭深入論述，包括數據采集的頻率、聚閤粒度以及如何將海量時間序列數據轉化為可操作的決策依據。這些內容為我們理解現代網絡運維範式的轉變提供瞭堅實的理論支撐。盡管我對書中提到的某些特定算法的數學推導略感吃力，但它所倡導的“數據驅動決策”思想，是貫穿全書的核心主綫。

評分☆☆☆☆☆

這本新齣版的關於網絡架構和性能優化的著作，實在是讓人耳目一新。作者在開篇就深入探討瞭當前企業級網絡麵臨的幾大核心挑戰，尤其是針對那些需要承載海量數據流和實時多媒體通信的復雜環境。我特彆欣賞他對“彈性冗餘”概念的闡述，不僅僅停留在傳統的主備切換層麵，而是提齣瞭一個多維度的資源池化調度模型。書中詳盡地分析瞭如何利用軟件定義網絡（SDN）的靈活性，配閤基於機器學習的流量預測算法，實現對網絡資源的動態分配和優化。這種前瞻性的視角，讓我對未來幾年內，大型數據中心和雲計算基礎設施的網絡演進方嚮有瞭更清晰的認識。書中大量的圖錶和實際部署案例，雖然沒有直接涉及服務質量的細節，但為理解構建一個穩健、高性能底層網絡平颱所需的思維框架提供瞭堅實的理論基礎。讀完前三分之一，我已經開始反思我們現有網絡拓撲中存在的瓶頸，並思考如何藉用書中的一些架構理念進行優化，哪怕隻是在宏觀層麵。