互联网技术十讲

互联网技术作为在计算机技术的基础上开发的一种信息技术，已得到普遍应用，改变着人们生活、工作、学习的方式，在其几十年间的迅速发展过程中，出现了多种不同的形态，也随之诞生了诸多经典理论、方法和技术。本书邀请了相关领域的9位资深专家学者，基于各自多年的科研成果，分别从10个方面系统化介绍互联网技术的前沿进展和最新趋势，包括互联网体系结构、网络路由技术、网络服务云化等，为互联网技术的学习者、研究者、从业者提供帮助。
本书可作为高等院校互联网相关专业以及其他相近专业的高年级本科生、研究生的教科书，也可以作为高校教师和互联网技术从业人员的参考书。

苏金树，国防科技大学计算机学院教授，中国计算机学会会士，中国计算机学会互联网专业委员会主任，湖南省网络空间安全协会理事长，博士生导师，“网络技术”教育部创新团队带头人，973计划首席科学家，银河/天河计算机系统副总设计师。长期从事高性能网络技术研究，在高性能路由器、网络安全和超算网络方面做出了系统性和创造性贡献。获国家科学技术进步奖特等奖1项、国家科学技术进步奖一等奖1项、国家科学技术进步奖二等奖4项。获得授权发明专利46项，在SCI/EI/一级学科刊物等发表学术论文260余篇。

赵宝康，国防科技大学计算机学院副教授。中国计算机学会杰出会员、中国计算机学会互联网专业委员会秘书长。主要从事新型网络体系结构、空天地一体化网络、算力网络、边缘计算、网络空间安全等方面的学术研究。主持国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划课题、863计划等科研项目多项，发表学术论文百余篇，获得授权发明专利30余项，获省部级科学技术进步奖一等奖1项、二等奖2项。

适读人群 ：服务计算领域相关人员
适读人群 ：研究生、科研人员、从业者等
◆计算机科学前沿丛书·十讲系列第二部
◆互联网技术领域专家学者携手打造
◆系统构建知识体系
◆综述当下领域前沿研究方向、理论与技术
◆以宏观视野把握领域前沿，获取领域底层逻辑

经过50多年的迅猛发展与广泛应用，互联网已经成为人类社会的重要基础设施、推动数字经济发展的重要引擎和影响世界的重要力量，在促进国民经济发展、提升资源配置效率、加快产业优化升级、丰富群众日常生活、加强社会治理、提供公共服务等方面发挥了重要作用。随着网络强国战略的部署和实施，我国的互联网基础设施规模、网络用户数量、网络覆盖普及程度、互联网产业融合和应用创新能力已居于世界前列，有力支撑了经济社会高质量发展，在满足人民日益增长的美好生活需求方面作用显著。
互联网核心技术是互联网关键基础设施构建与互联网产业应用的核心和关键，也是创新最活跃、应用最广泛的现代技术创新领域之一。首先，蓬勃发展的网络应用对互联网核心技术有着迫切需求，无论是以电商网购、直播、短视频、即时通信、搜索引擎、社交网络等为代表的典型互联网应用，还是以“互联网+”赋能的工业制造、智慧农业、智慧教育、智慧医疗、电子政务等为代表的行业互联网融合应用，都离不开互联网体系结构、路由传输、网络服务、网络安全等互联网核心技术，都迫切需要在互联网核心技术上进行攻关和突破。与此同时，信息技术跨代发展也对互联网核心技术提出了迫切需求，特别是算力网络、卫星互联网、工业互联网、超大规模云数据中心、元宇宙等新模式、新业态使得互联网核心技术发展面临严峻挑战，亟需在新体系结构、新算法、新机制、新协议等方面取得创新和突破。因此，通过阅读本书，深入了解互联网最新技术进展、掌握互联网核心技术并在实践中灵活创新应用，对于互联网领域的学生、从业人员、教学人员、研发人员、管理人员等均有着极为重要的意义。

第1讲　新型互联网体系结构技术
1.1　路由交换与分发加速技术4　
1.1.1　CDN4　
1.1.2　MPLS7　
1.1.3　SRv611　
1.2　安全性增强技术15　
1.2.1　DNSSEC15　
1.2.2　S-BGP18　
1.2.3　TLS20　
1.2.4　HTTPS21　
1.2.5　QUIC23　
1.3　数据中心技术24　
1.3.1　数据中心互连技术24　
1.3.2　TRILL28　
1.3.3　VXLAN31　
1.3.4　GENI项目36　
1.4　智能时代的网络体系结构发展趋势40　
1.5　网络体系结构发展前沿43　
参考文献49　
第2讲　网络路由技术
2.1　路由技术发展历程54　
2.2　路由协议分类54　
2.2.1　内部网关协议55　
2.2.2　外部网关协议55　
2.3　数据中心路由技术56　
2.3.1　数据中心路由优化目标56　
2.3.2　数据中心路由实现58　
2.4　分段路由技术61　
2.4.1　SRv6协议设计62　
2.4.2　分段路由研究现状66　
2.4.3　分段路由应用场景67　
参考文献69　
第3讲　移动互联网端到端多路径传输技术
3.1　移动互联网端到端多路径传输场景72　
3.2　MPTCP74　
3.2.1　MPTCP概述74　
3.2.2　MPTCP拥塞控制机制76　
3.2.3　MPTCP数据调度机制86　
3.3　MPQUIC94　
3.3.1　MPQUIC概述94　
3.3.2　MPQUIC数据调度机制96　
3.4　本讲小结101　
参考文献101　
第4讲　数信双平面与收发端到端深度协同的拥塞控制技术
4.1　数信双平面与收发端到端深度协同的拥塞控制架构107　
4.2　数据源端自反馈的拥塞控制协议109　
4.2.1　TIMELY109　
4.2.2　Swift111　
4.3　数据处理及源端自反馈的拥塞控制协议113　
4.3.1　DCQCN114　
4.3.2　PCN115　
4.3.3　DQCC117　
4.3.4　HPCC119　
4.3.5　APCC121　
4.3.6　FastTune124　
4.3.7　UECC126　
4.3.8　MPICC128　
4.4　信用处理及源端自反馈的拥塞控制协议130　
4.4.1　ExpressPass130　
4.4.2　ExpressPass++132　
4.4.3　Aeolus134　
4.4.4　SSP135　
4.4.5　MP-Credit136　
4.4.6　Themis137　
4.5　数据平面反馈与信用平面控制耦合的拥塞控制协议139　
4.6　本讲小结140　
参考文献141　
第5讲　加密网络测量分析技术
5.1　加密网络测量分析体系结构与概念144　
5.1.1　网络测量分析的产生与意义144　
5.1.2　加密网络测量分析全生命周期过程146　
5.2　加密流量业务分类、应用分类及QoE识别150　
5.2.1　流量样本构建与完善151　
5.2.2　加密流量特征提取152　
5.2.3　分类器模型设计155　
5.2.4　加密流媒体QoE识别159　
5.3　加密流量内容及用户行为分析160　
5.3.1　加密视频流量内容精细化识别161　
5.3.2　基于网页指纹的加密网页识别163　
5.3.3　加密流量用户行为识别166　
5.4　加密恶意流量分析167　
5.4.1　加密恶意流量检测167　
5.4.2　面向加密流量的恶意软件分类168　
5.4.3　面向加密通信的恶意攻击识别170　
5.5　VPN、匿名网络、区块链网络加密流量分析171　
5.5.1　VPN工具分类与协议识别172　
5.5.2　匿名网络间的分类与识别175　
5.5.3　区块链网络的分类与识别177　
5.6　加密流量分析常用数据集、编程库与工具179　
5.6.1　加密流量分析研究常用公开数据集179　
5.6.2　加密流量分析工程化实现常用工具与编程库181　
5.7　本讲小结182　
参考文献183　
第6讲　数据中心智能运维
6.1　研究背景192　
6.2　故障检测194　
6.2.1　网络日志故障检测194　
6.2.2　网络流量故障检测200　
6.2.3　网络设备指标故障检测202　
6.3　故障预测205　
6.4　故障诊断207　
6.4.1　故障诊断的定义207　
6.4.2　故障诊断相关工作207　
6.4.3　故障诊断典型案例210　
参考文献212　
第7讲　网络功能虚拟化
7.1　概述222　
7.2　互联网现状与网络功能虚拟化动机223　
7.3　什么是网络功能虚拟化226　
7.4　网络功能虚拟化标准架构230　
7.5　网络功能虚拟化关键技术236　
7.6　网络功能虚拟化应用案例240　
7.7　网络功能虚拟化机遇与挑战244　
参考文献248　
第8讲　网络服务云化
8.1　概述254　
8.2　网络计算与云服务254　
8.2.1　网络计算发展历程254　
8.2.2　云计算体系架构257　
8.3　计算资源服务云化259　
8.3.1　计算虚拟化技术259　
8.3.2　分布式虚拟机管理平台263　
8.3.3　分布式大数据基础平台266　
8.4　网络资源服务云化269　
8.4.1　云计算中的网络虚拟化269　
8.4.2　云网一体化技术273　
8.5　存储资源服务云化277　
8.5.1　云存储服务277　
8.5.2　云数据库服务280　
8.6　网络服务云化与安全281　
8.6.1　云安全面临的挑战281　
8.6.2　云服务访问控制283　
8.6.3　云服务隐私保护285　
参考文献293
第9讲　工业互联网技术
9.1　工业互联网的由来300　
9.1.1　工业互联网的提出300　
9.1.2　工业互联网的内涵301　
9.2　工业互联网网络体系303　
9.2.1　工业互联网网络架构303　
9.2.2　工业互联网关键技术308　
9.3　工业互联网平台312　
9.3.1　工业互联网平台体系312　
9.3.2　工业互联网平台技术315　
9.4　工业互联网标识解析318　
9.4.1　工业互联网标识解析概