前言

互联网在设计之初其目的是为了提供端到端主机间的信息共享服务，因此，互联网络采用了以地址为中心的网络体系架构。互联网以地址为中心的网络架构因其具有开放、简单、易扩展等优点，在过去的30年中，互联网络取得的了巨大的成功。如今，互联网已成为支撑现代社会经济、科技、教育、医疗、文化等方面的最重要信息基础设施，是衡量一个国家科技和经济水平的重要标志之一。

随着宽带无线移动通信、高速光传输和云计算技术的迅速发展，各种高带宽、低时延、高安全和高可靠性要求的互联网络创新应用的不断涌现。然而，面对海量的高要求互联网应用，30多年前发明的以IPv4协议为核心技术的互联网面临着越来越严重的技术挑战，主要包括：内容分发效率低下、地址空间不足、安全性低、可移动性差等。维持现有互联网体系架构不变的前提下，要彻底地解决这些问题是非常困难的。为了解决这些问题，工业界和学术界认为下一代互联网络应该采用Clean State的网络架构。

为了应对现有互联网络的技术挑战，美国、欧洲等发达国家从20世纪90年代中期就先后开始下一代互联网研究。在国家重点基础研究发展“973”计划、国家高技术研究发展“863”计划、自然科学基金的大力支持下，中国从20世纪90年代后期就开始了下一代互联网络体系架构和关键技术的研究。在全球研究人员的共同努力和众多项目的资助下，下一代互联网络体系架构和关键技术的研究取得了很多有价值的研究成果，其中，有代表性的包括信息中心网络、软件定义网络、名址分离网络、标识网络等。

通过对目前提出的下一代互联网络架构分析，我们发现下一代互联网应具有智慧协同的能力。所谓智慧，是指网络应该具有感知传输的内容、及时准确感知网络状态的动态变化和感知不同网络应用特点的能力，并能根据感知到的信息做出优化的决策。而所谓协同，是指网络能够实现异构体系架构间的协同互通，能够协同各种可用手段来优化网络性能，以及支持多种网络优化目标的协同决策。在本书中，我们将具备智慧协同能力的网络称为智慧协同网络。智慧协同网络不是指某一种特定类型的网络，它覆盖的范围较为宽泛，凡是能具备智慧和协同特性的网络，我们都可以视为智慧协同网络。

资源分配和业务管理是智慧协同网络的关键问题之一，该问题关系到网络业务的需求是否能得到有效满足以及网络资源是否能得到有效的利用。本书主要讨论智慧协同网络中的资源管理方法，具体而言主要包括信息中心网络、SDN和数据中心网络中的资源分配和业务管理方法。全书可以分成3个部分，第1部分（第1章）主要介绍智慧协同网络的特点和架构原理。第2部分（第2～4章）分别介绍了信息中心网络中的缓存管理方法、数据中心网络Coflow的调度和路由问题，讨论了SDN中流量矩阵测量问题。第3部分（第5～7章）讨论了多种不同架构信息中心网络协同互通问题，介绍了网络资源管理中不同决策目标的协同优化问题和不同决策手段协同优化的网络资源管理方法。本书不能完全罗列智慧协同网络中的所有资源管理方法，本书各个章节的网络资源管理方法都是作者团队近年来的研究成果，是研究团队集体研究的成果总结。

在此，还特别感谢国家科技部国家重点基础研究发展计划（“973”计划）项目“资源动态适配机制与理论”（2013CB329103）、国家自然科学基金项目“面向ICN的网络级内嵌式缓存架构与配置管理方法研究”（61301153）和“全光网中基于监测迹的链路失效定位技术的研究”（61271165）、长江学者创新团队发展计划和高等学校学科创新引智计划“111引智计划”（B14039）的大力资助。本书的所有成果都是在这些项目的资助下完成的。

此外，由于编著者水平有限，书中难免有错漏，希望读者批评指正。

作者
2015年12月