前言

我们正处在一个网络技术与人工智能浪潮交汇的时代。从云计算、大数据到物联网、工业互联网，新兴应用的不断涌现对传统网络的承载、管控与运维能力提出了前所未有的挑战。网络不再是单纯的数据传输管道，而是需要具备感知、分析、决策和行动能力的智能实体。在此背景下，智能网络应运而生，它代表着网络技术演进的根本性变革与未来发展的核心方向。

为系统性地介绍这一前沿交叉领域，满足网络工程、计算机科学与技术等相关专业本科生的学习需求，我们编写了本书。本书旨在构建一个清晰、完整的智能网络知识体系，引导读者从理解基本概念入手，逐步掌握核心技术，并最终洞悉其广阔的应用前景。在内容组织上，本书遵循由整体到局部、由基础到前沿、由理论到实践的逻辑脉络。

第1章作为开篇，系统梳理了网络技术的发展历程，明晰了智能网络的概念、分级标准与总体架构，为后续学习奠定了整体认知框架。

第2章重点回顾了支撑智能网络的人工智能关键技术，包括机器学习、深度学习、强化学习与知识图谱。对于已有相关基础的读者，本章可作为复习和衔接；对于初学者，本章是理解后续内容不可或缺的基石。

第3章是全书的核心，深入剖析了驱动网络智能化的3大引擎：网络数字孪生、网络大模型和网络自动化（含SDN、NFV）技术。这部分内容将帮助读者理解如何将AI注入网络的设计、部署、运维与优化全生命周期。

第4~6章则聚焦于智能网络的价值实现，分别探讨了智能网络在数据中心、广域网等典型场景中的应用，专门介绍了服务于大规模AI计算的智算网络这一热点架构，并深入分析了智能化演进过程中不容忽视的网络安全问题与防护技术。这些内容将理论知识与产业实践紧密结合，展现了智能网络赋能百业的巨大潜力。

在编写本书的过程中，编者力求兼顾知识的系统性、先进性与教学的适用性。我们深知，智能网络领域仍在飞速发展，因此，本书不仅阐释了相对成熟的理论与技术，也努力引入业界最新的实践与趋势，以激发读者的探索热情与创新思维。每章末尾的;本章小结旨在帮助读者梳理核心知识点，构建连贯的知识图谱。

本书的成稿，得益于众多同行、专家的宝贵意见与支持，在此深表谢意。同时，也要感谢为本书付出辛勤努力的编写团队。由于编者水平有限，书中难免存在疏漏与不足，恳请广大读者不吝指正。

希望本书能成为读者踏入智能网络殿堂的可靠向导，帮助读者把握技术脉搏，在未来的学术研究与职业发展中乘风破浪。

编者

2025年10月

当网络遇见人工智能，一场深刻的变革已然开启。本书由国防科技大学;网络技术一线教学科研团队精心编著，系统介绍智能网络技术体系。内容从基础概念出发，逐层深入介绍网络数字孪生、网络大模型、SDN/NFV网络自动化等关键技术，梳理了它们在数据中心和广域网的典型应用，并延伸至智算网络前沿和安全，构建了一条从网络连接迈向网络智能的完整路径。

本书主要针对当前人工智能技术兴起的技术浪潮，从智能赋能网络、网络支撑智能的不同角度，介绍了智能时代下前沿网络技术的发展。全书主要包括以下内容：智能网络概述、智能网络技术基础、智能网络关键技术、智能网络应用、智算网络和智能网络安全。本书兼顾知识系统性与产业前沿性，每章设;本章小结强化认知，通过清晰的逻辑结构，助力构建智能网络全生命周期能力框架，洞悉智能网络赋能千行百业的变革价值。本书内容全面详实，结构清晰简明，编排合理，可作为网络工程、物联网工程等专业高年级本科生的教材，也可以作为专业技术人员的参考书。

陈颖文，防科技大学网络技术首席教授，博士生导师，军队院校育才奖银奖获得者，;计算机网络国家级一流课程主讲教师，指导学生获国家级A类竞赛一等奖三项，相关作品被湖南卫视等多家媒体广泛报道。长期从事分布式智能计算、高性能网络等领域的科学研究，主持参与国家、军队各类项目二十余项，公开发表学术论文100余篇，2篇论文获评IEEE国际会议最佳论文奖，1篇论文入选ESI全球前1%高被引论文。获湖南省教学成果一等奖1项、二等奖2项。　周寰，国防科技大学计算机学院副教授，长期从事计算机网络、智能运维方向的教学科研工作，是学校网络相关专业建设负责人，;计算机网络国家级一流课程主讲教师。主持国家自然科学基金、科技委创新特区等科研项目，以及产学合作协同育人国家级和湖南省级等教改项目多项。指导本科生获全国网络技术挑战赛特等奖1项，为全校首次，相关事迹被学校公众号专题报道。获评学校优秀教师，湖南省教学成果二等奖1项。杨翔瑞，博士毕业于国防科技大学，现任国防科技大学计算机学院副教授，CCF高级会员，从事可编程网络与网络系统安全方面的科研与教学工作。发表网络与系统相关CCF推荐高水平学术会议期刊论文20余篇，授权国家发明专利9项，是可编程数据平面开源项目FastRMT的负责人，系统讲授;计算机网络;网络系统原理等课程，获省部级教学成果二等奖1项，曾指导学员获得;未来之光网络创新大赛特等奖1项，全国大学生C4网络技术挑战赛一等奖4项。

目录

前言

第1章智能网络概述11.1网络技术发展史1

1.2智能网络概念及特点4

1.2.1智能网络概念4

1.2.2智能网络特点5

1.3智能网络架构6

1.3.1智能网络分级标准6

1.3.2智能网络分层模型7

1.3.3智能网络技术体系9

1.3.4智能网络工作流程10

1.4智能网络相关标准12

1.5本章小结16第2章智能网络技术基础172.1人工智能概述17

2.1.1人工智能发展历程17

2.1.2人工智能技术架构18

2.2机器学习19

2.2.1机器学习概述19

2.2.2机器学习模型训练21

2.2.3机器学习算法22

2.3深度学习24

2.3.1深度学习概述24

2.3.2深度学习模型训练27

2.3.3深度学习算法29

2.4强化学习30

2.4.1强化学习概述30

2.4.2强化学习策略训练33

2.4.3强化学习算法34

2.5知识图谱36

2.5.1知识图谱概述36

2.5.2知识图谱构建37

2.5.3知识图谱算法39

2.6本章小结42第3章智能网络关键技术433.1网络数字孪生技术43

3.1.1网络数字孪生概述43

3.1.2映射与实时感知技术48

3.1.3网络数字孪生建模与管理技术51

3.1.4在线网络仿真技术55

3.2网络大模型技术57

3.2.1网络大模型概述57

3.2.2网络多模态数据融合表征技术64

3.2.3网络大模型训练技术67

3.2.4MLOps技术74

3.3网络自动化技术79

3.3.1网络自动化概述79

3.3.2云计算虚拟化技术84

3.3.3SDN技术90

3.3.4NFV技术95

3.4本章小结100第4章智能网络应用1014.1智能网络应用概述 101

4.1.1智能网络应用概念101

4.1.2智能网络应用全景103

4.2智能网络在数据中心的应用 106

4.2.1数据中心智能网络架构106

4.2.2端到端自动化运维110

4.2.3智能流量分析114

4.3智能网络在广域网中的应用 121

4.3.1广域网智能网络架构121

4.3.2智能广域网络优化125

4.3.3智能广域网络安全130

4.4本章小结137第5章智算网络1385.1智算网络概述138

5.1.1智算网络基本概念139

5.1.2智算网络发展现状142

5.2智算网络架构146

5.3智算网络关键技术152

5.3.1Scale_up网络关键技术153

5.3.2Scale_out网络关键技术155

5.3.3跨智算中心网络关键技术168

5.4本章小结174第6章智能网络安全1756.1智能网络安全概述175

6.1.1智能网络安全威胁176

6.1.2智能网络安全技术演进184

6.2智能网络安全体系架构187

6.3智能网络安全关键技术192

6.3.1安全编排技术192

6.3.2智能网络安全检测技术194

6.3.3智能网络安全防御技术201

6.4本章小结210