遠程醫療網絡多路徑數據安全傳輸

本書圍繞遠程醫療系統所面臨的網絡傳輸安全威脅和當前網絡發展技術現狀兩個方面探討如何實現安全、有效的網絡數據傳輸，結合多路徑路由技術與主流路由技術的兼容性，基於軟件定義網絡的靈活多路徑路由的可擴展性、多路徑路由實施的層次性、多路徑路由調度方式、多路徑路由實現架構組成等方面，探討、研究瞭如何實現高效、安全的遠程多路徑路由數據傳輸。本書面向從事遠程醫療網絡的建設者與管理者、專業網絡管理人員。本書基於遠程醫療系統信息傳遞的特點，給出多路徑路由傳輸設計，包含問題模型、系統設計、協議設計與路由策略，構建高效、安全運行的主動防禦多路徑路由信息傳遞系統，對促進遠程醫療的開展具有現實意義。本書適合從事遠程醫療網絡的建設者與管理者，以及專業網絡管理人員閱讀。

趙杰
國務院政府特殊津貼專家、全國五一勞動獎章、國家衛生計生委中青年突出貢獻專家、河南省政府特殊津貼專家。國內醫療信息化與遠程醫療學科帶頭人，兼任國家遠程醫療中心、互聯網醫療系統與應用國家工程實驗室、河南省數字醫療工程技術研究中心、河南省精準醫學重點實驗室等機構的主任。長期致力於醫療信息化、遠程醫療、智能醫療、精準醫療等領域的研究與實踐工作。

第1章概述 1
1.1 遠程醫療網絡多路徑傳輸研究背景 1
1.1.1 遠程醫療數據傳輸網絡中的安全性約束 2
1.1.2 遠程醫療網絡的安全目標和威脅 4
1.1.3 多路徑數據傳輸 7
1.2 遠程醫療網絡面臨的挑戰與機遇 9
1.2.1 加密在數據傳輸中的應用與不足 9
1.2.2 高級持續性威脅問題 11
1.2.3 主動網絡防禦技術 13
1.2.4 利用多路徑傳輸改善通信性能與安全性能 15
1.3 動態多路徑傳輸技術 16
1.3.1 資源優化 18
1.3.2 終端通信 19
1.3.3 網絡安全 19
1.4 本書組成 20

第2章遠程醫療網絡體系結構 21
2.1 遠程醫療網絡系統 22
2.2 SDN 22
2.2.1 體系架構 23
2.2.2 OpenFlow協議 26
2.2.3 軟件定義廣域網 27
2.3 網絡虛擬化 29
2.3.1 網絡虛擬化類型 31
2.3.2 網絡虛擬化優勢 31
2.4 小結 32

第3章現有的數據傳輸技術 33
3.1 路由方式 33
3.1.1 逐跳路由與源路由 33
3.1.2 單一路徑路由傳輸與多路徑傳輸 35
3.1.3 多路徑模型 36
3.2 遠程醫療系統網絡安全防護 37
3.2.1 安全測度標準 37
3.2.2 遠程醫療網絡面對的主要攻擊類型 40
3.2.3 遠程醫療網絡常用防禦方法與手段 48
3.2.4 移動目標防禦在遠程醫療網絡中的應用前景 49
3.3 小結 51

第4章APT攻擊下的遠程醫療網絡 53
4.1 APT概述 53
4.1.1 什麼是APT 53
4.1.2 APT攻擊的特徵 54
4.1.3 APT攻擊模式 59
4.1.4 APT示例 62
4.2 常規緩解網絡安全手段面對的困境 63
4.2.1 如何判斷系統遭遇到APT攻擊 63
4.2.2 基於網絡流量的APT檢測模型 65
4.3 主動安全與未知危險 66
4.4 小結 68

第5章多路徑數據傳輸技術與設計 69
5.1 遠程醫療網絡中的典型多路徑傳輸方案 69
5.1.1 數據鏈路層 71
5.1.2 網絡層 73
5.1.3 傳輸層 75
5.2 多路徑路由調度模式 83
5.2.1 輪詢調度 84
5.2.2 加權輪詢調度 85
5.2.3 哈希調度 86
5.2.4 基於預測的調度 87
5.3 多路徑路由實施場所 92
5.3.1 基於終端主機的通信對流調度 92
5.3.2 基於交換機的本地流調度 93
5.3.3 基於控制器的集中式流調度 94
5.4 小結 95

第6章動態多形態路由傳輸 96
6.1 遠程醫療終端多樣化無線接入技術 96
6.2 遠程醫療網絡動態防禦 97
6.2.1 遠程醫療網絡動態架構 98
6.2.2 遠程醫療終端動態標識信息 99
6.2.3 遠程醫療信息動態多路徑傳輸 101
6.3 多路徑動態路由 102
6.3.1 確定性多路徑動態路由 102
6.3.2 可變路徑動態路由 103
6.4 小結 104

第7章多路徑路由傳輸設計 105
7.1 多路徑路由傳輸問題 105
7.2 系統設計 108
7.2.1 系統設計目標 108
7.2.2 體系結構 109
7.2.3 功能模塊 110
7.3 協議設計 112
7.4 路由策略 115
7.4.1 路徑發現 115
7.4.2 路徑管理 118
7.4.3 路徑調度 119
7.5 路徑多樣性傳輸問題處理 123
7.5.1 數據包亂序 124
7.5.2 緩解亂序 125
7.6 小結 127

第8章動態感知流量優化多路徑路由設計 128
8.1 網絡狀態感知面臨的問題 128
8.1.1 路徑帶寬變化 129
8.1.2 亂序問題 129
8.2 路徑狀態預測 130
8.3 流量優化算法設計 135
8.3.1 獲取擁塞路徑上的數據流 136
8.3.2 數據流優先級劃分 136
8.3.3 流量路徑重分配方案 137
8.4 小結 139

第9章動態多路徑路由跳變設計 140
9.1 動態多路徑跳變 141
9.1.1 面臨的問題 141
9.1.2 動態多路徑跳變形式化描述 143
9.2 系統體系架構 145
9.2.1 跳變架構 146
9.2.2 觸發策略 147
9.2.3 待選路徑空間 147
9.2.4 服務流程 149
9.3 動態多路徑跳變策略 151
9.3.1 基於分段遷移的路徑選擇 152
9.3.2 動態路徑跳變流遞送 153
9.3.3 路徑分段更新 154
9.4 性能分析 157
9.4.1 安全性分析 157
9.4.2 抗攻擊性分析 161
9.4.3 代價分析 162
9.5 小結 164
結束語 166
參考文獻 168