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拟化技术，多种类型资源共享、安全性、鲁棒性、开放性、多样化、可扩展性、可观测性、 易用性[9]，基于多个组成部分的实验平台。 GENI 的概念性设计图如图2 所示，GENI 由多个互联的系统资源组成，路由器和各种 终端设备可深层次编程，通过虚拟化的网络平台和多种控制框架互联，管理者、实验人员和 135 用户可以实现基于部分设施网络实验和应用。GENI 已基于Internet 2[10]开展了针对网络安 全、开放式全球测试平台(PlanetLab[11])、网络控制与测量、资源分配及传感器融合、无线 网络等5 种对象的网络控制框架，以保障网络资源(如处理器，路由器)能得到最大限度的共 享，互联网用户需求得到最大程度的满足。 GENI 目的在于增加网络和分布式系统实验研究成果的质量和数量，加速这些成果的产 140 业化进程，最终实现现有互联网的变革。研究者可以使用GENI 在大规模系统上评估新的网 络体系结构，随着此网络用户数的增加，而使新系统的评估更为准确和实际。[12] 图2 GENI 概念设计图 Fig. 2 GENI architecture 145 2.2 Clean Slate Design for the Internet Clean Slate Design for the Internet 是NSF 于2006 年启动的全新互联网设计项目，该项目 以美国斯坦福大学为首，由多个工业界伙伴如Cisco、Docomo、NEC、ERICSSON 以及Xilinx 等参与。确定了以“移动计算”为重心，抛弃了传统互联网的TCP/IP 协议、路由以及交换。 将“互联网服务”、“计算”以及“存储”确立为未来互联网的主体。在此基础上。该研究主要从 150 网络理论认知与设计、网络框架构建、网络安全及物理传输技术融合、验证平台支撑4 个方 面入手，对下一代互联网进行研究。到目前为止，该研究进展主要在以OpenFlow 为代表的 可二次开发的网络接口的开发上，为研究者提供开放的Gbit 速率级别的网络路由及交换支 撑平台、异构网络实现拥塞控制的算法设计、安全性处理、开放的流实验平台和开放移动互 联网架构等方面取得突破。[13] 155 该研究涵盖了十个子方向：1）可编程开放移动互联网2）openflow 3）web 安全 4） 可编程的虚拟网络设施 5）无线波长利用 6）企业网络安全：ethane 7）NetFPGA 平台 8）flow-level models for the internet 9）快速动态光纤传输路径 10）流控制协议。[14] 2.3 FIND, NOSS, WN, NBD, NeTS FIND（Future Internet Design）是NSF 网络系统与技术计划的一个长期研究项目，研究 160 网络系统及相关技术，侧重于从网络架构方面来关注后IP 网络的设计与构建。FIND 项目涉 及三个阶段，第一阶段为定位未来网络的功能元素和他们之间的交互，提出全新的体系结构， 使其能够满足未来网络的不同要求，并且对其评估和测试。第二阶段将会布建第一阶段提出 的、现有网络不能满足的基础设施。第三阶段通过选定的网络体系结构，实现协议的结构细 节和源码。[15] 165 NOSS 则侧重于传感系统网络，WN 侧重于无线网络，NBD 侧重于FIND、NOSS、WN 没有涉及到的其他领域。2007 年，FIND 同NOSS（Networking of Sensor Systems）、WN （Wireless Networks）、NBD（Networking Broadly Defined）共同并入了NeTS（Networking Technology and Systems），以综合各个领域设计出一个鲁棒性强、大规模的、不同层次的网 络体系结构。[16] 170 2.4 SING，NGNI SING（Scientific Foundations for Internet’s Next Generation）是NSF 的研究项目，从科学 认识的方面对后IP 网络进行设计和构建。主要关注以下各方面的理论研究：通信，普适计 算和优化理论，代数运算符号学，计算几何学，信息处理，计算理论等。[17] NGNI（Next-Genemtion Networked Information）则侧重于信息处理。例如，在下一代互 175 联网中，信息如何采集，依据不同背景和内容进行存取，信息的可管理性等等。[18] 2.5 Future Internet Research and Experimentation (FIRE) 欧盟第七框架于2007 年启动了FIRE 的长期试验驱动的原创性研究项目。其研究目标 是探讨未来互联网的网络体系结构和协议的新方法，从而支持并管理规模性、复杂性、移动 性、安全性以及透明性需求日益增长的未来互联网。FIRE 包含两层含义，一个是大规模网 180 络设施的构建，另一个是在此基础上的实验驱动研究。作为一个试验驱动型研究项目，FIRE 的研究手段如下措施的反复循环：未来互联网的设计，试验环境的构建，实验的实施和结果 反馈收集。FIRE 的试验平台的基础来自Planetlab[19]、OneLab2[20]。FIRE 的研究包括跨层 通信方法、内容聚合体系结构、网络服务研究、社会网络，同时，还包括无线网络体系架构 和协议的设计，以更好的支持终端的移动性。FIRE 的项目关系如图3 所示：[21] 185 图3 FIRE 项目关系图 Fig. 3 FIRE projects relationship 其研究的核心项目包括4WARD 和TRILOGY，旨在解决现有网络的问题、互操作体系 190 结构的设计与开发、多网络体系结构虚拟化的一致性。 关于FIRE 项目的覆盖领域如图4 所示。[22] 图4 FIRE 涉及领域 Fig. 4 FIRE covered field 2.6 Architecture D 195 esign Project for New Generation Network (AKARI) 2006 年，新一代网络体系结构设计AKARI 在日本政府的支持下展开。AKARI 项目研 究的是下一代网络体系结构和核心技术，时间规划如图5 所示，从2006 年开始，2015 年完 成，2015 年后通过试验床开始进行试验。研究分为两部分：一部分是NXGN，这只是一个 占用五年时间的短期研究，目的是在现有网络的基础上，对网络进行改进；另一部分是 200 NWGN，目的是重新设计互联网，以适应互联网未来发展需要。[23] 图5 AKARI 时间规划 Fig. 5 AKARI Conceptual positioning of Post-IP 205 此研究项目是以2020 年为阶段目标。提出了需要对互联网现有的体系结构进行重新设 计，并通过相应的实验平台进行验证与推广。AKARI 实验验证通过分布式overlay 的方式， 即在现有的网络上通过已分布全球的PlanetLab 构架虚拟网络，把底层网络资源抽取到重叠 网，再开展相应的验证。[24]现阶段提出的未来互联网体系结构图6 所示： 210 图6 未来互联网体系结构 Fig. 6 Architecture of Post-IP 2.7 Future Internet Forum（FIF） 韩国的FIF 计划起步于2008 年，着眼于下一代互联网体系结构以及相关的前沿知识， 研究的方向分为体系结构、无线、服务、测试床、策略、标准化和网络科学，并且由相应的 215 研究组负责每个方向的研究。迄今为止，所达到的科研成果多数为无线网络和体系结构，而 其他方面所得到的成果不是很多。[25] 2.8 Focus Group on Future Network (FG-FN) 2009 年，ITU 在SGl3 下成立了FG-FN 的Q．21 工作组，旨在从前瞻性的角度设计未 来互联网，这标志着工业界开始关注后IP 网络的研究。该工作组初步定义了由路由／交换 220 层和服务层构成的二层网络模型，并定义了未来互联网的3 种业务类型，分别为HBS (Huge Band Service)、BPS (Broadband Packet Service)、TMS(Tiny-Band Mass Service)。另外，提出 了未来网络的若干个关键技术点，包括网络虚拟化、能量消耗，物体标识与识别，可编程网 络、跨层通信、自治管理和维护、因果关系知识服务、数据／内容中心服务、媒体分发、客 户定制QoS／QoE、新的控制和管理功能——网络资源分享和隔离等。ITU 的FG-FN 工作 225 计划将未来互联网的研究提升到了工业界和标准化的层面，影响深远，意义重大[26]。图7 为ITU 规划的未来互联网实现目标图。 Service awareness Data awareness Social and economic awareness Environmental awareness Service Diversity Functional Flexibility Virtualization of Resources Data Access Energy Consumption Service Universalization Network Management Mobility Optimization Identification Reliability and Security Economic Incentives 图7 未来互联网实现目标 Fig. 7 Objective of future internet 230 2.9 新一代互联网体系结构理论研究 我国973 基础研究计划重点支持了清华大学吴建平教授主持的“新一代互联网体系结构 理论研究”[7]，项目围绕新一代互联网体系结构中的关键科学问题，在探索新一代互联网体 系结构所面临的基础问题上，取得了初步研究结果：提出多维可扩展的新一代互联网体系结 构，其主要思想是从传统互联网针对网络互联互通的单一可扩展性发展为下一代互联网的多 235 维度的可扩展性。多维可扩展性要素包括规模可扩展、性能可扩展、安全可扩展、功能可扩 展和服务可扩展，其中规模可扩展和性能可扩展是其他三个要素的基础。规模可扩展采用 ipv6 技术来实现，性能可扩展采用可扩展交换节点来实现，安全可扩展采用真实ipv6 地址 来实现，功能可扩展采用4over6 机制来实现，而服务可扩展采用端到端无连接服务质量控 制来实现。 240 3 总结 从上文我们可以看出，后IP 互联网的研究现在已经引起世界各国的广泛关注，ITU 的 介入说明了工业界也着手了后IP 网络的研究，我们都意识到了后IP 网络的研究不仅关系到 当前internet 的发展趋势，同时也关系到了几十年后互联网的发展状况。各国纷纷采用新的 理念和方法研究后IP 网络，以抢占后IP 网络研究的制高点，而我国至今还没有完全采用全 245 新的设计理念去构建后IP 网络的计划，只停留在零散的研究阶段，因此，设置国家级的后 IP 网络研究项目迫在眉睫。 后IP 互联网研究需要瞄准新一代互联网应用面临的重大技术挑战和国家信息基础建设 发展的重大战略需求，围绕后IP 网络体系结构中的关键科学问题开展研究，在继续和发展 已有理论研究成果的基础上，重点研究后IP 网络体系结构和协议的原理和算法；依托已经 250 建成的国家新一代互联网实验环境对研究成果进行较大规模的实验和验证，争取进入国际新 一代互联网前沿科学技术研究的先进行列，逐步形成新一代网络体系结构和协议的理论体 系，为我国后IP 网络及其应用的技术创新提供科学基础理论支持，为未来国家信息化发展 做出实质性贡献。 学术论文网Tag：代写论文 代写MBA论文 代写代发论文 代发论文 |
