6期 谢高岗等：未来互联网体系结构研究综述 1117 PlanetLab Europe、ETOMIC、NITOS和DIMES. 来互联网体系结构设计需要重点研究和解决以下 PlanetLab Europe是PlanetLab的一部分，用于开 问题： 发新的网络服务，目前已为500多个研究人员提供 (1)网络模型.网络是网络体系结构、网络设 服务：ETOMIC是一个高精度的测量基础设施，分 备、业务与用户相互作用的复杂系统，任何一个因素 布于欧洲，能够提供高精度的主动测量服务： 的改变都将影响其他因素的状态.未来网络体系结 NITOS是一个无线网络试验床，用于测试和评估未 构需要在动态获取多维指标与建立精确的数学模型 来的无线协议和应用；DIMES测试床用于对现有 的基础上进行探索与验证. Internet结构和拓扑的测试. (2)可扩展路由协议.未来互联网设计中，位置 JGN2plus是和日本新一代互联网研究AKIRA 和标识分离已经成为发展趋势，非P寻址也已经成 项目对应的新一代互联网试验平台项目，它是在 为共识，需要设计可扩展路由协议，解决不定长、不 JGN2试验床基础上的拓展实现，也是日本最大的 规则标识的路由问题，解决节点移动过程中位置和 网络试验床项目.与JGN2相比，JGN2plus集成了 标识的映射问题 虚拟化的服务，能够提供各种的服务用于网络技术 (3)服务本地化管理策略.服务本地化是未来 的研发和网络应用的试验.FIRST是韩国于2009 互联网中解决流量扩展问题的基本思想，需要设计 年3月启动的一个设计和部署未来互联网试验床的 合理、高效的服务本地化管理策略，解决存储决策、 项目，该项目的主要内容包括：研究未来互联网平台 存储管理、服务获取、存储命中率低等问题。 实现的核心技术，包括可编程、虚拟化和控制架构 (4)安全和可靠性策略.在未来互联网中，安全 等：开发未来互联网试验平台并部署试验床，试验平 设计理念将从被动防御转向主动防御，其基本思想 台包括小规模的基于PC的试验平台和中大规模的 包括：用户和服务验证、安全传输、动态信任管理等， 基于ATCA的试验平台.FIRST的最终目标是在 服务安全将作为一个整体的网络属性为最终用户 韩国的KOREN①网络上部署一个面向服务的未来 感知. 互联网试验床，并与GENI兼容，开展广泛的国际 (5)未来互联网实现及试验.在设备层面，研究 合作. 网络核心设备的可编程和虚拟化关键技术.在试验 从试验床研究的发展来看，目前已有相当多的 床层面，探讨复杂网络行为的纯化、简化方法以及加 国家和地区正在部署未来网络试验床，而且越来越 速、延缓和再现网络现象的实验技术，并设计互联网 多的国家和地区将会开始启动未来互联网研究计 科学实验的标准过程，探索互联网科学实验理论，构 划，着手部署未来互联网研究的试验床.在试验床的 建一个动态的、可持续发展的、大规模的未来互联网 研究和部署当中，普遍采用两个关键技术[o]:虚拟 实验床.通过未来互联网测试环境与验证技术的研 化和联邦互联.虚拟化主要解决资源共享问题，允许 究，满足新一代服务友好的未来互联网关键技术的 多个不同的试验在同一个物理网络上同时进行.联 测试与验证需求， 邦互联主要为了实现大规模的、统一的测试平台，通 过将不同国家和地区的多样化的网络试验床进行互 参考文献 连，提供统一的控制框架，为研究者提供更大规模和 [1]Leiner B M,Cerf V G et al.A brief history of the Internet. 更加多样化的测试环境. ACM SIGCOMM Computer Communication Review,2009. 39(5)：22-31 5 总结 [2]Feldmann A.Internet clean-slate design:What and why?. ACM SIGCOMM Computer Communication Review.2007. 37(3):59-64 信息传递仅仅是互联网的基本功能之一，服务 [3]Handley M.Why the Internet only just works.BT Technol- 才是互联网价值的根本体现.互联网承载的服务呈 0 gy Journal,2006,24(3):119-129 现出爆炸式增长态势，未来互联网实质是一种具有 [4]Rexford J,Dovrolis C.Future Internet architecture:Clean- 超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性的 slate versus evolutionary research.Communications of the ACM,2010,53(9):36-40 服务系统，支持用户在任意位置、使用任意终端方便 地获取各种服务.未来网络体系结构必须适应这些 D KOREN:Korea Advanced Research Network.Available at 服务模式和服务需求，在服务驱动的设计理念下，未 http://koren2.kr/koren/eng/ＰｌａｎｅｔＬａｂＥｕｒｏｐｅ、ＥＴＯＭＩＣ、ＮＩＴＯＳ和ＤＩＭＥＳ． ＰｌａｎｅｔＬａｂＥｕｒｏｐｅ是ＰｌａｎｅｔＬａｂ的一部分，用于开 发新的网络服务，目前已为５００多个研究人员提供 服务；ＥＴＯＭＩＣ是一个高精度的测量基础设施，分 布于欧洲，能够提供高精度的主动测量服务； ＮＩＴＯＳ是一个无线网络试验床，用于测试和评估未 来的无线协议和应用；ＤＩＭＥＳ测试床用于对现有 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ结构和拓扑的测试． ＪＧＮ２ｐｌｕｓ是和日本新一代互联网研究ＡＫＩＲＡ 项目对应的新一代互联网试验平台项目，它是在 ＪＧＮ２试验床基础上的拓展实现，也是日本最大的 网络试验床项目．与ＪＧＮ２相比，ＪＧＮ２ｐｌｕｓ集成了 虚拟化的服务，能够提供各种的服务用于网络技术 的研发和网络应用的试验．ＦＩＲＳＴ是韩国于２００９ 年３月启动的一个设计和部署未来互联网试验床的 项目，该项目的主要内容包括：研究未来互联网平台 实现的核心技术，包括可编程、虚拟化和控制架构 等；开发未来互联网试验平台并部署试验床，试验平 台包括小规模的基于ＰＣ的试验平台和中大规模的 基于ＡＴＣＡ的试验平台．ＦＩＲＳＴ的最终目标是在 韩国的ＫＯＲＥＮ①网络上部署一个面向服务的未来 互联网试验床，并与ＧＥＮＩ兼容，开展广泛的国际 合作．从试验床研究的发展来看，目前已有相当多的 国家和地区正在部署未来网络试验床，而且越来越 多的国家和地区将会开始启动未来互联网研究计 划，着手部署未来互联网研究的试验床．在试验床的 研究和部署当中，普遍采用两个关键技术［４０］：虚拟 化和联邦互联．虚拟化主要解决资源共享问题，允许 多个不同的试验在同一个物理网络上同时进行．联 邦互联主要为了实现大规模的、统一的测试平台，通 过将不同国家和地区的多样化的网络试验床进行互 连，提供统一的控制框架，为研究者提供更大规模和 更加多样化的测试环境． ５总结 信息传递仅仅是互联网的基本功能之一，服务 才是互联网价值的根本体现．互联网承载的服务呈 现出爆炸式增长态势，未来互联网实质是一种具有 超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性的 服务系统，支持用户在任意位置、使用任意终端方便 地获取各种服务．未来网络体系结构必须适应这些 服务模式和服务需求，在服务驱动的设计理念下，未 来互联网体系结构设计需要重点研究和解决以下 问题： （１）网络模型．网络是网络体系结构、网络设 备、业务与用户相互作用的复杂系统，任何一个因素 的改变都将影响其他因素的状态．未来网络体系结 构需要在动态获取多维指标与建立精确的数学模型 的基础上进行探索与验证． （２）可扩展路由协议．未来互联网设计中，位置 和标识分离已经成为发展趋势，非ＩＰ寻址也已经成 为共识，需要设计可扩展路由协议，解决不定长、不 规则标识的路由问题，解决节点移动过程中位置和 标识的映射问题． （３）服务本地化管理策略．服务本地化是未来 互联网中解决流量扩展问题的基本思想，需要设计 合理、高效的服务本地化管理策略，解决存储决策、 存储管理、服务获取、存储命中率低等问题． （４）安全和可靠性策略．在未来互联网中，安全 设计理念将从被动防御转向主动防御，其基本思想 包括：用户和服务验证、安全传输、动态信任管理等， 服务安全将作为一个整体的网络属性为最终用户 感知．（５）未来互联网实现及试验．在设备层面，研究 网络核心设备的可编程和虚拟化关键技术．在试验 床层面，探讨复杂网络行为的纯化、简化方法以及加 速、延缓和再现网络现象的实验技术，并设计互联网 科学实验的标准过程，探索互联网科学实验理论，构 建一个动态的、可持续发展的、大规模的未来互联网 实验床．通过未来互联网测试环境与验证技术的研 究，满足新一代服务友好的未来互联网关键技术的 测试与验证需求． 参考文献 ［１］ＬｅｉｎｅｒＢＭ，ＣｅｒｆＶＧｅｔａｌ．ＡｂｒｉｅｆｈｉｓｔｏｒｙｏｆｔｈｅＩｎｔｅｒｎｅｔ． ＡＣＭＳＩＧＣＯＭＭＣｏｍｐｕｔｅｒＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＲｅｖｉｅｗ，２００９， ３９（５）：２２３１ ［２］ＦｅｌｄｍａｎｎＡ．Ｉｎｔｅｒｎｅｔｃｌｅａｎｓｌａｔｅｄｅｓｉｇｎ：Ｗｈａｔａｎｄｗｈｙ？． ＡＣＭＳＩＧＣＯＭＭＣｏｍｐｕｔｅｒＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＲｅｖｉｅｗ，２００７， ３７（３）：５９６４ ［３］ＨａｎｄｌｅｙＭ．ＷｈｙｔｈｅＩｎｔｅｒｎｅｔｏｎｌｙｊｕｓｔｗｏｒｋｓ．ＢＴＴｅｃｈｎｏｌ ｏｇｙＪｏｕｒｎａｌ，２００６，２４（３）：１１９１２９ ［４］ＲｅｘｆｏｒｄＪ，ＤｏｖｒｏｌｉｓＣ．ＦｕｔｕｒｅＩｎｔｅｒｎｅｔａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ：Ｃｌｅａｎ ｓｌａｔｅｖｅｒｓｕｓｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅ ＡＣＭ，２０１０，５３（９）：３６４０ ６期 谢高岗等：未来互联网体系结构研究综述 １１１７ ①ＫＯＲＥＮ：ＫｏｒｅａＡｄｖａｎｃｅｄＲｅｓｅａｒｃｈＮｅｔｗｏｒｋ．Ａｖａｉｌａｂｌｅａｔ ｈｔｔｐ：／／ｋｏｒｅｎ２．ｋｒ／ｋｏｒｅｎ／ｅｎｇ／