《未来网络研究的现状与挑战汇编》由会员分享，可在线阅读，更多相关《未来网络研究的现状与挑战汇编（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 未来网络研究的现状与挑战 邬贺铨 中国工程院 2011.11.11 未来网络研究的现状与挑战 q 未来网络的背景与目标 q 未来网络的研究与试验 q 未来网络的技术与挑战 2 未来网络的背景与目标 3 Internet的发展 从电信服务到泛在服务 90 年代 公众互联网 WEB IPv4 WWW浏览平台 拨号接入 商业网 有线、无线 数据、话音 电信业务 70年代 ARPARNET TCP/IP NCP 联系平台 拨号接入 研究网 有线 数据（Email, FTP） 网络业务 00 年代 全球互联网 P2P/Web2.0 IPv6 宽带 WWW交互平台 数据、话音、视频 媒体业务 商业网
2、永远在线 10 年代 下一代互联网 泛在网 IPv6 Cyber-Physical System 永远在线 物联业务 数据、话音、 视频、M2M 移动、宽带 WWW工作平台 连 接 终 端 连 接 人 连 接 服 务 连 接 物 件 4 5 互联网设计之初的假定 q 以人作为使用者的假定-不适应物联网的发展 q 以主机为中心的假定-智能终端 (不适应RFID和传感器连网) q 主机固定使用的假定-认为使用者、主机、物理位置和IP地址 是等效的，不考虑移动与共享 q 网络是黑匣子的假定-傻瓜网络 (网络与业务类型无关) q 尽力而为服务的假定-不认为需要考虑QOS问题 q 业务流可信任的假定-无
3、须顾及安全问题 q 与商业应用无关的假定-未设计可持续发展的赢利模式 互联网的应用已超越初衷! 互联网技术发展面对的挑战 q 可扩展性：传输带宽、交换能力、路由表、IP地址、频谱资源 q 可管理性：资源优化、QOS、内容管理、商业模式 q 移动性：终端移动、网络移动、服务移动 q 泛在性：普适应用、跨越物理与Cyber空间 q 安全性：网络安全、信息安全 q 绿色化：能效优先 q 异构性：与现有多种类型的网互通与兼容 6 网络演进的目标 q 日本MIC发表的报告认为，下一代互联网（NxGN) 有以下四个目标： 用基于IP的网络替换传统电话网； 综合IP网上的话音、数据、视频业务以及包括移动业务
4、在内的四重业务； 解决互联网面对的问题：面向应用的QOS控制、支持FMC的移动性和安全 脆弱性等； 保持电信级的安全与可靠性，满足社会设施的需要。 q 美国的GENI计划提出的目标是： 信息接入的高可用性与可信性； 无论何时何地的无缝接入； 实时接入物理世界的信息； 动态和挑战环境的信息接入。 7 网络的演进有不同的名称 q 国际上关于网络的演进有不同的名称： 下一代网络（NGN)或 NxGN 下一代互联网 (Next Generation Internet-NGI） 新一代网（New Generation Network-NWGN） 未来互联网（Future Internet） 未来网络（F
5、uture Network) Internet 3.0 后IP网络(Post-IP Network) 8 Future Internet 9 SocietySociety Future Internet IoTIoTIoM IoMIoSIoSIoE IoE v 物联网（IoT Internet of Things） v 媒体网络（IoM Internet of Media） v 服务网络（IoS Internet of Services） v 企业网（IoE Internet of Enterprises） 10或15年后的互联联网（Internet of 10 or 15 years lat
6、er） n物联联网(Internet of Things) n服务务网络络(Internet of Service) n安全网络络(Internet of Security) n三维维媒体网络络(Internet of 3D Media) 下一代互联网的目标 可信、移动、物联、泛在 安全与 鲁棒性 Capability: 信息接入的 高可用性 与可信性 具有移动性 的普适计算 Capability: 无论何时 何地的无缝 接入 跨越物理与 Cyber 空间 Capability: 实时接入 物理世界 的信息 自治连网 Capability: 动态和挑战 环境的 信息接入 美国 GENI (全球
7、网络环境创新) 项目 在现有数据报、分组和电路交换范例之外，设计新的命名、寻址和识别体系 以及新的网络管理范例 可分片、可编程、虚拟化 联邦化、可观察、安全性 可信互联网移动互联网物联网泛在网 10 未来网络（Future Network）定义 ITU-T建议Y.3001 ，2011年 q 未来网络是能够提供用现有网技术难以做到的服务、能力和设施的网 络，它可以是: 一个新成分的网络或者是现有网的增强版本； 一些新成分网络的异构集合或者是新的和现有网络的异构集合。 q 国际上看未来网络与未来互联网等有不同的名称 ITU-T 关于未来网络任务组指出（见TSB Circular 37）: “通过诸
8、如IRTF （International), GENI/FIND （US), FP7/FIRE （EU), CNGI （ China), AKARI/NwGN （Japan), FIF （Korea) 以及在ISO/IEC JTC1/SC6的标准 化工作，未来网络已经成为全球议程的一部分。” 欧洲关于未来互联网的观点是（见SatCom perspective, Feb.1, 2009）： “现在是定义未来互联网应是如何的时候了，国际上，诸如在美国的FIND和GENI 、在日本的PIF和AKARI、以及在中国的CNGI，已经驱动最近的发展。” 11 未来网络的设计目标 (20152020) 12
9、 未来网络的研究与试验 13 14 100x100 Clean Slate Project (NSF) SIGCOMM FDNA Euro-NGI / eMobility (EU) 2000200120022003200420052006 NewArch (DARPA) 2007 FIND (NSF) Autonomic Communication (EU) GENI （NSF) UNS Strategic Programs (JP) Cyber Kansai project Japan Gigabit Network NeW Generation Network 2008 CNGI 新一代高
10、可信网络 （863、支撑计划、973 ） FIRE (FP7) “Develop and evaluate a strengthened Internet architecture for the 10-20 year time frame“ 99989796 NGI Internet2 GANT2 (EU) CA*NET (Canada) APAN (Asia) GTRN Ambient 2009 Korea: Future Internet Forum 有关网络演进的研究项目 美国NSF支持的未来互联网研究项目 q FIND（Future Internet Design ) 2006，$4
11、0M CABO DAMS Maestro RNA SISS - 15 q FIA（Future Internet Architecture) 2010, NDN（Named Data Networking) Mobilityfirst NEBULA XIA (eXpressive Internet Architecure) q GENI（Global Environment for Network Innovation) 20082009，$365M Spiral 134 projects as 2008 DETER PlanetLab (2002) ProtoGENI ORCA ORBIT
12、Spiral 2over 60 projects as 2009 Spiral 3about 100 projects as 2011 基础研究项目试验床项目 GENI 16 Mobility First q 背景: 移动互联网的终端数将超过固定互联网，这使移动性成为常态要求； 无线传输特别是异构网络（蜂窝网、LAN和自组织网、WSN等）可能 出现断连，P2P和时延容限网络（DTN)的应用服务模式将成为主流； 诸如V2V和V2I等物联网应用对可信传送、组播和位置服务及上下文感 知有较高要求。 q 挑战： 移动性和可扩展性的折衷； 内容高速缓存和机会数据传递； 高安全性与隐私性要求； 鲁棒性与故
13、障容限。 17 Mobility First 网络体系与协议 18 协议的特点： p命名与寻址分离，具有内在可信 性的全球唯一的自认证的公钥识别 符 (GUID) 和扁平的网络地址 (NA) p存储感知 (类DTN)的选路协议（ 路由器基于短期或长期的链路质量 状况、可用的储存通道、到目的地 的连接性来判断存储或转发） p逐跳分段传送 （大块在链路层 可靠传送，整块 在路由器能高速 缓存） p管理与计算分 离的服务与管理 应用编程接口（API) p灵活的域间边界和集合 p组播、多通道等服务 欧洲关于未来互联网的研究路标 - 选区的建设(Constituency building) - 未来研究
14、趋势(Future research trends - FIA 选区的影响(FIA constituency impact) - FIA 会议与工作组(FIA conference & workshops) - FIA 科普图书(FIA scientific book) 起始于2008年(Started 2008) 未来网络组件(FIA) 欧洲(European) 国家(National) 研究(Research)指导(Pilots)政策(Policy) 100个项目，覆盖对通信、网络、 媒体技术、软件和服务、信任和安 全性、物联网的研究。起始时间为 2006年(100 projects co
15、vering research in communications, networks, media technologies, software and services, trust and security and the Internet of things.) Started: 2006 第七架构计划的挑战1(FP7 Challenge 1) 方案(Innovation) 欧盟成员国的代表和与成员国有关的 FP7 起始时间为2009年。 (Representatives of EU Member states and FP7 associated countries.) Starte
16、d 2009 未来网络论坛(FI Forum) 欧盟成员国的代表和与成员国有关 的FP7 起始时间为2009年。 (Representatives of EU Member states and FP7 associated countries.) Started 2009 第八架构计划与邮递公私合作伙伴(FP8 and post PPP) 面向未来网络的创新研究团队( 起始时间为2011年)(Innovation oriented FI research partnership) Started: 2011 未来因特网公私合作伙伴(FI- PPP) 超过15个欧洲国家有主要研究RTD与 Innov 的国际未来网络，并且行动正在进 行。(More than 15 European co
