4.2 未来网络研究体系架构(2017)v1
基于未来的网络体系构架
基于未来的网络体系构架随着互联网技术的不断发展，未来的网络体系构架将呈现出更加高效、安全、智能、可靠和具有可扩展性的特点。
未来网络将成为一个基于智能化、开放化、协作化和可靠化的新型互联网体系，将对信息交流、经济发展和社会生活等各个领域都产生深刻的影响。
本文将围绕未来网络体系构架的基本特点、技术架构和应用场景等方面进行探讨。
一、未来网络的基本特点未来网络作为下一代互联网，将具有以下基本特点：1、智能化未来网络将采用人工智能、大数据、区块链等先进技术，实现自主学习和决策、自适应和自愈的功能，从而实现网络的自我管理和优化。
2、开放化未来网络将为各种应用提供开放的接口和平台，以便不同的应用之间进行有效的协作和集成，实现数据的共享和交换。
3、协作化未来网络将采用分布式计算、边缘计算等技术，实现节点之间的协作和共识，提高网络的可靠性和安全性。
4、可靠化未来网络将采用虚拟化、软件定义网络、网络功能虚拟化等先进技术，实现网络资源的动态分配和管理，从而提高网络的灵活性和可靠性。
二、未来网络的技术架构未来网络的技术架构主要包括以下几个方面：1、分层结构未来网络将采用分层结构，不同层次之间通过标准化的接口和协议进行交互。
其中，应用层、传输层、网络层、链路层和物理层是未来网络的五个关键层次。
2、虚拟化技术未来网络将采用虚拟化技术，实现网络的资源分离和动态分配，让网络用户按需使用网络资源，提高网络的效率和灵活性。
3、软件定义网络技术未来网络将采用软件定义网络技术，使网络管理员能够通过软件配置和管理网络，提高网络的灵活性和可控性。
4、区块链技术未来网络将采用区块链技术，实现去中心化的网络管理和数据安全，从而提高网络的安全性和可靠性。
三、未来网络的应用场景未来网络将在各个领域得到广泛应用，其中包括：1、智慧城市未来网络将支持城市的智能化管理和服务，实现城市交通、环境、安全、医疗等方面的智能化应用。
2、智能制造未来网络将支持智能制造的全过程数字化和自动化，实现生产数据的实时采集、传输、分析和优化。
未来互联网体系结构的研究探索
未来互联网体系结构的研究探索
花 齐（ 贵州 广播电 视大 学， 贵 州 贵阳 ５ ５ ０ ０ ０ ４ ）
摘 要： 互联 网自问世以来， 与人 的生产生活联 系利益紧密， 成为人们生产生活中重要的一部分部分。 随着社会经济的发展和人们生活水
平 的提 高， Ａ ｄ ￣ ＇ ｌ 对互联 网的要 求也越 来 越 高。 本 文针对互联 网体 系结构 的不足 之处 ， 提 出了 笔 者的一点意见 。 关键 词 ： 未来 互联 网； 互联 网体 系结构 ； 研 究与探 索
互联 网自问世以来 ， 其发展取得 了巨大 的成功， 显示 出了互
未来互联网的安全体系结构还 未达成一致的意见 ， 确保 网
联 网超 强的生命力， 对人们生产 生活产生 的影 响， 其深度 和广 络 安全 的主要 手段也有待进 一步确定 。目前 拒绝服 务 （ Ｄ Ｏ Ｓ ）
度都是前所未有的。随着社会 经济 的发 展和人们生活水平的提 攻击的防御是 网络安全体系结构成为互联 网安全体系结构研究 高， 人们对互 联 网的要求也越 来越高 。 然而互联 网的发 展与人 热点， 这 种安全体系结构主要是通过在网络 关键点上增加数据
１ ． ２互联网服务质量存在问题
成。 ｍ ｂ ｉ ｅ ｎ ｔ 业务接 口（ Ａ Ｓ Ｉ ） 提供管 理能力， 也提供 上层应用过程
简单来说， 随着社会经济 的发展 ， 人们对互联 网服务质量要求越来越 中和 业务 使用过程 中获得 网络上下文信息 的方 法。
ｍ ｂ ｉ ｅ ｎ ｔ 业务接 口（ Ａ Ｓ Ｉ ） 就是业务提 供者、 业务接收者￥ １ Ａ ｍ ｂ ｉ ｅ ｎ ｔ 高。 互联 网服务质量关 系到互联 网的发展 ， 然而， 由于互联 网硬 Ａ 与其他 的网络不 同， Ａ ｍ ｂ ｉ ｅ ｎ ｔ 网络支 持有其 自 件管理和 软件 管理上存 在诸 多问题 ， 使互联 网服务质量相对较 网络之 间的接 口。 Ａ ｍ ｂ ｉ ｅ ｎ ｔ 网络 的业务接 口不仅能支持流媒体发布， 而 差， 对互联网自身 的发展带来不利影响。 首先 ， 在硬件 设备 的管 身的特点。 可 以说Ａ ｍ ｂ ｉ ｅ ｎ ｔ 网络 的业务接 口使所有希 理上 ， 由于互联 网使用 的设备随着各种技术 的涌现而多种 多样 且支持许 多其他业务， ｍ ｂ ｉ ｅ ｎ ｔ 网络 的业 务与应用建立 联系。 对 流媒体进 行处 的硬件 设备， 不 同的设备其性能又有所 区别， 人们根据 自身需 望使 用Ａ
国务院关于大力推进信息化发展和切实保障信息安全的若干意见
国务院关于大力推进信息化发展和切实保障信息安全的若干意见大力推进信息化发展和切实保障信息安全，对调整经济结构、转变发展方式、保障和改善民生、维护国家安全具有重大意义。
近年来，各地区、各部门认真贯彻落实党中央、国务院决策部署，加快推进信息化建设，建立健全信息安全保障体系，有力地促进了经济社会发展。
当前，世界各国信息化快速发展，信息技术的应用促进了全球资源的优化配置和发展模式创新，互联网对政治、经济、社会和文化的影响更加深刻，围绕信息获取、利用和控制的国际竞争日趋激烈，保障信息安全成为各国重要议题。
但是，我国信息化建设和信息安全保障仍存在一些亟待解决的问题，宽带信息基础设施发展水平与发达国家的差距有所拉大，政务信息共享和业务协同水平不高，核心技术受制于人；信息安全工作的战略统筹和综合协调不够，重要信息系统和基础信息网络防护能力不强，移动互联网等技术应用给信息安全带来严峻挑战。
必须进一步增强紧迫感，采取更加有力的政策措施，大力推进信息化发展，切实保障信息安全。
为此，提出以下意见。
一指导思想和主要目标（一）指导思想以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，深入贯彻落实科学发展观，以促进资源优化配置为着力点，加快建设下一代信息基础设施，推动信息化和工业化深度融合，构建现代信息技术产业体系，全面提高经济社会信息化发展水平。
坚持积极利用、科学发展、依法管理、确保安全，加强统筹协调和顶层设计，健全信息安全保障体系，切实增强信息安全保障能力，维护国家信息安全，促进经济平稳较快发展和社会和谐稳定。
（二）主要目标重点领域信息化水平明显提高。
信息化和工业化融合不断深入，农业农村信息化有力支撑现代农业发展，文化、教育、医疗卫生、社会保障等重点领域信息化水平明显提高；电子政务和电子商务快速发展，到“十二五”末，国家电子政务网络基本建成，信息共享和业务协同框架基本建立；全国电子商务交易额超过18万亿元，网络零售额占社会消费品零售总额的比重超过9%。
可重构技术与未来网络体系架构
１ 引 言
互联网目 前采用的分组交换协议 Ｉ Ｐ具有网际互连的 优质特性，不仅具有时间和空间双重意义的统计复用特
性。 也具有网络应用的语义透明性。然而 ， 也正是 Ｉ Ｐ的统
性差 ． 导致网络对融合 、 泛在、 质量 、 安全、 扩展 、 可管可控、 移动等的支持能力低下，因此Ｉ Ｐ网络不能从根本上满足
提供泛在的信息服务 、 支持多样化和全方位的网络业务、 保证高质量的通信效果、 确保信息交互的安全可信、 实施
有效的管理控制等迫网支持服务质量保 证的软肋。从基础网络体系和机制的角度看， 当今信息网
络依赖的 Ｉ Ｐ基础互联传输能力制约着整个信息网络的总 体功能和性能， 网络内在的能力与结构对业务需求的适应
专题： 未来网络体系结构及关键技术
可 重构 技术 与未来 网络体 系架构
兰 巨龙 。 邢池 强 ， 胡 字翔 ， 程 东 年 （ 国家数 字 交换 系统工 程技 术研 究 中心 郑 州 ４ ５ ０ ０ ０ ２ ）
摘 要 ：随着网络规模的不断扩大及新业务 的不断部署 ． Ｉ Ｐ网络 僵 化 的体 系 架 构 所 带 来 的 弊 端 日益 明 显 。 可
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｃ ａ ｌ ｅ ｅ ｎ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｍｅ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｏ ｕ ｓ ｄ ｅ ｐ ｌ ｏ ｙ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｎ ｅ ｗ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ，ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｓ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｉ ｇ ｉ ｄ Ｉ Ｐ ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｅ ｓ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｙ ｅ ｖ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ａ ｂ ｌ ｅ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｈ ａ ｓ ｄ ｒ ｏ ｗｎ
FIA
FIA2010年，美国国家科学基金会(National Science Foundation，NSF)资助4个3年的未来互联网体系结构FIA （Future Internet Architecture）项目，分别是：NDN（Named Data Networking）、MobilityFirst、NEBULA、XIA（eXpressive Internet Architecture）。
FIA-NDNNamed Data Networking(NDN)是由美国NSF在2010年9月所发起的未来网络架构研究项目之一，主旨为开发全新的网络架构，以符合新兴的通讯需求，并取代现有的TCP/IP协议。
NDN联盟的成员除了8家美国大学之外，还有来自日本、韩国、中国，与瑞士等不同国家学术单位的参与，并且取得了思科、华为、Panasonic与VeriSign等业者的支持。
NDN项目的主要思想来源于对当今互联网上应用的改变的观察。
当今互联网在起源之初，主要的应用需求是计算资源共享，而经过50多年的发展，互联网的使用已发生了巨大的变化，现在互联网的主要使用需求是内容的获取和分发。
虽然应用发生了这么大的变化，但互联网的体系结构仍然是Host-to-Host通信模式，对于以发布和获取信息为主的互联网，Host-to-Host 通信模式存在明显的不足，比如每次存取内容，都要间接映射到内容所在的设备。
为了解决这个问题，NDN从UC-Berkeley的Scott Shenker教授等提出的DONA体系结构出发，它采用名字路由，通过路由器来缓存内容，从而使数据传输更快，并能提高内容的检索效率。
NDN的具体实现例子是施乐公司的帕洛阿托研究中心（PARC）的Van Jacobson等提出的内容中心网络，简称CCN（Content-Centric Networking）。
为了能够更自然地适应通信的新模式，新架构会充分利用当前互联网基于主机的、点对点的通信体系架构的优点，并尽量修正它的缺点。
2021《5G行业知识竞赛》题库(试题99道含答案)
2021《5G行业知识竞赛》题库（试题99道含答案）1. 下列物联网技术中可以支持语音的无线技术是哪个？（）eMTC(正确答案) SigFox Lora NB-IOT 2. 提供面向公众的无线资源，通过 QoS、切片等手段，实现业务隔离，满足客户对特定网络速率、时延及可靠性的优先保障需求的5G 专网模式为（）A.优享模式(正确答案)B.专享模式C.多享模式D.尊享模式 3. 999%(正确答案) 99% 4. 目前低频 5G 带宽是（）MHz 100(正确答案) 20 50 200 5. 中移 NR2.6G 采用 5ms 单周期的帧结构，主要是为了：增强上行覆盖增强上行容量增强下行容量(正确答案) 与 TD-LTE 同步，避免异系统干扰 6. 车联网的可靠性是多少？7. 对于 eMMB 场景，协议要求的时延要求是是小于（）1ms 3ms 4ms(正确答案) 10ms 8. 5G 的频段，高频段指的是（）3GHz 以上6GHz 以上(正确答案) 10GHz 以上30GHz 以上 9. 移动互联网和（）是 5G 发展的主要驱动力。
云物联网(正确答案) 流量经营语音视频 B 10.5G2.5ms 双周期帧结构支持的最大广播波束为（）个 24 7(正确答案) 8 11.5G 使用的信道编码方式是？GGMSK PNCode QAM Polar(正确答案) 12.5G 网络相比 4G 网络最大的区别是什么？价格贵速度快(正确答案) 更省电价格便宜 B 13.中国移动一直是 5G 标准的积极推动者和实践者，从 2016 年开始布局，预计（）年可以开通实验网。
2016(正确答案) 2011 2018 2017 14.5G 组网功能元素以下哪项是不正确的？中心级汇集级拓展级(正确答案) 接入级 15.5G 的应用场景可分为几大类？ 3(正确答案) 2 1 5 16.工信部日前确定了国内 5G 商用的频段的时间是？ 2017 年 6 月 6 日 2017 年 9 月 15 日2017 年 11 月 15 日(正确答案) 2017 年 12 月 15 日 17.我国提出的“5G 之花”关键性能中，未被 ITU 接受的是（）用户体验速率流量密度能效成本效率(正确答案) 18.5G 5G(正确答案) 19.9G LTE-A 20.5G 网络使用的信道编码方式是（）。
未来网络的构架与技术创新
未来网络的构架与技术创新随着人类社会的进步和科技的不断发展，网络已经成为了人们工作和生活中不可或缺的一部分。
从最初的互联网到现在的移动互联网，网络已经在短短数十年间发生了翻天覆地的变化。
在未来，网络的发展将更快，变革也将更大。
为此，未来网络的构架和技术创新成为了网络领域的研究热点。
未来网络的构架未来网络的构架将是一个极其复杂和庞大的系统，它将涵盖从网络基础设施到应用程序的各个层面。
这一构架将具备高度的可伸缩性和可配置性，同时能够支持各种类型和规模的应用和数据传输。
为了实现这一目标，未来网络将采用以下几种技术：1. 软件定义网络(SDN)软件定义网络(SDN)采用了一种全新的网络架构方式，它将网络控制层(即网络管理和控制)与数据传输层(即网络数据包传输)分离开来，并且通过SDN控制器集中管理整个网络。
这种方式可以为不同的应用和服务提供高度灵活和可编程的网络环境，使网络更加易于管理和优化。
未来网络的构架中，SDN将会发挥越来越重要的作用。
2. 网络功能虚拟化(NFV)网络功能虚拟化(NFV)是将网络功能软件化，并且通过虚拟化技术部署在计算平台上，从而避免了传统硬件设备的成本和限制。
未来网络中，NFV将加速网络的可伸缩性和可配置性，同时也为网络安全提供更好的保障。
3. 5G网络技术5G网络技术是未来网络的核心技术之一。
它将为未来的人们提供更快速和低延迟的数据传输，同时也能够支持大规模的物联网设备。
5G网络的推出，将会推动远程医疗、车联网、工业自动化等领域的发展，也将大大提升人们的网络使用体验。
未来网络的技术创新1. 区块链技术区块链技术是一种分布式数据库技术，其核心在于“去中心化”和“信任机制”。
在未来网络的构架中，区块链技术将可以实现更高效安全的数据传输、身份认证和智能合约等功能。
例如，区块链技术可以为云计算和物联网设备的数据传输提供更好的保障，还可以实现智能货运、智能物流等创新应用。
2. 人工智能技术人工智能技术已经成为网络领域中的重要技术之一。
未来网络体系架构研究综述
未来网络体系架构研究综述作者：任亚东来源：《科技创新导报》2017年第28期摘要：随着技术水平的发展，网络在日常生活与生产中得到普及，并成为人们工作、学习以及生活中不可或缺的重要组成部分，但是随着经济发展速度的加快，人们对互联网技术提出了更高的要求，此时很多网络问题逐渐显露出来，这些问题严重影响着网络在社会生活中的有效应用。
可以说网络发展面临的挑战是较多的，为了使技术应用可以满足现实需要，应当不断对网络体系架构进行完善，研究发展新技术。
因此未来网络体系架构成为相关人员关注的重点，国内外均对这一内容展开了研究与讨论，并取得了较多的成果。
文中将对未来网络体系架构的研究成果以及发展趋势展开探究。
关键词：未来网络体系架构研究中图分类号：TN915.0 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（a）-0138-02最初网络主要作为学术网络存在，随着技术的进步，它已经渐渐发展为商业网络，在社会生产、生活活动中普及，并受到广泛的欢迎与认可，成为社会发展过程中不可或缺的一部分。
但是由于社会发展速度的加快，技术生命周期越来越短，若想使网络能够不断适应变化发展的社会环境，就必须对未来网络体系架构的发展做出必要的创新与调整。
各个国家都对未来网络体系架构展开了研究，美国、日本、欧盟等都制定了框架发展计划，我国也应当对此予以重视。
对这一问题展开探讨有着重要的现实意义。
1 未来网络体系架构的研究成果1.1 软件定义网络软件定义网络也可以称为SDN，该模型希望能够突破传统分布式框架的约束，使数据平面脱离于控制平面，让软件定义网络，在这种模型中，网络的灵活性与虚拟性将大大提升，而其设计成本则能够得到有效降低。
数控分离的处理能够使管理视图更为集中，同时帮助抽象处于底层的网络设施资源，使其能够成为虚拟资源，为上层服务与应用提供必要支持，最终提高系统的可控性与灵活性。
软件定义网络的本质有三点，一是控制平面可编程；二是接口开放；三是逻辑集中。
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中国科学技术大学 自动化系 郑烇
摘自：吴建平、黄滔、谢高岗等综述性论文
Computer Networking: A Top Down Approach
6th edition Jim Kurose, Keith Ross Addison-Wesley March 2012
未来网络体系结构
• 即使运营商不断投入，也很难满足互联网流量的增加 • 业务收益都被ott业务吸入
未来网络体系结构 4.2-14
2.2 动态性问题
早期终端都是固定接入的，不存在动态性问题 动态性问题引入
移动终端设备成为一个非常重要的终端形式，其产生 的网络流量已经超过固定设备 物联网使得低智能终端设备激增，其处理能力受限、 休眠模式、自组织和按需路由使得动态性增加
为了适应业务的多样性和用户、终端数量的激增，互联 网体系结构上打了很多补丁以满足需要
CIDR、NAT、RSVP、TLS、IPSec、CDN、Mobile Ip、网络层组播 区分服务，集成服务
未来网络体系结构 4.2-4
体系结构并没有得到根本的变化
体系结构：原来的IP为细腰的沙漏结构 改变方向1：在应用层增加功能、变成了大头
Applications
TCP UDP IP 难以大规模部署 ，需要修改设备
NAT diffservIPSEC IP mcast mobile intserv Eth token PPP 802.11 radio, copper, fiber
Eth token PPP 802.11
radio, copper, fiber
技术原因：难以根本上解决问题 经济原因：ISP投资收益不合算、缺少部署动力 现象：IPv6的部署十余年了，部署程度难以令人满意
出路：
接着打补丁 对TCP/IP体系结构做革命式变革，重新来过
未来网络体系结构 4.2-8
路线图和视角
分析TCP/IP体系结构存在的根本问题 TCP/IP体系结构如果不做革命性的变化很难支撑
P2P系统，应用无法感知Peer节点的物理位置，仍然从远处的“ 邻居”请求数据
未来网络体系结构
4.2-18
2.3 安全可控问题
出路：设计面向服务的体系结构
支持服务和网络的相互感知，构建安全和可信的架构 支持定义和控制网络的行为，灵活可控 构建服务性能和网络服务能力、用户需求的定量模型 以服务最大化为目标决定网络提供服务的方式
TCP/IP网络：端到端的通信模式（即使有很多相同数据，当成不同） 数据流量从接入网到核心网不断汇聚，核心流量大 IP地址分配不均衡，多宿主，地址碎片，流量工程等使得路由汇聚不 高效，每年增加1.3倍，核心网络路由器达到35万条之多 CDN技术部署昂贵，针对签约用户的特定数据优化，无法服务全局网 络用户 现有架构下只有通过不断增加硬件投资来缓解规模性问题
提纲
1. 2. 3.
概述 TCP/IP体系结构存在的主要问题 国内外体系结构研究现状
1. 美国 2. 欧洲 3. 日本 4. 中国 体系结构代表性成果
1. 信息中心网络 2. 面向动态性的体系架构 3. 其它体系结构：云网络、可选网络
4.
5.
6.
SDN 总结和趋势
未来网络体系结构 4.2-22
国外研究现状
这些根本变化导致的问题：
以IP地址为核心、以传输为主要目的、按照端到端原 理设计的TCP/IP体系结构存在问题，难以满足要求
未来网络体系结构 4.2-7
TCP/IP体系结构存在的问题和出路
路由可扩展性、动态性、安全性、可控可管、可 靠性、Qos以及能耗问题（续） 对互联网补丁式提升,如：IP Multicast、集成 服务、区分服务缺少大规模部署，也难以根本上 解决问题
技术和应用的发展使得网络成为一个开放和不可控的复 杂环境
• 安全需求大：电子商务，个人隐私等 • 安全威胁大：攻击、病毒、泄密
现有的安全方案(TLS,IPSec）使得协议栈臃肿，效率低 安全设备（防火墙和IDS）难以协调发挥综合防护效果 现有的安全措施：被动防御性质，端到端的通信模式使 得只能提供端到端的安全通道，无法实现针对服务和内 容的安全服务
网络边缘主机上实现网络核心功能，效率低下 CDN ,P2P
改变方向2：网络层变化、变成了臃肿的粗腰T,MPLS,IPSEC……
但这些补丁没有从根本上改变互联网的体系结构 目前体系结构复杂，管理困难
未来网络体系结构 4.2-5
Applications TCP IP “love handles” UDP
可扩展问题、动态性问题、安全可控问题 讨论方式
是什么问题 为什么是TCP/IP体系结构很难支撑，从而是个根本问 题
未来网络体系结构
4.2-12
2.1 可扩展问题
可扩展性概念
随着用户或者终端数量的增长，网络流量的增长 网络设备是不是能够做出很好的支撑，而且性能没有得到非常大 的下降（线性的、合理的而不是崩溃性的）
未来网络体系结构 4.2-17
2.3 安全可控问题
路由器的行为模式是僵化的，无法定义和改变网络的行 为，包括资源分配和使用的方式
网络的使用者无法控制资源的分配和使用
表现为：尽力而为的服务模型不能保障应用的服务质量 ，网络行为不可控 目前，提出了很多资源保障措施，用于增强尽力而为的 服务，但仅能保证单跳链路的性能 应用性能的可控取决于路径的传输性能，更重要的还取 决于传输和数据资源的全局优化
• 就是增加到了10亿-100亿，流量增加再多，TCP/IP体系下的路由系统是不是 查表以及路由更新都还很快
互联网可扩展性的现状：
互联网流量的增加已经超过了摩尔定律 网络数量达到35多万个常用网络
• 高层核心网络的路由器必须要知道这些网络如何走
最核心路由器需要处理的速率非常快 最快的路由设备即使采用了TCAM这样的硬件也已经达到了极限， 设备复杂、查找速度慢、能耗超高 物联网设备普及+移动设备的增多，更加雪上加霜
概述 TCP/IP体系结构存在的主要问题 国内外体系结构研究现状
1. 美国 2. 欧洲 3. 日本 4. 中国 体系结构代表性成果
1. 信息中心网络 2. 面向动态性的体系架构 3. 其它体系结构：云网络、可选网络
4.
5.
6.
SDN 总结和趋势
未来网络 体系结构 4.2-3
互联网历史和一些体系结构上变化
近些年来互联网发生一些根本变化
接入方式的变化：
• 原因：移动接入、物联网、DTN网络成为主要接入方式 • 结果：以IP为核心的体系在支持移动性方面存在较大的问题 （虽然打了补丁：mobile ip）
网络的角色定位
• 原因：云计算模式成为主流计算模式、新型网络应用普及： 多媒体内容分享、社交网络 • 角色定位：从信息传输的通道=>集信息采集、传输、存储和 处理为一体的信息平台
未来网络体系结构 4.2-13
2.1 可扩展问题
流量增加的原因：新型应用和计算模式的出现
数据密集型计算和文件分发业务：视频（杀手级应用） 云计算模式使得数据被提升到网络上加以存储和处理 物联网形成了与互联网共生的网络，产生数据量大 数据增长超过摩尔定律
互联网支撑业务数据增长不好的原因
1. 2. 3.
概述 TCP/IP体系结构存在的主要问题 国内外体系结构研究现状
1. 美国 2. 欧洲 3. 日本 4. 中国 体系结构代表性成果
1. 信息中心网络 2. 面向动态性的体系架构 3. 其它体系结构：云网络、可选网络
4.
5.
6.
SDN 总结和趋势
未来网络体系结构 4.2-11
2.TCP/IP体系结构存在的主要问题
未来网络体系结构
4.2-19
三大问题的根本原因
TCP/IP架构无法解决这些问题 设计新的网络架构和研究相关机理 解决方法
演进式补丁：仍然以TCP/IP架构为核心，接着打补丁 变革式路线：从零开始，不受现有体系结构的束缚
• 要充分考虑和现有互联网的互联互通问题 • 支持演进式部署
未来网络体系结构
未 来 互 联 网 基 础 研 究 未 来 互 联 网 试 验 设 施 美国
2014年 美国科学基金会 FIA-NP计划 （Future Internet ArchitectureNext Phase） 2010年 美国科学基金会FIA计划 （Future Internet Architecture）
4.2-20
提纲
1. 2. 3.
概述 TCP/IP体系结构存在的主要问题 国内外体系结构研究现状
1. 美国 2. 欧洲 3. 日本 4. 中国 体系结构代表性成果
1. 信息中心网络 2. 面向动态性的体系架构 3. 其它体系结构：云网络、可选网络
4.
5.
6.
SDN 总结和趋势
未来网络体系结构 4.2-21
动态性带来的问题
数据传输路径频繁变化，破坏了应用服务的连续性 影响了服务质量
未来网络体系结构
4.2-15
2.2 动态性问题
原因：
IP地址：二重表达性，即代表身份又代表了位置 地址不能够很好地支持移动性 一些补丁如Mobile IP使得协议栈冗余、效率低； 端到端的通信模式需要端系统维护连接状态，对于物 联网的低智能终端来说是个负担
出路
增加网络的智能，减少终端的负担 设计身份和地址分离的体系结构 将移动管理和路由统一考虑，节点在移动过程中有着 唯一和统一的标示