新一代互联网体系结构的研究进展与分析
新一代网络体系结构
——高等计算机网络——
2、主动网络的体系结构
Active Application
Execution Environments
Node OS
EE1
EE2
…
…
channels
IPV6
…
Mgmt EE
store
Security Enforcement engine
——高等计算机网络——
二、全方位重新理解计算机网络体系 结构的涵义
当前计算机网络发展所面临的严峻现实,迫使 我们不得不回过头来更加深刻地反思计算机网
络体系结构的本质和内涵,以期为研究和建立 满足下一代网络发展需求的新一代网络体系结 构提供参考、借鉴和指导。不过,即使“网络 体系结构”是在计算机网络及其相关研究领域 中几乎随处可见的高频用词,但这个名词至今 仍然没有一个普遍认可的严格定义。
——高等计算机网络——
网络体系结构是一个时刻处在持续演 化中的发展概念
计算机网络所处的环境、所面临的矛盾都在时 刻不停地发展变化,因而相对应的网络体系结 构研究也必然要适合这种变化和反映这种变化。 比如互联网中的信任问题就是很好的例子,今 天信任、安全和用户管理等问题已成为新时期 互联网体系结构研究的主要注重内容。
——高等计算机网络——
三、新一代网络体系结构
3.1、主动网络 在传统的分组网络中，网络被动地将数据从一个系统
传送到另一个系统，网络中的结点（如交换机、路由 器等）的计算能力是非常有限的，只能对数据包进行 简单的处理，如分组交换网络中的报头处理，面向连 接网络中的信号处理等。 这种被动的网络结构存在很多不足，如很难将新技术 和新标准集成到现有的网络基础设施中，增加新服务 非常困难，协议之间的冗余操作降低网络系统的性能 等。
《新一代互联网体系结构》专辑前言
较少 的超级 节点 即可 实现较 高 的负载 总量 和较好 的性能． 江学 智等 作者 的论文 “ 布式控 制平 分
面： 行 Ｂ 并 ＧＰ路 由计算 自适应 负 载均衡 算法 ” 出 了基 于 Ｈａｈｎ 提 ｓ ｉｇ技术 的并 行 Ｂ ＧＰ路 由计 算
自适应 负载 均衡模 型 和算法 ， 以有效 提 高并行 Ｂ 可 ＧＰ路 由计 算 的性 能 ． 继 龙等 作 者 的论 文 王
年 ８月 ， 国务 院总理 温家宝 提 出 “ 知 中 国” 将 物 联 网正 式列 为 国家 五 大新 兴 战略 性 产业 之 感 ，
一
，
并 写入 “ 政府 工作 报告 ” ２ １ ． ０ ０年 １ ， 家 宝 总理 主持 召开 了 国务 院常 务 会 议 ， 月 温 决定 加 快
推进 电信 网 、 广播 电视 网和 互联 网的 “ 网融合 ” 在这 样 的背景 下 ， 三 ． 物联 网的基 础理论 、 键技 关
“ 于联 邦架 构 的全球 网络性 能测 量” 对 大规模 异 构 网络 的测 量 ， 计 并 实 现 了基 于联 邦 架 基 针 设
构 的全球 网络性能 测量 平 台 ， 网络测 量提供 了一种 新 的思 路 和 方法 ． 为 尹浩 等 作者 的论 文“ 内 容 网络服 务 节点部署 理论 综述 ” 针对 内容 网络 中服 务节 点部 署这一 核 心问题 ， 总结 了相关 的理
术 和应 用系 统 ， 三 网融 合” “ 的新架 构 、 机制 和协议 ， 以及 互 联 网在 大 规模 异 构 技术 的研 究 ， 为 了 网络 研究 领 域 的 热点 和 重 点 问题． 年来 ， “ 网融 成 近 在 三
合 ” 物联 网和计算 机 网络 的体 系结 构方 面 ， 、 相关 的研究 工作 异 常活跃 ． 本专 刊正 是在这 种情 况 下 推 出， 专刊 收录 了 国内新一 代互 联 网体 系结 构领 域具 有创新 性 和探索 性 的部分 研究成 果 ， 基 本反 映 了 国内互 联 网体 系结构 和关 键技术 领 域 的最 新研 究进 展． 本 期 专刊共 收 到 １ ８篇来稿 ， ５ 内容涉及 新 一代 互 联 网体 系结 构和 关键 技 术 领 域研 究 的诸 多方 面 ， 主要包 括 ： 一代 网络体 系结 构设 计 与理论 框 架 ； 三 网融 合 ” 新 “ 的新架 构 、 议 和机 制 ； 协 物联 网基础 理论 、 关键 技术 与应 用系 统 ； 控可 管可 信 的互 联 网体 系结构 与关键 技术 ； 可 网络 、 云 计 算和 数据 中心 的安全 和效 率研 究 ； 网络服 务质 量 （ Ｓ 与性 能测 量基 础理 论 与关 键技 术 等． Ｑｏ ） 经过审 稿人 的严格 的书面评 议 ， 专 刊择优 录用 了其 中 ２ 本 ２篇论 文 ， 录用率小 于 １ ． ５ 在 新一代 网络 体系 结构 和构建 方 面 ， 宁等作 者 的论 文 “ 齐 逻辑 承 载 网构 建 方法 的研 究” 提
新一代神经网络体系结构设计
新一代神经网络体系结构设计近年来，随着人工智能技术的迅猛发展，神经网络成为了研究者们广泛关注和探索的领域之一。
为了实现更高效、更精确的机器学习和深度学习，对神经网络体系结构的设计提出了新的要求。
本文将探讨新一代神经网络体系结构的设计，以及其对人工智能的发展所带来的影响。
首先，新一代神经网络体系结构的设计需要考虑到大规模数据处理的需求。
随着互联网的普及和数据的爆炸式增长，人工智能应用所需处理的数据量也越来越大。
因此，为了能够高效处理海量数据，神经网络的设计需要具备分布式计算、并行计算和高效存储等能力。
例如，采用分布式的神经网络体系结构可以将大规模的数据分成多个小批次进行并行处理，从而提高训练速度和准确性。
其次，新一代神经网络体系结构设计应该注重提高模型的泛化能力。
传统的神经网络往往面临着过拟合的问题，即在训练集上表现很好，但在未知数据上表现较差。
为了解决这个问题，新的神经网络体系结构需要引入更有效的正则化技术。
例如，dropout技术可以随机地将一部分神经元的输出设置为零，从而减少神经网络的复杂性，提高模型的泛化能力。
另外，新一代神经网络体系结构设计需要关注计算效率和资源利用率。
在实际应用中，计算资源往往是有限的，因此设计一个高效利用资源的神经网络体系结构是非常重要的。
针对这一问题，研究者们提出了许多方法，如稀疏连接、低精度计算等。
这些方法能够减少神经网络的存储空间和计算复杂度，从而提高计算效率，降低能耗。
此外，新一代神经网络体系结构设计需要注意可解释性和可理解性。
神经网络作为一个黑盒模型，在很多应用场景中往往难以解释其决策过程。
对于一些关键的应用领域，如医疗诊断和金融风险评估，可解释性是非常重要的。
因此，设计一个能够提供解释和理解的神经网络体系结构是非常有意义的研究方向。
近年来，研究者们提出了一些可解释的神经网络体系结构，如注意力机制、可视化方法等，这些方法能够帮助我们理解神经网络的决策过程。
最后，新一代神经网络体系结构的设计需要重视对隐私和安全的保护。
下一代互联网体系结构基础研究及探索
ｔ ｎ ｌＢ ｓｃ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｐｒ ｇ ａ ｏ ｈ ｎ （ ３ Ｐｒ ｇ ａ ） ” ｓ ａ ｃ ｆ Ｆｕ ｕ ｅ Ｉ ｔ ｒ ｅ ｃ ｉｅ － ｉ ａ ａ ｉ ｓ ａ ｃ ｏ ｒ ｍ ｆ Ｃ ｉ ａ ９ ｏ ７ ｏ ｒｍ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｔ ｒ ｎ ｅ ｎ ｔ Ａｒ ｈ ｔ ｃ
维普资讯
第３卷 １
第 ９期
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Ｖ ０ ． ３１ Ｎ ｏ ９ １ ． Ｓｅ ． ２０ ｐｔ ０８
２０ ０ ８年 ９月
ＣＨ Ｉ ＮＥＳ Ｊ Ｅ ＲＮＡＬ ＯＵ ＯＦ ＣＯＭ Ｐ ＵＴＥＲＳ
下 一代 互联 网体 系结构 基 础研 究及 探 索
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新型网络体系架构相关研究
新型网络体系架构相关研究作者：杨学超来源：《数字化用户》2013年第21期【摘要】文中介绍了国外以信息为中心的新一代网络体系结构的研究进展并阐述其所具备以内容为中心的典型特点；分析了新一代互联网的基本特征以，并对全文进行了总结。
【关键词】信息中心网络下一代网络一、前言据网络巨头思科的预测，到2016年互联网流量将增长至现在的四倍，在该公司最新发布的“视觉网络指数预测（2011-2016）”报告中，思科公司官方预计，仅在2016年，互联网流量将达到1.3ZB，超过了1984年到2012年间所有“互联网年”1.2ZB的全球网络流量。
该公司预计，2015年和2016年之间的全球互联网流量增长将超过330EB，几乎相当于2011年整年产生的总流量。
其中，视频是流量增长的重要来源。
目前，越来越多的用户通过笔记本和手机观看YouTube视频和流媒体电影，而这样的活动将会占用大量带宽。
思科预计，到2016年，视频将会在所有移动互联网流量中占70%，高于2011年时的约52%。
此外，到2016年，全球将有34亿互联网用户，或约占全世界人口的45%。
2011年，平均每个互联网用户每月生成11.5G流量。
到2016年，这个数字将跃至32.2G每月。
企业互联网用户的数量将会2011年的16亿增长到2016年的23亿。
这一趋势将使互联网运营商面临更大的压力。
二、以信息为中心的新型网络体系所谓的以信息为中心的网络，就是将网络中的一切数据内容都看做是可以传输的信息，实现了直接以信息互联的方式而非主机互联。
数据信息将成为网络中的核心对象，通过设计的命名机制得到一个全域唯一的标识。
数据信息依靠其名字的唯一性实现在网络全域的传输，网络系统可以根据其名字来区别和分类每一条数据信息但无法解析数据内容信息的具体含义，对数据内容的深层次挖掘则需要靠发布者与订阅者上层应用的解释。
在各种数据信息驱动下的整个网络及其终端的作用就是对所有信息的传输和缓存进行监控和管理，并及时对信息的接受者作出快速响应。
下一代网络体系结构的研究(新技术讲座)
基于虚拟化的普适网络
基于虚拟化的普适网络是GENI预期成果中 最具代表性的：其核心就是分离传统的 ISP为Infrastructure Provider(负责管 理 低层物理设备)和 Service Provider （负责部署网络协议为用户提供服务）。 二者之间通过虚拟化联系，不同的 Service Provider可以采用不同的协议与 网络体系，并且由于虚拟化它们之间互不 影响。
探索新的网络体系势在必行
目标：网络和用户的行为及其结果可预期，保证网络的 可信和可控 可信性是对传统安全概念(完整、机密、可用)的发展 增加行为动态过程的安全控制
建立基于信任评估的闭环控制 构建积极的安全保障体系 提高网络服务的容错容侵能力
可控性实现网络资源的动态和全局管理，保证网络 的服务质量
体系结构面临的挑战
Euro NGI
Euro NGI于2003年实施旨在主导欧洲下一代 互连网络研究的科研组织。 包括了来自18个欧洲国家的57个研究机构、 超过173位研究人员和300名博士的大型科研 组织。 其主要工作集中于下一代互连网络体系结构 的研究
Europe NGI特点
它具有更强的（但更简单的）控制层面 它将是一个Overylay的网络体系 没有专门的端节点 具有自配置和自管理能力 具有完整的集成安全机制 较高的可扩展性
网络服务多样化
网络服务多样化是网络异构化的直接产物， 也是现有网络发展必需面临的问题。网络必 须提供现有应用急需的多种服务模式，如视 频服务、多播服务等等。 为了提供多种服务，网络必须增加更多更为 复杂的控制机制，如复杂的接纳控制，拥塞 控制等。因而，网络服务多样化必须要求网 络具有扩展性的控制模型，从而方便各种不 同的控制机制添加。
体系结构面临的挑战
计算机网络的发展历程及趋势
计算机网络的发展历程及趋势在过去的三百年中，每一个世纪都有一种技术占据主要的地位。
18世纪伴随着工业革命而来的是伟大的机械时代；19世纪是蒸汽机时代；20世纪的关键技术是信息的获取、存储、传送、处理和利用；而在21世纪的今天人们则进入了一个网络时代，使我们周围的信息更在高速的传递着。
计算机是20世纪人类最伟大的发明之一，它的的产生标志着人类开始迈进一个崭新的信息社会，新的信息产业正以强劲的势头迅速崛起。
为了提高信息社会的生产力，提供一种全社会的、经济的、快速的存取信息的手段是十分必要的，因而，计算机网络这种手段也应运而生，并且在我们以后的学习生活中，它都起着举足轻重的作用，其发展趋势更是可观。
一计算机网络的定义何为计算机网络？计算机网络是通信技术与计算机技术密切结合的产物。
它最简单的定义是：以实现远程通信为目的，一些互连的、独立自治的计算机的集合。
（“互连”是指各计算机之间通过有线或无线通信信道彼此交换信息。
“独立自治”则强调它们之间没有明显的主从关系）1970年，美国信息学会联合会的定义：以相互共享资源（硬件、软件和数据）方式而连接起来，且各自具有独立功能的计算机系统之集合。
此定义有三个含义：一是网络通信的目的是共享资源；二是网络中的计算机是分散、且具有独立功能的；三是有一个全网性的网络操作系统。
随着计算机网络体系结构的标准化，计算机网络又被定义为：计算机网络具有三个主要的组成部分，即①能向用户提供服务的若干主机；②由一些专用的通信处理机（即通信子网中的结点交换机）和连接这些结点的通信链路所组成的一个或数个通信子网；③为主机与主机、主机与通信子网，或者通信子网中各个结点之间通信而建立的一系列协议。
二计算机网络的发展历程2．1 计算机网络在全球的发展历程计算机网络已经历了由单一网络向互联网发展的过程。
1997年，在美国拉斯维加斯的全球计算机技术博览会上，微软公司总裁比尔盖茨先生发表了著名的演说。
下一代互联网体系架构与现网演进实践
与 发 达 国 家 互 联 网 普 及 率 已 达 ７ ％ 有 较 ０且 多 未 使 用 的 Ｉ ｖ 地 址 不 同 ，２ １年底 ，我 国 已成 Ｐ４ ００ 为 世 界 上 互 联 网 用 户 数 最 多 的 国 家 ，用 户 总 数 超 过 ４Ｌ，但 我 国 拥 有 的 Ｉｖ 地 址 总 数 仅 为 ２Ｌ ＇ ｆ Ｐ４ ＂ 多 ｆ 个 ，平 均 每 个 用 户 仅 拥 有 ０６ 地 址 。如 果 要 支 ． 个
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口 前言
目前 基 于 Ｉ ｖ 的 互 联 网 已 经 成 为 现 代 社 会 Ｐ４
最 重 要 的 信 息 基 础 设 施 之 一 ，对 世 界 政 治 、 经
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下 一 代 互 联 网 的 定 义 和
对 网 络和 设 备 的能 效 要 求 。
安 全 系 统 和 相 关 的 技 术 及 机 制 ， 以 提 供 网 络 和 业 务 所 需 的 运 营 支 撑 和 安 全
防 护 。 运 营 支 撑 和 安 全 体 系 主 要 包 括
互联 网体 系架构 演 进实践
史 凡’ 姚 建锋 王 茜 ’ 陈运 清’
１中 国电信 股份 有 限公 司北 京 研究 院 ． ２广东 省 电信 规 划设计 院有 限公 司 ．
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密级：保密期限：题目：新一代互联网体系结构的研究进展与分析学号：姓名：专业：导师：学院：2011年12月11日新一代互联网体系结构的研究进展与分析摘要日益增长的网络规模和用户需求给互联网带来了诸多挑战，新一代互联网体系结构已经成为了网络领域研究的热点。
本文就新一代互联网研究背景，研究现状，待解决的问题进行总结，并对位置标志和身份标志分离的两类方案进行了探讨。
关键词：新一代互联网位置标志身份标志LISPNEXT GENERATION INTERNET ARCHITECTURERESEARCH AND ANALYSISABSTRACTThe Challenges have been brought because of the increasing network size and user needs. It has been becoming hot to research the architecture of the NGI. In this paper,the background, research status, problems to be solved of the NGI will be summarized, and then,two programs are discussed,which solved the separation of location mark and identity mark.KEY WORDS: NGI location mark identity mark LISP目录1 引言 (5)2 现状与问题 (6)2.1 国内外研究现状 (6)2.2 待解决的问题 (7)3 位置标志和身份标志分离 (8)3.1概述 (8)3.2基于主机的路由体系结构 (8)3.3 基于网络的路由体系结构 (9)3.4 两种方案的比较与分析 (9)4 结束语 (11)参考文献 (12)1 引言互联网经过40 年的发展，已经取得了巨大的成功，目前已然成为人们生活的必需品，互联网初期的设计主要遵循了如下几条原则：用位置对节点进行标识；分层的协议栈；在网络层部署唯一的网络互联协议，即IP网络互联协议；基于数据报的无连接服务；端点智能、网络傻瓜化，即由端系统负责复杂的网络功能，连接端节点的网络只负责简单的传送功能。
今天互联网的成功很大程度上源于这些基本的设计原则。
然而，互联网在这几十年中发生了巨大的变化，在安全性、移动性、可扩展性、可控可管性、服务质量等方面，互联网原始设计的缺陷逐渐暴露出来。
尤其随着以“内容/信息共享”为主要特点的网络应用的快速发展，使得当前互联网正面临着前所未有的压力。
具体来说主要有以下几点：IP地址匮乏[1]，难以更大规模扩展；网络服务质量(QoS)控制能力弱，不能保障高质量对不同业务的网络服务；缺乏安全保障机制，网络安全漏洞多；对于用户在移动互联网的要求，传统互联网由于其技术本质问题难以满足；另外，目前传统互联网的复杂程度也使网络控制和管理变得异常艰难。
世界各国研究机构早就开始重新考虑和研究互联网的体系结构，试图提出适应于未来环境和应用需求的新一代互联网体系结构，美国等发达国家先后开始了新一代互联网研究，比较著名的几个计划包括下一代互联网（NGI，next generation Internet）、下一代网（NGN，next generation network）、美国国家科学基金会设立的全球网络创新环境（GENI，global environment for network innovation）和未来互联网网络设计（FIND，future Internet design）、欧盟第七研发框架计划（FP7）等。
我国在新一代网络体系结构方面刚起步，已经在“973”计划、“863”计划这些重大的国家科研计划中设立了若干个与未来网络相关的项目。
2 现状与问题2.1 国内外研究现状美国自然科学基金会NSF于2005 年启动了两项新一代互联网研究计划: 未来互联网设计FIND和全球网络创新环境GENI。
[2]FIND 计划最大的特点在于从草图设计开始，探讨所需的网络结构及其设计，而不是增量式地逐步改进现有网络。
FIND 在网络体系结构各个方面的研究和设计都尽量做到不受以往的研究思维的影响和束缚，即“革命式”、“从头再来”。
GENI 计划的目的则是构建一个全新的、安全的、能够连接所有设备的互联网，以促进互联网的发展，并刺激创新，促进经济增长。
其目标是发现和评估可以作为21 世纪互联网基础的新的革命性概念、示范和技术，建立一个用于研究未来互联网体系结构、服务和过渡的一个实验环境，提供更多数量和更好质量的研究平台，并能将研究成果迅速转化为实际的产品和服务，使这些产品和服务能够提高国家未来的经济竞争力和国家安全，并且能够让当前的网络较快过渡到新的网络体系结构。
GENI 由两部分组成：研究计划（research program）和实验设施（experimental facility）。
其中“研究计划”的重点是，研究创造新的核心功能，包括要超越现有的数据报、分组和电路交换框架，设计新的命名、寻址和身份识别体系结构，构建内置的网络安全机制和新的网络管理机制，使下一代互联网具有高度安全性和可管理性。
“实验设施”的重点是，研究能够提供包括传感器和无线移动通信设备等在内的多种接入技术，并能够部署和验证新的体系结构（例如，新的无线技术和光技术、传感器网络、移动无线通信、RFID 等）。
2007年初，欧盟在其第七框架FP7中设立了“未来互联网研究和试验”（FIRE）项目[3]。
FIRE是一项长期的试验驱动的原创性研究，涉及了未来互联网的概念、协议和体系结构、相关的科技、工业和社会经济学等方面。
其主要研究内容包括：网络体系结构和协议的新方法；管理未来互联网日益增长的规模、复杂性、移动性、安全性和通透性；在物理和虚拟结构的大规模测试环境中验证上述属性。
同为未来互联网研究计划，FIRE和GENI有着很多的相同之处，它们都关注如何搭建真实试验环境，从而为理论研究提供证据支持。
FIRE希望通过螺旋式的部署方案，冲出地理上的限制，建立全球性的大规模试验环境。
FIRE 同样采用虚拟化技术，该技术将独立存在的资源和设施联系起来，不仅使多个组织协同合作，还能降低能耗和成本。
我国在国家重点基础研究发展计划（“973”计划）中也明确提出了“新的网络体系基础研究”作为重点研究课题，设立了一系列与未来或新一代互联网有关的项目。
2003年，清华大学、国防科技大学、北京邮电大学、东南大学和中科院网络信息中心5个单位共同承担了国家“973”计划项目“新一代互联网体系结构理论研究”。
还有以张宏科教授为首席科学家的“一体化可信网络与普适服务体系基础研究”，以孟洛明教授为首席科学家的“可测可控可管的IP网的基础研究”，以吴建华教授为首席科学家的“新一代互联网体系结构和协议基础研究”等，钱华林研究员在其《层次交换网络体系结构》一书中也对未来互联网的架构做了深入的探讨。
2.2 待解决的问题新一代互联网的基本特征有“扩展性、高性能、实时性、移动性、安全性、易管理和经济性”，基于这些基本特征，新一代互联网主要面临有如下四个主要问题。
网络体系结构单一、可扩展性不强和网络功能的复杂多样性的问题。
虽然人们认为，采用“边缘论”作为指导思想的基于尽力而为的互联网是体系结构可扩展性最好的网络，但是这种体系结构的可扩展性也仅仅局限在网络互联互通的角度。
在支持新的服务方面则表现出越来越多的局限性。
例如，很难对组播进行支持，也很难支持大量主机都处于不断移动状态的情形，这些问题出现的主要原因都是由于尽力而为的服务模型只考虑了互联互通的扩展性目标而没有考虑互联网络在服务等其他方面的可扩展性问题。
目前的网络体系结构在地址空间、寻址和路由方式、服务类型等方面都很难进一步扩展[4]。
未知的网络行为与确定的传输控制目标之间的问题。
基于分组交换的互联网络的流量模型和行为模型还没有得到很好的研究，目前虽然在大规模网络的流量分析中得到了一些基于自相似和长相关的理论成果, 但是这些成果背后的科学指导作用还有待进一步发掘。
由于流量模型和行为模型的缺乏，导致人们对大规模网络的控制和管理缺乏理论指导，还停留在直观和经验的基础上，这也远远不能满足要求网络提供更好的服务质量的需求。
网络的安全可信问题[5]。
互联网络作为一个巨大的系统工程，它有其固有的脆弱性。
网络上聚集了大量的硬件系统和无数的应用软件，每一种硬件或者软件的缺陷都有可能被利用来对网络进行攻击或者恶意破坏。
那么，如何从理论上分析网络的脆弱性并对其进行保护是还没有解决的难题。
网络在保证自身安全的基础上，还必须为应用提供所需要的安全功能。
如何在应用规模不断增长，性能要求不断提高的前提下保证其安全是一个困难的问题。
网络服务需求的复杂多变的问题。
新一代互联网络的复杂性（规模更大、结构更复杂、异构性更强）以及用户和服务提供者对服务需求的复杂性和多样性（服务的互操作性、提供速度、可用性、可扩展性、可管理性和服务质量、服务的智能化和个性化等）使得人们急需对如何构建大规模互联网络服务的理论指导。
如何根据新一代互联网络的体系结构建立相应的服务模型，如何快速灵活地为用户提供具有高可用性、良好互操作性和高性能的服务，如何对现有的服务进行协调为端用户提供可重用的服务，如何对服务进行管理，都是困难而极有价值的理论问题。
3 位置标志和身份标志分离3.1概述近年来，互联网的路由可扩展性问题引起了越来越多的关注。
在互联网的无缺省路由域(DFZ)中，路由表的规模正以“超线性”的速度增长[6]，这无疑严重影响了互联网路由系统的可扩展性。
目前研究者已达成共识，认为当前DFZ中路由表规模高速增长的根本原因是由于IP地址同时承担标识主机身份和寻址双重功能而导致的IP地址语义过载。
为解决这个问题，多数专家认为需要从根本上对现有路由体系结构进行重新设计规划。
为解决路由系统的可扩展性问题，目前已经提出了多种方案[7]。
这些方案大致可以被归纳为两类：一类方案是通过减少边界网关协议(BGP)消息更新的频率、压缩路由表或转发表来解决扩展性问题，如虚拟聚合方案(VA)；另一类方案是基于身份标识和位置标识(ID/Locator)分离的思想，将IP地址的主机身份标识与路由标识功能分开，如主机标识协议(HIP)位置/身份分离协议(LISP)等。
第一类方案只解决了路由表、转发表快速增长的问题。
第二类方案不仅能够减小DFZ中路由表的规模，还支持站点的网络多归属和流量工程，实现路由系统的可扩展。
目前学术界和工业界的很多研究团体已经提出了众多基于位置和身份分离的方案。