互联网类有关论文例文,与未来网络的体系结构相关毕业论文范文

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摘 要：论述并分析了有关未来网络体系结构的两个重要的技术策略：位置标志与身份标志分离、控制与数据转发分离,叙述了OpenFlow的解决思路,即将控制功能从交换机或路由器中独立出来,指出软件定义网络、网络功能虚拟化是未来网络的研究热点,智能型网络是研究方向.

关 键 词：未来网络；网络体系结构；软件定义网络；智能型网络

Abstract：Thispaperdiscribestwoimportanttechnicalschemesrelatedtofutureworkarchitecture：1）locationandidentifiersplitand2）controlanddataforwardingsplit.ItdiscribestheadvantagesanddisadvantagesoftheseschemesandsuggeststhatOpenFlowshouldbeusedtosplitthecontrolfunctionandtheswitchorrouter.Software-definedworkingandworkfunctionvirtualizationarecurrentresearchhotspotsinfutureworking,andintelligentworkingisafutureresearchdirection.

Keywords：futurework；workarchitecture；software-definedwork；intelligentworking.

1未来网络相关的研究项目

互联网已成为现代信息社会的支柱.但是,传统互联网在可扩展性、移动性、安全性、可控、可管等方面存在缺陷[1-6],不能完全满足发展需求.因此,为了增加国际竞争力、造福人民,多个国家把未来互联网或未来网络的研究作为战略性计划.

美国国家自然科学基金会（NSF）在2003年设立了100×100项目,投入750万美元,采用白板设计路线,旨在从根本上从头设计可供1亿家庭、每户100Mb/s接入速率的网络.现在成为研究热点的OpenFlow技术就是从这个项目启发出来的.NSF在2005年启动了网络创新的全球环境（GENI）计划,旨在建一个全球性试验网络,不同的研究人员可同时在其上做新方案试验而互不影响,并采用网络虚拟化技术来实现各试验网络的隔离.GENI采用螺圈式发展,2012年处于第4螺圈,目前正进入第5螺圈.NSF在2006年设立了未来网络设计（FIND）计划,5年内支持了超过50个创新研究项目.2010年8月,NSF批准了4个未来互联网体系结构（FIA）研究项目,每个项目金额约为800万美元,项目运作时间为3年.它们分别是：命名数据组网,研究以内容为中心的网络,以内容名字来定位；移动为先,解决与移动有关的问题；星云,解决云计算网络有关的问题,使数据中心可靠联网；XIA-expressive网络架构,侧重于安全和可信机制.这4个项目体现了未来互联网体系结构研究的热点.项目2和4已在上述GENI试验网上做了试验.2011年9月,NSF批准了第5个FIA项目—ChoiceNet,项目金额在273.2万美元,项目时间大约为3年.该项目将经济学用于网络研究,使用户可以选择最优的服务.

加拿大的自然科学与工程研究委员会批准了战略性项目——虚拟基础设施上的智慧应用（SAVI）.该项目于2011年11月开始,为期5年,经费500万加元,内容包括智慧应用、扩展的云计划、智慧融合边缘、集成的无线/光接入等.

欧盟第7个框架计划（FP7）在信息与通信技术（ICT）方面投入91亿欧元,分有8个方面,第1方面是普适可信的网络与服务基础设施.欧盟于2008年设立了未来互联网的研究与试验（FIRE）,类似于美国的GENI.FP7ICT对未来网络设立的项目已超过90个,分为三大类：未来互联网体系结构与网络管理、无线接入与频谱利用、融合与光网络.对于体系结构类,较早的有未来互联网体系结构与设计（4WARD）,近期有采用分离结构的电信级未来网络（SPARC）、可扩展和自适应的互联网解决方法（SAIL）、出版订阅互联网技术（PURSUIT）、用OpenFlow试验实时在线交互式应用（OFERTIE）等.值得注意的是：继欧盟研究与创新计划FP7后,2014年开始的框架计划改称为地平线2020,多个领域已开始征求意见.其中,未来网络技术研究与创新从3方面征求意见：集成的基础设施、智慧网络和体系结构、用户展望.

2006年5月,日本启动了AKARI项目,提出研究可供2015年应用的新一代网络.AKARI的日语含意是星星之火.该项目采用了身份与位置分离的方法.韩国的未来互联网研究计划[7],采用OpenFlow的试验网,已和美国GENI互联,并将在跨欧亚信息网络（TEIN）上作试验.

中国较早地开展了下一代互联网的研究,国家自然科学基金、国家重点基础研究发展（“973”）计划、国家高技术研究发展（“863”）计划、国家科技支撑计划、中国下一代互联网（CNGI）项目等都做了支持[8].近年来,“973”计划支持的有关未来网络体系结构项目有：一体化可信网络与普通适服务体系基础研究（2007CB307100）、可测可控可管的IP网络的基础研究（2007CB310700）、新一代互联网体系结构和协议基础研究（2009CB320500）、面向服务的未来互联网体系结构与机制研究（2012CB315800）、可重构信息通信基础网络体系研究（2012CB315900）、智慧协同网络理论基础研究（2013CB329100）等.上述编号的前4位表示开始的年份,前2个项目已经结题.为了适应信息服务的发展和赢利,电信运营商提出了“智能管道”的研发.中国电信北京研究院提出了“智能型网络”,已在国际电信联盟（ITU）立项.

上面综述的有关项目中出现了下一代、新一代、未来互联网或网络等名称.由于三网（电信网、互联网、广播网）已逐步融合,而且考虑长远发展,因此文章采用了未来网络的这一名称.

未来网络体系结构的研究路线可分为两大类：一是革命性的重头设计,二是演进性的设计.它们各有优缺点.前者从根本上重新设计,有利于取得突破性创新,而且可以指导网络的长远发展,当然,还要考虑如何过渡问题.后者认为现有庞大的网络不可能突然抛弃,宜采用演进方式来完善.

2未来网络的关键策略

未来网络的体系结构涉及各种关键技术,下面将论述两个关键技术策略.

2.1位置标志和身份标志分离

传统互联网中的IP地址码既是用户或节点的位置标志（你在哪里）,又是身份标志（你是谁）.这种简单化处理曾使互联网便于推广应用.但是,随着网络的发展,这种绑定产生了问题：

（1）不利于支持可扩展性.主要表现在核心网中边界网关协议（BGP）路由器中转发信息表（FIB）条目数增长过快.据统计,2005年1月FIB条目数约有15万条,2010年1月约有31万条,而到2013年1月则发展到约44万条.因此,人们担心,这样发展下去可能会超过路由器的承受能力.条目数的增长固然与用户数增长有关,但还与位置和身份绑定有关.为了压缩条目数,宜将具有相同前缀的位置标志码聚合起来.但是,如果用户不肯改变身份标志,则在换运营商时绑定的位置标志不能在新情况下聚合.此外,如用户采用多种网络同时进行连接以增加可靠性,或者为了负载均衡,将流量由多种网络分担,都会增加条目数.

（2）不利于支持移动性.在执行一个服务过程中,我们常希望通信双方的身份不变,如果有身份改变,服务者认为出了问题,就会停止服务.用户移动时,位置改变了,但身份没有变,位置和身份绑定就有矛盾.在现有互联网中,IP地址改变会引起上层传输控制协议（TCP）的连接中断.

（3）不利于嵌入与身份有关的安全性措施.

由于上述原因,近年来业界提出的未来网络体系结构大多采用了位置标志和身份标志的分离的方法.日本的AKARI和美国的MobilityFirst等项目采用的位置和身份标志分离方案要对已有主机进行更改,属白板设计.

Cisco公司提出的位置标志/身份标志分离协议（LISP）把分离机制放到网络中实现[1],不需改变主机,不需改变核心网中的路由器,属于可演进的设计.LISP已在美国新泽西州研究教育网（NJEDge.Net）应

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