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1、中国科学:信息科学2017年第47卷第6期:804–810SCIENTIASINICAInformationis观点与争鸣未来互联网体系的研究现状、热点与探索实践**权伟,张宏科北京交通大学下一代互联网互联设备国家工程实验室,北京100044*通信作者.E-mail:weiquan@bjtu.edu.cn,hkzhang@bjtu.edu.cn收稿日期:2017–03–15;接受日期:2017–05–08;网络出版日期:2017–05–31国家自然科学基金(批准号:61602030,61232017)、国家重点研发计划(批准号
2、:2016YFE0122900)和中央高校基本科研业务费(批准号:2016RC036)资助项目摘要随着互联网用户数量和应用规模的不断扩张,其原始设计在安全性、移动性和可扩展性等方面问题日益凸显,世界各国争相探索研究未来的互联网体系,旨在从根本上解决互联网原始设计弊端.本文阐述了作者对未来互联网体系研究的总结和主要观点:首先,从互联网关键问题出发,分析了构建新互联网体系的必要性和面临主要挑战,总结了未来互联网体系的研究现状.接着,评述了未来互联网发展趋势和当前若干新兴热点技术,如SDN,NFV,NS和ICN等.最后,介绍了作者提
3、出的以协同标识为特征的新型互联网体系架构,以及为我国未来互联网体系研究和发展所进行的相关探索.关键词互联网弊端,未来网络,网络体系,智慧协同标识网络1概述现有互联网用户数量和应用规模不断扩大,其原始设计思想受到严重挑战,逐渐暴露出安全性、移动性、可扩展性差等严重问题,使得现有互联网无法满足经济与社会发展对信息网络的重大迫切需求.为了缓解互联网存在的问题,国内外学者陆续提出了许多增量式"改进方案.然而,持续的打补丁"方式使得原来简单的体系结构和机制变得复杂,造成网络可管性受限、灵活自适应性降低,同时增加入侵风险等[1].因此
4、,国际上陆续开始超前地、跨越式地重新构思和设计新互联网体系来适应未来互联网发展[2].构建新型互联网体系是业界目前公认的一项科学难题,也是当前世界各国信息网络领域争相研究的焦点[3;4],面临多重技术挑战:难以探索并找到互联网原始设计严重弊端的根源;难以短时间对新网络体系与机制的科学性、合理性验证分析;特别地,从本质上有效综合解决现有互联网各种严重弊端充满挑战;尤其是大范围、大规模的系统应用部署极具挑战.据作者目前调研,至今尚未见到任何一种引用格式:权伟,张宏科.未来互联网体系的研究现状、热点与探索实践.中国科学:信息科学,2
5、017,47:804{810,doi:10.1360/N112017-00059QuanW,ZhangHK.FutureInternetarchitecture:researchstatus,hottopics,anddevelopmentpractice(inChinese).SciSinInform,2017,47:804{810,doi:10.1360/N112017-00059⃝c2017《中国科学》杂志社www.scichina.cominfocn.scichina.com中国科学:信息科学第47卷第6期综合有效解决
6、上述问题的新型网络系统,相关研究仍处于起步阶段,众多设计方案有待进一步分析和验证,规模部署与应用仍还需时间.本文对国内外未来互联网体系研究现状进行总结,分析了未来互联网体系的发展趋势和若干新兴热点技术,并对我国未来互联网体系研究提出了发展建议和参考方案.2未来互联网体系研究现状针对互联网面临着安全性、移动性、可扩展性差等诸多问题,国内外各研究机构相继开展了对未来信息网络体系架构的相关研究,并针对其发展制定了相应的宏观决策、设立了一系列研究计划,力图抢占未来信息网络领域的制高点.代表性地,美国自然科学基金委NSF(Nationa
7、lScienceFoundation)资助FIND计划1),旨在推动新型网络基础设施的研究,其赞助的课题包括安全性设计、可靠性设计、可管理性设计、新的无线传感网络和光纤网络以及网络体系结构理论等未来互联网的多个方面.2005年,美国NSF启动了全球网络创新环境GENI(GlobalEnvironmentforNetworkInnovations)计划2).GENI引入了切片化、虚拟化和可编程的设计思想,其目标是发现和评估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、服务和过渡的实验环境.2010年
8、,美国NSF连续资助FIA计划中的4个未来互联网体系结构项目3).2012年,ChoiceNet4)申请并纳入FIA计划,成为第5个子项目.同年,为了进一步完善信息网络与应用的基础研究,美国启动了USIGNITE"计划5).在此基础上,2014年FIA获得NSF的滚动资助,
