未来网络体系架构的发展趋势

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1、未来网络体系架构的发展趋势未来网络体系架构的发展趋势华南师范大学计算机学院中文摘要随着计算机技术和互联网业务的蓬勃发展，面对用户对当前网络提出的越来越多的需求，传统的因特网架构开始遇到瓶颈，包括管控性、可扩展性、安全性和移动性等一系列问题。网络业务和应用的进一步扩展受到限制，促使互联网向下一代网络迈进和发展。本文将概括在未来网络领域的研究现状，归纳当前网络存在的一系列问题，并根据“改良式”和“改革式”的两条研究路线对部分研究成果进行介绍。在此基础上，文章将对未来网络的研究进展做出总结，并结合当前存在的问题对提出对未来网络的展望。关键词：因特网架构，未来网络，改良式，改革式22未来网络体系

2、架构的发展趋势目录中文摘要IAbstractII1引言22传统网络存在的问题33国内外研究现状43.1美国的GENI、FIND和FLA43.2欧盟新一代互联网研究计划FIRE43.3我国下一代互联网基础理论研究现状43.4其他国家在该领域的研究现状54改良式的未来网络研究64.1下一代IP协议IPv664.1.1IPv6产生背景64.1.2IPv6介绍64.1.3IPv6的优点84.2Loc/IDSplit名址分离网络体系94.2.1名址分离网络体系产生背景94.2.2LISP名址分离网络协议介绍94.2.3LISP的移动性扩展104.2.3LISP的移动性扩展105改革式的未来网络研究

3、115.1NDN命名数据网络115.1.1NDN命名数据网络产生背景115.1.2NDN网络的体系结构115.1.3NDN体系架构具备优点145.2SDN软件定义网络155.2.1SDN软件定义网络诞生背景155.2.2SDN网络体系架构介绍155.2.3OpenFlow协议介绍165.2.4软件定义网络的优点176未来网络的发展186.1革命式和改良式架构的关系186.2未来互联网的体系结构应遵循简单开放原则186.3未来互联网体系结构应内嵌安全等安全需求186.4未来互联网体系结构将更多的面向服务196.5未来互联网体系结构将更具有智能化特征197总结20参考文献2122未来网络体系

4、架构的发展趋势致谢221引言让我们回顾一下互联网的发展历史。在上世纪六十年代，人们开始研究不同于电话网络的的分组交换网络。随后以ARPANET(TheAdvancedResearchProjectsAgencyNetwork，美国国防高等研究计划署开发的世界上第一个运营的封包交换网络)为代表，人们开始研究如何将各种采用不同协议的网络进行网络互联。1982年，TCP/IP协议簇被标准化，世界范围的全互联的TCP/IP网络Internet的概念被引入。1989年，中国高速互联研究实验网NCFCNET建立。1994年，中国第一个国际互联网络——中国科技网CSTNET诞生。到2009年，全球互联

5、网用户数已经超过18亿。仅短短40余年，互联网飞速发展，规模庞大，日益普及，应用丰富多彩，深刻地改变了人们的生产和生活方式。互联网取得了当初设计时无法料想到的巨大的成功。尽管如此，互联网的发展仍面临着越来越多的问题和挑战，其中一些问题可以通过修补来得以解决或缓解，但更多的问题需要从互联网体系结构的根本上来解决。很多学者指出只有设计好互联网的体系结构，才能满足未来互联网的发展。因此，近年来，对于未来互联网体系结构的研究成为网络领域的研究热点，各个国家如美国、欧盟、日本及中国等国家和地区都启动了未来互联网体系结构方面的研究项目。综合来看，未来互联网的研究方向主要有“改革式”和“改良式”两种。

6、前者认为现有的互联网体系结构已经不能满足未来对于互联网的需求，因此，互联网需要从零开始，重新构建一个全新的网络结构。而“改良式”的观点认为，目前的互联网已成规模，从零开始是不现实的，应当在现有的面向服务网络的体系结构基础上进行改进、整合或改良，从而靠向未来网络需求的方向不断演进。22未来网络体系架构的发展趋势2传统网络存在的问题传统互联网在40余年的时间内飞速的发展，但是伴随着互联网商业模式的逐步转变和多样化，互联网体系架构中最初的一些设计理念开始显露弊端，成为当前网络向前发展难以克服的困难和日后发展的隐患。当前传统网络暴露出来的问题主要有以下几种：(1)IP短缺互联网的成功在很大程度上

7、归功于IP的简单性、统一性以及全球可达性。然而，作为互联网的基础资源，IPv4地址已出现了严重的紧缺态势，向IPv6协议过渡成为必经之路。如何实现向下一代互联网的平滑演进，确保互联网的可持续性发展是当前互联网需要解决的重要问题。(2)路由可扩展性随着Internet规模的不断扩大和用户的不断增加，出现了全球的路由表项急剧膨胀。通常，在Internet上执行BGP协议的路由器会拥有数十万个条路由表项，庞大的路由表使得路由更新速度和查询