关于未来网络(IP后网络)实验环境及关键技术研究的立项建议

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1、关于未来网络（IP后网络）实验环境、关键技术及应用研究的立项建议中国工程院刘韵洁互联网对人类的贡献不逊于历史上任何重大发明，已深刻地影响着人们的生活和工作方式，对经济的发展，社会的进步做出了巨大贡献。但是，互联网及其体系结构经过40年的发展和应用实践，它自身面临的一些问题和困难也逐渐凸显。例如：可扩展性、安全性、服务质量等方面的问题，难以适应全球网络规模的急剧扩张。另一方面，层出不穷的新应用和新趋势，如物联网、云计算、嵌入式芯片、P2P应用等，都对网络提出了更高的要求。业界希望未来网络能够对安全性、QoS、移动性提供内在的支持；能够在网络中集成更多的智能，包括存储、计算、软

2、件服务等能力；具有自组织、自学习、自优化、自恢复和更强的抗损毁能力；能够融合各种业务，具有虚拟化、可重构的能力，从而降低整个基础架构的总成本，提高网络的灵活性；具有更智能化的网络管理，人的参与将逐步减少；另外，未来网络还应更加节省能源，并最终实现绿色网络的目标等等。为了解决这些问题，世界各国已经实施了多项研究项目，如：美国的Internet2、100×100项目，欧洲的FP6项目，日本的JGN2项目，以及我国的CNGI、高可信网等项目。这些项目的研究成果对于改进现有IP网络、缓解互联网-5-面临的问题起到了重要作用。这些项目主要采取演进的思路，也就是在现有IP网络的基本结构

3、上进行改革。这种方式符合IP网络的发展特点，可操作性也较强，但是长期以来太多的“补丁”已经使网络的复杂性越来越高，久而久之，最终将导致实施成本和效果难以达到预期的目标。任何技术体系都有它的生命周期，经过若干年就可能发生较大的革新，IP网络体系结构也不例外。由于IP网络体系结构在设计之初并没有充分考虑到当前网络应用的复杂性，国际、国内学术界的相当一部分学者认为演进方式难以从根本上解决互联网面临的问题。他们认为，应当采取“cleanslate”（从头再来）的策略，即抛弃IP网络框架，构建全新的网络体系结构。虽然这种方式的代价较高，但是重新设计的网络结构能够以更加简单的方式更好地

4、满足信息社会对网络的需求，且可以借助相关技术与现有互联网融合，继承现有互联网的丰富资源和优势。美国、欧洲、日本等国家和地区在2005年之后纷纷启动了未来网络研究计划，例如：美国的GENI计划和FIND计划；欧洲FP7的FIRE计划；日本的AKARI和JGN2+计划等等。值得注意的是，这些计划均采取了重新设计一种面向未来需求的新型网络体系架构的研究思路，同时充分考虑了传感器网络、云计算等新应用对未来网络架构的需求。截至目前，美国GENI计划的第一阶段研究实验已经完成（GENI第一期投资3亿美元，FIND第一期投资2000万美元），目前已启动第二阶段的研究与实验计划。总结起来，

5、可以将这些面向未来网络的研究称为“IP后网络”研究。-5-通信网络已经成为现代社会运行和发展的重要基础，未来网络的技术体系和运营体制是否能够为各种信息服务提供有力的支撑，将在很大程度上影响和决定一个国家的核心竞争力。同时，由于未来网络技术涉及到国家安全与核心利益，并且是一个非常大的产业价值链，而我们国家在这一领域几乎是一片空白，还没真正开始。因此，建议科技部和国家自然科学基金委对该领域给予足够重视，尽快启动对未来网络技术的科研计划，集全国之力量进行攻关，以便在未来的网络发展中占据主动地位。具体建议包括：(1)建立起一套支持验证各种创新成果的网络实验环境。该实验环境应具有开放

6、性，支持各种新型网络体系结构和网络技术的实验，可以对各种理论上的创新研究成果进行大规模、真实用户的测试验证，并支持物联网、云计算、嵌入式芯片等各种新兴应用需求的测试、验证与研究。通过合理的规划、建设与部署，该创新网络实验环境在将来还可以逐步发展成为我国未来可运营性网络的基础。(2)支持一批关于该领域创新科研项目，开展未来5年至10年以后可能出现的新型网络技术研究。对新型网络技术的研究应该采取充分开放的态度，采用“百花齐放、百家争鸣”的方针和“实践检验真理”的思想，通过实际应用来选择和改进未来网络的体系结构。建议科技部和国家自然科学基金委有所侧重地在该领域支持一批创新的科研课

7、题，鼓励国内专家在以下领域进行研究：1)新型网络体系结构：跨层体系结构设计、新的编址与命名方式、新型路由机制、安全与隐私之间的平衡-5-、在网络中集成更多的智能（如计算、存储能力）等；1)未来网络的虚拟化技术：虚拟化实验平台的构建，虚拟网络的资源管理、流量工程、操作维护管理等；2)未来网络安全技术：网络可控与安全可信、网络安全模型与服务体系等；3)网络的自治与管理控制技术：网络行为感知、测量与预测、网络故障诊断、网络生存性等；4)未来网络的跨域跨层技术：承载网络与光网络的融合、光分组交换技术等；5)泛在移动接入技术