一種新的網(wǎng)絡(luò)體系-向量網(wǎng)及其應(yīng)用(網(wǎng)絡(luò)課講座)

一種新的網(wǎng)絡(luò)體系向量網(wǎng)及其應(yīng)用梁滿貴mgliang@介紹目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，尤其是所謂“5G”分析存在的問題探討解決問題的方法

1概述2問題根源3向量網(wǎng)4電信服務(wù)商干線應(yīng)用5數(shù)據(jù)中心應(yīng)用6無(wú)線環(huán)境下虛擬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)

1概述2問題根源3向量網(wǎng)4電信服務(wù)商干線應(yīng)用5數(shù)據(jù)中心應(yīng)用6無(wú)線環(huán)境下虛擬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算大數(shù)據(jù)需求：構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)社會(huì)，實(shí)現(xiàn)人與人、物與物、人與物之間的通信。特點(diǎn)：超高速傳輸、超高容量、超可靠性、隨時(shí)隨地可接入。BA未來(lái)的5G網(wǎng)絡(luò)新體系廣義的5G網(wǎng)絡(luò)包括無(wú)線移動(dòng)接入技術(shù)，和高可靠、高效率的承載網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)。俠義的5G網(wǎng)絡(luò)只是5G無(wú)線移動(dòng)接入技術(shù)。上述承載網(wǎng)，是指電信運(yùn)營(yíng)商等網(wǎng)絡(luò)共同組成的、向用戶提供網(wǎng)絡(luò)連接的網(wǎng)絡(luò)，目前使用IP協(xié)議，即提供IP網(wǎng)的通信服務(wù)。分析整理5G網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)目標(biāo)為：在滿足大跨度需求和隨時(shí)隨地可接入條件下，做到低時(shí)延、高效率。帶寬的跨度：高帶寬流，小于線性成本；微小流量則大大高于線性成本。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的跨度：即可擴(kuò)展性好。低時(shí)延，高可靠的低時(shí)延高效率（節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)單、網(wǎng)絡(luò)利用率高，結(jié)果成本低、能耗?。┎婚g斷的移動(dòng)能力。5G通信技術(shù)的研究動(dòng)態(tài)早在2013年5月，歐盟就啟動(dòng)METIS(MobileandWirelessCommunicationsEnablersfortheTwenty-Twenty(2020)InformationSociety)項(xiàng)目，開始進(jìn)行5G研發(fā)。在經(jīng)歷3G、4G時(shí)代后，2020年開始，通信技術(shù)將進(jìn)入5G時(shí)代。投資總計(jì)達(dá)2700萬(wàn)歐元，項(xiàng)目研究組由愛立信、法國(guó)電信等通信設(shè)備商和運(yùn)營(yíng)商、寶馬集團(tuán)以及歐洲部分學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)共29個(gè)成員組成。研究目標(biāo)是為建立下一代（5G）移動(dòng)和無(wú)線通信系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)，為未來(lái)的移動(dòng)通信和無(wú)線技術(shù)在需求、特性和指標(biāo)上達(dá)成共識(shí)，取得在概念、雛形、關(guān)鍵技術(shù)組成上的統(tǒng)一意見。5G通信技術(shù)在國(guó)內(nèi)的研究動(dòng)態(tài)在國(guó)內(nèi)，在工信部、發(fā)改委和科技部聯(lián)合推動(dòng)下，成立了IMT-2020(5G)，而且于2015年5月28至29日在京召開第三屆IMT-2020(5G)峰會(huì)，推出《5G愿景與需求白皮書》。支持0.1～1Gbps的用戶體驗(yàn)速率，峰值數(shù)十Gbps，每平方公里100萬(wàn)的連接數(shù)密度、數(shù)十Tbps的流量密度，毫秒級(jí)的端到端時(shí)延，500Km/h以上的移動(dòng)速度。同時(shí)，能效和成本效率提升100倍以上。最終實(shí)現(xiàn)“信息隨心至，萬(wàn)物觸手及”的總體愿景。5G應(yīng)用和主要新技術(shù)考慮增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)、超高清視頻、云存儲(chǔ)、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、OTT消息等5G典型業(yè)務(wù)。在關(guān)鍵技術(shù)方面，超密集組網(wǎng)、大規(guī)模天線陣列、非正交傳輸、高頻段通信、C-RAN、軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(CDN)等均被認(rèn)為是5G的潛在關(guān)鍵技術(shù)。無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)，“最后一公里”從網(wǎng)絡(luò)分層功能講，包括鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層目前就是IP網(wǎng)。而鏈路層包括有線和無(wú)線，其中無(wú)線作為用戶接入技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“最后一公里”的傳輸具有很大優(yōu)勢(shì)，逐步成為主要的用戶接入手段。狹義的5G不能解決全部網(wǎng)絡(luò)問題2013年5月，三星宣稱推出的5G技術(shù)，每秒能夠傳輸超過1G的數(shù)據(jù)。相對(duì)而言，4G最高速率為100M，提高約10倍。在三星宣布其5G技術(shù)獲得突破性進(jìn)展之后，《時(shí)代》雜志即發(fā)表文章看衰5G技術(shù)?！稌r(shí)代》稱，5G技術(shù)僅僅提升了無(wú)線通信的傳輸速率，但并未解決未來(lái)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)所帶來(lái)的流量風(fēng)暴問題，網(wǎng)絡(luò)擁塞等老問題在5G時(shí)代依然無(wú)法解決。

1概述2問題根源3向量網(wǎng)4電信服務(wù)商干線應(yīng)用5數(shù)據(jù)中心應(yīng)用6無(wú)線環(huán)境下虛擬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)2.1為了支撐5G目標(biāo)，

承載網(wǎng)尤其是網(wǎng)絡(luò)層功能必須進(jìn)行實(shí)質(zhì)性改進(jìn)運(yùn)營(yíng)商AB在5G網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)目標(biāo)中，以下指標(biāo)最困難，不僅需要無(wú)線鏈路層的改進(jìn)，也需要三層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的改進(jìn)：（1）高可靠并低時(shí)延。（2）費(fèi)用帶寬比R低（R=費(fèi)用/帶寬），對(duì)于微小流量，也是如此。成本低、能耗小（節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)單，網(wǎng)絡(luò)利用率）A到B的用戶體驗(yàn)高可靠并低時(shí)延對(duì)于IP網(wǎng)，（1）當(dāng)route1上的節(jié)點(diǎn)x故障時(shí)，重新路由選擇Route2需要1-30秒，不能滿足。（2）網(wǎng)絡(luò)的資源開銷，只與承載的通信容量有關(guān)，而與連接個(gè)數(shù)無(wú)關(guān)，R是常數(shù)。滿足。ABRoute1信源信宿Route2X0.10.1111條件：Dab=3.2ms，一個(gè)月內(nèi)路徑故障的概率為1%，成功建立Route2需要1秒。要求：TCP連接超過50ms的延遲在一個(gè)月內(nèi)的概率低于1‰。結(jié)果：需要1秒以上才能夠重發(fā)成功，等效的延遲即為1秒以上。所以，即使無(wú)線通信系統(tǒng)總共延遲0.2ms，但是無(wú)法滿足50ms的應(yīng)用需求，而且不滿足的概率為1%

。無(wú)線無(wú)線ABRoute1信源信宿Route2間距X用有連接的網(wǎng)絡(luò)，比如ATM網(wǎng)可以解決，但是成本高昂?。?）如果平行建立兩條連接，當(dāng)route1上的節(jié)點(diǎn)x故障時(shí)，用戶可以瞬間啟用route2，保證用戶不間斷使用，而且切換的速度與網(wǎng)絡(luò)的路由就緒速度無(wú)關(guān)。滿足。（2）由于每個(gè)用戶連接存在基本的一定資源開銷，當(dāng)帶寬很小時(shí)，費(fèi)用帶寬比將趨于無(wú)窮。不能滿足。0.10.1111條件：設(shè)Dab=3.2ms，一個(gè)月內(nèi)路徑故障的概率為1%，Route2事先已經(jīng)建立。要求：TCP連接超過50ms的延遲在一個(gè)月內(nèi)的概率低于1‰。結(jié)果：按照教材3.5節(jié)的知識(shí)

Timeout的計(jì)算公式，計(jì)算得TimeoutInterval=EstimatedRTT+4*DevRTT=5RTT=5*6.4ms=32ms如果超時(shí)切換使用Route2，32ms之內(nèi)即重發(fā)成功，等效的延遲為32ms，所以能夠滿足50ms延遲的應(yīng)用要求，不滿足的概率是有1/10000。NetworkLayer4-16無(wú)連接網(wǎng)絡(luò)（IP網(wǎng)絡(luò)）（1）無(wú)連接。單路徑，走向用戶不可控，串聯(lián)動(dòng)態(tài)路徑，不能預(yù)留資源，重載時(shí)沒有QoS保證。（2）轉(zhuǎn)發(fā)查表,規(guī)模大。1230111valueinarrivingpacket’sheaderroutingalgorithmlocalforwardingtableheadervalueoutputlink01000101011110013221B0111A面向目的地址的網(wǎng)絡(luò)NetworkLayer4-17無(wú)連接網(wǎng)絡(luò)nocallsetupatnetworklayerrouters:nostateaboutend-to-endconnectionsnonetwork-levelconceptof“connection”packetsforwardedusingdestinationhostaddresspacketsbetweensamesource-destpairmaytakedifferentpathsapplicationtransportnetworkdatalinkphysicalapplicationtransportnetworkdatalinkphysical1.Senddata2.ReceivedataNetworkLayer4-18IncomingVC#Outgoinginterface12363172973有連接網(wǎng)絡(luò)（路徑標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)）

121212123777127（其中的轉(zhuǎn)發(fā)表）（1）有連接。靜態(tài)路徑，路徑走向用戶可控。依靠多路徑和資源預(yù)留手段，可以在重載時(shí)保證QoS。（2）轉(zhuǎn)發(fā)查表,規(guī)模中等。主要缺點(diǎn)是管理和控制成千上萬(wàn)的數(shù)據(jù)流，成本太高。DataDataNetworkLayer4-19有連接網(wǎng)絡(luò)usedtosetup,maintainteardownVCusedinATM,MPLS,frame-relay,X.25notusedintoday’sInternetapplicationtransportnetworkdatalinkphysicalapplicationtransportnetworkdatalinkphysical1.Initiatecall2.incomingcall3.Acceptcall4.Callconnected5.Dataflowbegins6.ReceivedataNetworkLayer4-20122232123VCnumber72223IncominginterfaceIncomingVC#OutgoinginterfaceOutgoingVC#11232226311837217197387…………MPLS網(wǎng)絡(luò)127多徑并聯(lián)使用用戶多徑連接，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)全局動(dòng)態(tài)路由。研究表明，可以提高到1.8的網(wǎng)絡(luò)容量[2]。有連接網(wǎng)絡(luò)的多路徑部署ABRoute1信源信宿Route2Route3Route4間距X[2]蔣忠元，梁滿貴，吳嘉婧，“Dynamicsourceroutingstrategyfortwo-levelflowonscale-freenetworks”，PlosOne,No.12,Vol.8,pp.1-10,Nov.2013.SCI（IF3.730）準(zhǔn)全局動(dòng)態(tài)路由[[5]LingX,HuMB,JiangR,WuQS.Globaldynamicroutingforscale-freenetworks.Phys.Rev.E,2010,81(1):016113.全局動(dòng)態(tài)路由GD：充分考慮了網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)每個(gè)時(shí)刻的實(shí)時(shí)負(fù)載，并以實(shí)時(shí)負(fù)載作為路由代價(jià)進(jìn)行每個(gè)包的專門路由選擇，Globaldynamicrouting，文獻(xiàn)[5]準(zhǔn)全局動(dòng)態(tài)路由:調(diào)度的對(duì)象是流，不是數(shù)據(jù)包。準(zhǔn)全局動(dòng)態(tài)路由，避開擁塞點(diǎn)AB信宿G信源2.3三種網(wǎng)絡(luò)的性價(jià)比IP網(wǎng)，無(wú)連接。串聯(lián)動(dòng)態(tài)路徑，不能預(yù)留資源，重載時(shí)沒有QoS保證，不能多路徑。ATM網(wǎng)，有連接。靜態(tài)路徑，路徑走向用戶可控。依靠多路徑和資源預(yù)留手段，可以在重載時(shí)保證QoS。主要缺點(diǎn)是管理和控制成千上萬(wàn)的數(shù)據(jù)流，成本太高。費(fèi)用帶寬比R比R=Cost/C(R=造價(jià)/網(wǎng)絡(luò)帶寬容量)網(wǎng)絡(luò), C, Cost, RIP, 30, 1, 1/30ATM, 60, 3, 1/20VN, 60, 0.5, 1/120面對(duì)當(dāng)前國(guó)際IPv6互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下大規(guī)?；钴SIP地址及其路由問題，本領(lǐng)域的研究者面臨重大技術(shù)挑戰(zhàn)：一方面，由于無(wú)連接的特征，在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)條件下，上述IP網(wǎng)問題，從原理上講就很難徹底解決，多年的研究經(jīng)驗(yàn)表明，無(wú)法通過改進(jìn)IP地址分配、改進(jìn)路由方法、改進(jìn)路由器實(shí)現(xiàn)等修修補(bǔ)補(bǔ)的方法徹底解決，必須進(jìn)行體系上的革新。另一方面，存量巨大，不能拋開現(xiàn)有IP網(wǎng)。2.4技術(shù)挑戰(zhàn)無(wú)連接存量巨大演進(jìn)思路把IP網(wǎng)盡量分割成小的子網(wǎng)，然后用一種新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（向量網(wǎng)VN），以重疊網(wǎng)的方法整合各個(gè)子網(wǎng)，形成任何規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)（全球網(wǎng)絡(luò)），在宏觀上具有VN的優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)子網(wǎng)就像一個(gè)C語(yǔ)言的Class，面向?qū)ο蠓庋b內(nèi)部細(xì)節(jié)，可以是IPv6，也可以是IPv4，甚至其他網(wǎng)絡(luò)，它們相互獨(dú)立。上述操作對(duì)用戶透明，子網(wǎng)中的現(xiàn)有的主機(jī)、路由器和交換機(jī)均可以不改，如果逐步向新網(wǎng)絡(luò)（VN）演進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)性價(jià)比會(huì)進(jìn)一步提高。（IP）（IP）（IP）（VN）（IP）子網(wǎng)的規(guī)模越?。ㄍ瑫r(shí)子網(wǎng)的個(gè)數(shù)越多），改進(jìn)的效果就越好，最終目標(biāo)是每個(gè)子網(wǎng)為一個(gè)交換機(jī)或端系統(tǒng)。利用當(dāng)前最新技術(shù)SDN可以簡(jiǎn)化VN改造IP的過程。

1概述2問題根源3向量網(wǎng)4電信服務(wù)商干線應(yīng)用5數(shù)據(jù)中心應(yīng)用6無(wú)線環(huán)境下虛擬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)3.1向量網(wǎng)概述向網(wǎng)絡(luò)體系是一種新的第三層網(wǎng)絡(luò)體系，包括數(shù)據(jù)面、控制面和管理面。主要?jiǎng)?chuàng)新在數(shù)據(jù)面，控制面做了一些工作，管理面繼承了現(xiàn)有技術(shù)。第三層控制面數(shù)據(jù)面管理面七層模型圖2向量網(wǎng)技術(shù)涉及的范圍①與張三連接②他的交換地址是V③(H,V,D)張三李四數(shù)據(jù)面控制面3.2向量網(wǎng)的傳送面?zhèn)魉兔娌捎弥袊?guó)發(fā)明專利《一種向量網(wǎng)絡(luò)地址編碼方法》定義的“向量網(wǎng)”。交換地址的可能類型以電子設(shè)備編號(hào)為基礎(chǔ)，比如IP地址（MAN）。以通信鏈路編號(hào)為基礎(chǔ)，比如ATM網(wǎng)的路徑信道地址（VPI/VCI）（ATM網(wǎng)、幀中繼、MPLS）。本項(xiàng)目提出第三種編號(hào)基礎(chǔ)，形成第三種交換地址類型FAEBCDGIJH1,2,3圖7向量地址

向量地址：以電子設(shè)備端口號(hào)為基礎(chǔ)的交換地址在向量傳送網(wǎng)中，轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的輸入輸出端口從1開始用數(shù)字編號(hào)，稱為端口號(hào)。向量傳送網(wǎng)的“數(shù)據(jù)包”的交換地址給出通信路徑信息，它確定了數(shù)據(jù)包從信源設(shè)備到信宿設(shè)備傳送的通信路徑。交換地址是端口號(hào)組成的序列，路徑上的每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備都對(duì)應(yīng)序列中的一個(gè)端口號(hào)，是通信路徑通過該轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的輸出端口號(hào)。以上端口號(hào)序列就象一步一步的方向標(biāo)，引導(dǎo)數(shù)據(jù)包傳送到達(dá)信宿設(shè)備，所以被稱為向量地址，其中的端口號(hào)被稱為分量地址。向量地址的無(wú)限多值性（不可窮舉），地址相對(duì)性，有效性，路徑定義的特性，和地址不定長(zhǎng)性。不可解讀性，可加密性。設(shè)備編號(hào)、鏈路編號(hào)和端口編號(hào)三種編碼比較，端口是轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備最能直接訪問的對(duì)象，是向量地址優(yōu)于IP地址和ATM地址的根本原因。ABCD123123123123412341231111Vac=1232Vbc=132Vbc=1133242@Head:數(shù)據(jù)包頭Data:數(shù)據(jù)AddrI:[ToVA]輸入交換地址AddrO:[VA]輸出交換地址PI:輸入數(shù)據(jù)包PO:輸出數(shù)據(jù)包n:輸出端口數(shù)Head[VaTo]Data12nTo=2Head[Va]DataPIPO交換路由刪除To每收到一個(gè)數(shù)據(jù)包分離出VA的第一分量To數(shù)據(jù)包，發(fā)向ToHeadVADataPacket向量交換十進(jìn)制編碼:{2321}二進(jìn)制編碼:{10,011,10,1}二進(jìn)制位數(shù):2321

{2,3,2,1}=>{10,011,10,1}=>10011101這樣，向量網(wǎng)絡(luò)地址的表示形式最后變成二進(jìn)制形式1001110110011101=》1001110=》10011=》10=》無(wú)

AGIJC不可解讀性，可加密性。FAEBCDGIJH123123123123412341231111HeadVADataHead1001110DataHead10011101DataHead10011DataHeadData@圖11通信路徑輕量級(jí)一個(gè)通信連接包括帶寬資源和路徑維持資源路徑本身不占網(wǎng)絡(luò)資源。uv111

u

v

3

基于向量連接的應(yīng)用連接對(duì)象向量連接有如下一些應(yīng)用模式：（1）最簡(jiǎn)單的向量連接只有一條通信路徑，可以承載不可靠的、無(wú)QoS要求的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)通信；（2）次簡(jiǎn)單的向量連接只有一條通信隧道，可以承載不可靠的、有QoS要求的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)通信；（3）一條通信隧道和多條通信路徑，占用一個(gè)信道的帶寬，當(dāng)通信隧道有故障，可以快速切換；（4）多條通信隧道，占用多個(gè)信道的帶寬，當(dāng)通信隧道有故障，可以瞬間切換；或者多條通信隧道可以同時(shí)滿負(fù)荷或部分負(fù)荷使用；（5）多條通信隧道和多條通信路徑。通信網(wǎng)絡(luò)信宿設(shè)備宿控制塊信源設(shè)備源控制塊通信路徑通信隧道圖29向量連接對(duì)象示意圖通信連接對(duì)象包括通信路徑對(duì)象，和兩端的通信連接控制數(shù)據(jù)塊。通信連接控制數(shù)據(jù)塊簡(jiǎn)稱控制塊，如圖29所示，信源一端的稱為源控制塊，信宿一端的稱為宿控制塊；通信路徑對(duì)象又分成兩種，一種是通信路徑，一種是通信隧道，通信路徑僅僅是個(gè)路徑，沒有分配帶寬資源，通信隧道是進(jìn)行帶寬預(yù)留的通信路徑。交換機(jī)不記錄關(guān)于每個(gè)通信連接的信息，一種向量數(shù)據(jù)通信網(wǎng)上建立向量連接的方法，申請(qǐng)?zhí)枺?00710064804向量交換實(shí)現(xiàn)方法圖15交換機(jī)結(jié)構(gòu)分析端口號(hào)(0-30)圖14接收分析和緩存溢出時(shí)置丟棄標(biāo)記MEM交換網(wǎng)絡(luò)輸出(Len,Frame)狀態(tài)(空閑，傳數(shù)，等待)分量地址由“分析”去掉v2b-6b

1b1b1b1b1b向量地址分量地址10000VA:填充位1-8b向量數(shù)據(jù)包的格式：DataVAHead●通常3或7比特譯碼，得到端口號(hào)（1-6）或(1-63)，可以擴(kuò)充?？蛇x的特殊功能號(hào)：0用于信令，-1用于多播，-2用于復(fù)用。圖13BuffIn0FlagIn012n輸出端口BuffIn1FlagIn1BuffIn2輸入端口輸入端口輸入端口輸出端口輸出端口分析1分析2分析nVN和IP網(wǎng)絡(luò)的資源占用比較兩種網(wǎng)絡(luò)的成本差別主要與交換機(jī)的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度差別有關(guān)，數(shù)據(jù)包分析功能模塊是主要因素。數(shù)據(jù)包分析程序需要的操作數(shù)量VN:26（16位和8位操作）IP:82(32位操作，4096條）

IP:346(32位操作，10萬(wàn)條）數(shù)據(jù)包分析的相對(duì)復(fù)雜度1:6(4096條)1:26(10萬(wàn)條)粗略的整體成本估算(設(shè)數(shù)據(jù)包分析占成本的50%)1.17:2(4096條)1.038:2(10萬(wàn)條)圖18VN和IP網(wǎng)絡(luò)的能耗比較高速交換機(jī)的典型結(jié)構(gòu)。IEEE/OSAJournalofOpticalCommunicationsandNetworking,VOL.1,NO.3/AUGUST2009SlavisaAleksic,ViennaUniversityofTechnology,Austria,"AnalysisofPowerConsumptioninFutureHigh-CapacityNetworkNodes”兩種網(wǎng)絡(luò)的差別主要在交換機(jī)，而交換機(jī)的差別主要在數(shù)據(jù)包分析和處理功能模塊。高速交換機(jī)的基本結(jié)構(gòu)19交換節(jié)點(diǎn)的能耗分配TP/FE,trafficprocessor/forwardingengine考慮交換陣列時(shí)為56%新的QoS保證機(jī)制雖然VN網(wǎng)絡(luò)中沒有每個(gè)流記錄，但是我們?cè)O(shè)計(jì)專門的控制機(jī)制和監(jiān)督機(jī)制相結(jié)合的QoS維持機(jī)制。控制機(jī)制，類似今天通用的QoS維持機(jī)制。監(jiān)督機(jī)制，本課題組提出的方法，中國(guó)發(fā)明專利“一種通信網(wǎng)絡(luò)擁塞控制的方法”，申請(qǐng)?zhí)朇N200810114927，授權(quán)日2010.11.03ABRouteIP網(wǎng)信源信宿控制機(jī)制(分類、標(biāo)識(shí)、預(yù)留、調(diào)度、整形)監(jiān)督機(jī)制(違規(guī)抽查、積累評(píng)分、足夠處罰)利用向量地址VA實(shí)現(xiàn)向量交換VS的網(wǎng)絡(luò)稱為向量網(wǎng)（VN，VectorNetwork），其特點(diǎn)是交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)不用查表。一種輕連接的網(wǎng)絡(luò)。地址無(wú)限可擴(kuò)展。包頭只有1字節(jié)，等效的包頭平均為5字節(jié)。目的地址具有不可解讀性。網(wǎng)絡(luò)中不用按流預(yù)留資源和按流進(jìn)行流量整形(ES做即可)，即可達(dá)到針對(duì)流的絕對(duì)QoS。最簡(jiǎn)單的交換節(jié)點(diǎn)，其功能只要可以數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)即可，不需要配合控制面進(jìn)行拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)等任務(wù)。但是網(wǎng)絡(luò)能夠自動(dòng)得到拓?fù)?。不用像IP網(wǎng)申請(qǐng)地址。向量網(wǎng)特點(diǎn)三標(biāo)識(shí)架構(gòu)體系三標(biāo)識(shí)IDLocatorRoute三架構(gòu)認(rèn)證架構(gòu)呼叫架構(gòu)尋由架構(gòu)3.3向量網(wǎng)的控制面三標(biāo)識(shí)身份標(biāo)識(shí)ID，IPv6地址和域名結(jié)合的體系，比如mgliang@CDCD:910A:2222:5498:8475:1111:3900:20200:0:0:0:0:FFFF:0::9位置標(biāo)識(shí)Loc，二進(jìn)制格式IPv6地址可變長(zhǎng)格式路徑標(biāo)識(shí)Route向量地址VAID(CID)Loc1Route1目標(biāo)的身份標(biāo)識(shí)到Route的一多關(guān)系Loc2LocNRoute2RouteMID/Loc/Route三架構(gòu)認(rèn)證架構(gòu)呼叫架構(gòu)路由架構(gòu)架構(gòu)表示執(zhí)行功能維護(hù)功能本地ID認(rèn)證Cert對(duì)方ID(CID)呼叫對(duì)方Loc’s對(duì)方Loc尋由對(duì)方到本端的Route’s三架構(gòu)和數(shù)據(jù)面認(rèn)證：對(duì)ID進(jìn)行認(rèn)證呼叫：根據(jù)對(duì)方的ID得到對(duì)方的Loc尋由：根據(jù)對(duì)方Loc得到對(duì)方到本端的Route1123121231認(rèn)證架構(gòu)呼叫架構(gòu)路由架構(gòu)③大量發(fā)送數(shù)據(jù)包(H,V,D)②得到V①呼叫路由（控制面）（數(shù)據(jù)面）AB向量網(wǎng)的遞歸迭代定義特征VNVNVNVNESVNESESVNESVNVNVN（繼續(xù)遞歸分解）向量網(wǎng)的遞歸迭代定義特征認(rèn)證架構(gòu)A.3B1B2PG(B)A.1ABPG(A)A.2CA.4PG(A.2)PG(A.1)PG(C)PG(A.4)PG(A.3)PG(B.1)PG(B.2)A.1.3B.2.3B.2.5AA.1.2A.1.1A.2.3B.1.1C.2A.2.1A.2.2A.4.1A.4.2A.4.3A.4.4A.4.6A.3.1A.3.2A.3.4A.3.3B.1.2B.1.3B.2.1B.2.2B.2.4C.1A.4.5B認(rèn)證架構(gòu)節(jié)點(diǎn)認(rèn)證架構(gòu)圖23圖24路由架構(gòu)A.3B1B2PG(B)A.1ABPG(A)A.2CA.4PG(A.2)PG(A.1)PG(C)PG(A.4)PG(A.3)PG(B.1)PG(B.2)A.1.3B.2.3B.2.5AA.1.2A.1.1A.2.3B.1.1C.2A.2.1A.2.2A.4.1A.4.2A.4.3A.4.4A.4.6A.3.1A.3.2A.3.4A.3.3B.1.2B.1.3B.2.1B.2.2B.2.4C.1A.4.5B交換機(jī)路由架構(gòu)路由架構(gòu)圖25圖26呼叫架構(gòu)A’B’AB呼叫架構(gòu)節(jié)點(diǎn)呼叫架構(gòu)圖25a圖26a3.4向量網(wǎng)的應(yīng)用和效果解決大規(guī)模路由的可擴(kuò)展性、自愈性、可信性和高效性等核心問題。解決問題的機(jī)理可擴(kuò)展：在VN融合方案中，其關(guān)鍵設(shè)備的復(fù)雜性與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模N沒有直接關(guān)系，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模N→∞時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜性有限。（N可以是用戶、節(jié)點(diǎn)、子網(wǎng)數(shù)）解決問題的機(jī)理魯棒：數(shù)據(jù)通信故障恢復(fù)的速度，只取決于用戶切換路徑的速度，與選路的速度沒有直接關(guān)系，所以從用戶角度看，自愈異常迅速，有很好的保護(hù)機(jī)制，對(duì)一般故障魯棒性好?？尚湃危簢?yán)格的、內(nèi)在的接入控制，用戶多徑調(diào)度，以及QoS監(jiān)督機(jī)制等，使得對(duì)用戶的服務(wù)承諾在概率意義上是可預(yù)知的，并且事件相關(guān)的責(zé)任可追溯。高效率：準(zhǔn)全局動(dòng)態(tài)路由，理論分析表明可提高利用率1.8倍[2]，而且轉(zhuǎn)發(fā)不查表，大大簡(jiǎn)化節(jié)點(diǎn)復(fù)雜性。故障切換AB信源信宿XAB信源信宿高效率3.5向量網(wǎng)的缺點(diǎn)和克服方法單點(diǎn)故障造成通信路徑失效數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度在交換過程中變化通信之前必須呼叫尋由終端負(fù)責(zé)維護(hù)通信連接向量地址的長(zhǎng)度可能比較長(zhǎng)3.5.1單點(diǎn)故障造成通信路徑失效向量網(wǎng)的通信路徑相對(duì)固定，由終端記憶和維護(hù)，路徑的任何一節(jié)點(diǎn)或鏈路故障則造成失效。克服方法，向量連接是多徑的通信連接，雖然每個(gè)通信路徑是靜態(tài)的，但是通過終端的操作，向量連接能夠“并聯(lián)”動(dòng)態(tài)地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?，其效果同IP網(wǎng)的“串聯(lián)”動(dòng)態(tài)特性相同。多個(gè)通信路徑不增加網(wǎng)絡(luò)資源占用。動(dòng)態(tài)維護(hù)工作占用較少網(wǎng)絡(luò)資源。在向量網(wǎng)中，只要總的數(shù)據(jù)流帶寬一定，用多個(gè)通信隧道和一個(gè)通信隧道傳送所占用的網(wǎng)絡(luò)資源一樣！比如64kbps的一個(gè)語(yǔ)音流，當(dāng)占用一個(gè)通信隧道傳送時(shí)，共占用網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源64kbps；當(dāng)被分成64個(gè)子數(shù)據(jù)流，每個(gè)1kbps，占用1kbps的64個(gè)通信隧道傳送，根據(jù)帶寬的可加性，得出這個(gè)語(yǔ)音流共占用網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源仍然是64kbps，兩種方法的帶寬資源占用一樣。兩種傳送方法的路徑資源也一樣，都為無(wú)。就是說(shuō)一個(gè)通信隧道不占路徑資源，64個(gè)通信隧道也不占任何路徑資源！通信網(wǎng)絡(luò)信宿設(shè)備宿控制塊信源設(shè)備源控制塊向量連接對(duì)象示意圖3.5.2數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度在交換過程中變化數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度在交換過程中變化，而且變化的長(zhǎng)度以比特為單位，需要整個(gè)包進(jìn)行移位，或比特填充和搬移數(shù)據(jù)解決問題，通用CPU不善于處理，CPU資源開銷較大?？朔椒ǎO(shè)計(jì)專用交換邏輯電路，完成向量交換有關(guān)的所有操作對(duì)于面向比特情況（比如光網(wǎng)絡(luò)），在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，跳過要?jiǎng)h除分量地址即可，不用移位。對(duì)于面向字節(jié)或字的情況，需要比特填充，當(dāng)有全空的字節(jié)或字時(shí)，在發(fā)送數(shù)據(jù)過程中跳過要?jiǎng)h除字節(jié)或字即可，不用搬移數(shù)據(jù)。NetFPGABoard

用于邏輯設(shè)計(jì)的XilinxVirtex-2ProFPGA用于PCI主接口的XilinxSpartan2*2.25MBZBTSRAM64MBDDR2DRAM物理層上的4個(gè)千兆以太網(wǎng)口3.5.3通信之前必須呼叫尋由向量網(wǎng)是有連接的網(wǎng)絡(luò)，通信之前必須首先呼叫連接，需要一定反應(yīng)時(shí)間。應(yīng)對(duì)方法。首先，呼叫連接是所有有連接網(wǎng)絡(luò)的共同問題，比如ATM就需要呼叫連接，實(shí)際應(yīng)用中沒有發(fā)現(xiàn)任何問題。其次，呼叫連接只造成通信業(yè)務(wù)開始的延遲，一旦開始沒有額外延遲，這種開始的延遲在幾秒數(shù)量級(jí)可以接受。最后，可以采用緩沖呼叫連接結(jié)果來(lái)大大降低呼叫連接開銷。3.5.4終端負(fù)責(zé)維護(hù)通信連接終端負(fù)責(zé)維護(hù)多路徑的向量連接，終端的開銷略有增加。但是，占用終端的資源，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)的開銷是合算的策略！3.5.5向量地址的長(zhǎng)度可能比較長(zhǎng)向量地址的長(zhǎng)度與通信路徑的長(zhǎng)度有關(guān)，從北京到柳州有20多跳，勢(shì)必向量地址會(huì)有20、40或80字節(jié)？可以證明，覆蓋全世界的網(wǎng)絡(luò)，向量地址的平均地址長(zhǎng)度小于32比特。定性地解釋如下：設(shè)最長(zhǎng)的VA是128比特（比如從中國(guó)到美國(guó)），考慮到實(shí)際訪問距離有遠(yuǎn)有近，所以平均為64比特。另一方面，64比特的VA在轉(zhuǎn)發(fā)過程中不斷減少，所以VA平均表現(xiàn)的長(zhǎng)度減半，為32比特。3.6網(wǎng)絡(luò)的其他能力或功能的改善除了網(wǎng)絡(luò)QoS問題之外，網(wǎng)絡(luò)的其他特性也很重要，包括擴(kuò)展性、安全、能耗、計(jì)費(fèi)、多播、移動(dòng)、多宿等問題。多宿即Multi-Homing。擴(kuò)展性—無(wú)限擴(kuò)展。安全—向量地址有不可解讀等特點(diǎn)，對(duì)安全支持更好能耗—1/3計(jì)費(fèi)—可以分時(shí)段、分地域考慮多種因素高分辨率地詳細(xì)計(jì)費(fèi)，帶來(lái)的計(jì)費(fèi)成本不高。多播—只要分支節(jié)點(diǎn)理解多播即可。移動(dòng)—可以更好地配合控制面實(shí)現(xiàn)全面的移動(dòng)多宿--多宿就是多路徑，向量網(wǎng)擅長(zhǎng)！成本—初步研究表明相對(duì)于IP網(wǎng)，向量網(wǎng)可以成倍降低三層技術(shù)有關(guān)的成本（由于網(wǎng)絡(luò)各層的透明性，三層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)改進(jìn)，不能降低三層以下各層的成本）向量交換機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了向量交換，緩沖，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先級(jí)，擁塞檢測(cè)和報(bào)告，流量統(tǒng)計(jì)，信令識(shí)別等向量交換機(jī)所必需的所有功能一種向量網(wǎng)絡(luò)地址編碼方法，授權(quán)專利號(hào)：ZL200610089302.6,授權(quán)日期2009年9月2日一種向量包定義及其向量交換實(shí)現(xiàn)方法，申請(qǐng)?zhí)枺?00910238387.3，2009年12月3日提交。一種通信網(wǎng)絡(luò)擁塞控制的方法，申請(qǐng)?zhí)枺?00810114927公開號(hào)：101296187公開日：2008/10/29千兆交換機(jī)硬件仿真交換機(jī)一個(gè)單片機(jī)一個(gè)向量交換機(jī)每個(gè)向量交換機(jī)6個(gè)端口端口為同步1kbps可以與PC串口匹配組網(wǎng)26節(jié)點(diǎn)的真實(shí)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)的研制12個(gè)終端12個(gè)三口交換機(jī)12個(gè)七口交換機(jī)一個(gè)功能交換網(wǎng)一個(gè)LAN，一個(gè)IP網(wǎng)2個(gè)雙端口服武器LANLAN等效交換機(jī)(VN/LAN)IPIP融合交換機(jī)(VN/IP/LAN)820三口節(jié)點(diǎn)服務(wù)器去其他網(wǎng)絡(luò)功能交換網(wǎng)向量網(wǎng)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)拓?fù)鋵?shí)驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)多個(gè)對(duì)等組的兩層樹形架構(gòu)；提供UDP/VN協(xié)議棧，目前已經(jīng)直接實(shí)現(xiàn)VN網(wǎng)上語(yǔ)音通信和視頻播放。用IPoverVN方式，能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、視頻和Web應(yīng)用的通信。實(shí)現(xiàn)了部分網(wǎng)絡(luò)管理功能，能監(jiān)視所有端口的流量11陣列1以太網(wǎng)接口以太網(wǎng)接口21021025125串口串口功能交換網(wǎng)GWGW(橫向14跳)一個(gè)單片機(jī)一個(gè)向量交換機(jī)每個(gè)向量交換機(jī)6個(gè)端口端口為同步1kbps可以與PC串口匹配組網(wǎng)搭建的功能實(shí)驗(yàn)網(wǎng)主要成果（專利）要求：提交專利、標(biāo)準(zhǔn)和草案7篇。國(guó)際專利1.Amethodofvectornetworkaddresscoding，美國(guó)發(fā)明專利USNo.12/304,435，梁滿貴；2.AMETHODOFVECTORNETWORKADDRESSCODING,

國(guó)際PCT專利申請(qǐng)?zhí)朠CT/CN2007/00182中國(guó)專利（1）一種向量網(wǎng)絡(luò)地址編碼方法，授權(quán)專利號(hào)：ZL200610089302.6,授權(quán)日期2009年9月2日（2）一種向量數(shù)據(jù)通信網(wǎng)上建立向量連接的方法，授權(quán)專利號(hào)ZL200710064804.8，授權(quán)日期2009年10月28日。（3）一種向量數(shù)據(jù)通信網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)多播路由的方法，申請(qǐng)?zhí)枺?00810056850公開號(hào)：101222511公開日：2008/07/16（4）一種通信網(wǎng)絡(luò)的層次接入控制方法，申請(qǐng)?zhí)枺?00810112003公開號(hào)：101272395公開日：2008/09/24（5）一種通信網(wǎng)絡(luò)擁塞控制的方法，申請(qǐng)?zhí)枺?00810114927公開號(hào)：101296187公開日：2008/10/29（6）一種向量包定義及其向量交換實(shí)現(xiàn)方法，申請(qǐng)?zhí)枺?00910238387.3，2009年12月3日提交。（7）一種向量網(wǎng)和IP網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)方式互連方法，申請(qǐng)?zhí)枺?00910244030.6，2009年12月25日提交。正在申請(qǐng)的專利（8）一種層次分段加解密的接入認(rèn)證方法（9）一種鏈路狀態(tài)驅(qū)動(dòng)的通信連接更新觸發(fā)方法主要成果（論文）要求：發(fā)表SCI和EI檢索論文5篇。EI14篇，其中刊物論文3篇，完成！[1]Zhang,Jin-Yu(1);Huang,Cheng-Fu(2);Wang,Zhong(2);Liang,Man-Gui(1) PredictivepollingmechanismonEPON,BeijingYoudianDaxueXuebao/JournalofBeijingUniversityofPostsandTelecommunications31，2008EI:20084811741086[2]Zhang,Jin-Yu(1);Liu,Li(2), ImplementmechanismondistributedEPONDBAbasedonutility,RuanJianXueBao/JournalofSoftware 19，2008EI:20083211445293[3]Zhang,Jin-Yu(1);Liu,Li(2);Liang,Man-Gui(1),FairandefficientTCPperformanceadjustmentmechanismforEPON, TienTzuHsuehPao/ActaElectronicaSinica 36,vol.36,no.11，2008EI:20085211812821[4]LiangMan-Gui,ZhangJin-Xin,WangShu-Juan.ANewNetworkBasedonVectorAddress,ICWMMN2008(The2ndIETInternationalConferenceonWireless,Mobile&MultimediaNetworks),2008EI:20093612281033[5]Wang,SJ;Liang,MG,"ACredibility-basedCongestionControlMethod"The5thInternationalConferenceonWirelessCommunications,NetworkingandMobileComputing,PROCEEDINGSSEP24-26,2009EI:20100112610164UTISI:000275789401504[6]WangZhao-Wei,LiangMan-Gui,VectorAddressRoutingProtocolforMANET,ICSP'08(9thInternationalConferenceonSignalProcessing)EI:20092612145559UTISI:000270665401208[7]

Zhao

A

Qun,

Liang

Man

Gui,

A

New

Mobile

Network

Architecture，2008INTERNATIONALSYMPOSIUM

ON

COMPUTER

SCIENCE

AND

COMPUTATIONAL

TECHNOLOGY(ISCSCT2008)，shanghai,

China,

December

20~22,

2008

EI:20091211972064UTISI:000263591800159[8]Zhang,JY;Liang,MG,"IPTVQoSimplementmechanisminWLAN,"2008FOURTHINTERNATIONALCONFERENCEONINTELLIGENTINFORMATIONHIDINGANDMULTIMEDIASIGNALPROCESSING,PROCEEDINGS AUG15-17,2008EI:20084311653462UTISI:000258990400027[9]Zhang,JY;Liang,MG,"AnoptimalpredictivepollingmechanismonEPON,"2008FOURTHINTERNATIONALCONFERENCEONINTELLIGENTINFORMATIONHIDINGANDMULTIMEDIASIGNALPROCESSING,PROCEEDINGS AUG15-17,2008

EI:20084311653638UTISI:000258990400208[10]Zhang,JY;Liang,MG,"AnefficientUSReliminatingmechanismonEPON,"2008FOURTHINTERNATIONALCONFERENCEONINTELLIGENTINFORMATIONHIDINGANDMULTIMEDIASIGNALPROCESSING,PROCEEDINGS AUG15-17,2008EI:20084311653750UTISI:000258990400324[11]ZhangJin-yu,LiangMan-Gui.NGNServicePricingSupportDecisionSystemBasedonFuzzyNeuralNetwork:NPDSS.ISDA,Nov2008,114-120.EI:20092612153290UTISI:000264423200096[12]WangZhao-Wei,LiangMan-Gui,ZhangJin-Xin.VectorSwitchingScheme(VSS)forSourceRoutingProtocolofMANET,ICWMMN2008(The2ndIETInternationalConferenceonWireless,Mobile&MultimediaNetworks),2008EI:20093612281018

[13]WangXue-fen,LiangMan-Gui,ANewSchemeforAccountingBasedonVectorNetwork,ICWMMN2008(The2ndIETInternationalConferenceonWireless,Mobile&MultimediaNetworks)EI:20093612281036[14]LiangMan-Gui,WuJun,WangShu-Juan,WangZhao-Wei.MulticastMethodBasedonNewNetworkTechnique,ICWMMN2008(The2ndIETInternationalConferenceonWireless,Mobile&MultimediaNetworks)EI:20093612281099在美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了學(xué)術(shù)交流KrishanSabnaniSeniorVicePresidentoftheNetworkingResearchLaboratoryatAlcatel-LucentBellLabsinNewJersey.HemanagesseveralresearchteamsbasedintheUS,UK,Ireland,Belgium,France,Germany,andIndia.KrishanhasworkedonseveralsystemsprojectsinthefieldsofInternetworkingandwirelessnetworking,andhasledsuccessfultransfersofresearchideastorealproductsinAlcatel-LucentandAT&Tbusinessunits.Hehasalsodoneextensivepersonalresearchindataandwirelessnetworking.KrishanisalsoaAdjunctProfessoratColumbiaUniversity.AwardsKrishanhasreceivedthe2005IEEEEricE.SumnerAwardandthe2005IEEEW.WallaceMcDowellAward.KrishanisaBellLabsFellow,afellowoftheInstituteofElectricalandElectronicEngineers(IEEE)andtheAssociationofComputingMachinery(ACM).Hereceivedthe1991LeonardG.AbrahamPrizePaperAwardfromtheIEEECommunicationsSociety.Krishanhasalsowonthe2005ThomasAlvaEdisonPatentAwardfromtheR&DCouncilofNewJersey.Hecurrentlyholds37patentsandhaspublishedmorethan70papers.總結(jié)研究一種新的網(wǎng)絡(luò)體系，稱為向量網(wǎng)，它以向量地址和向量交換為基礎(chǔ)，具有分形特征，可以無(wú)限擴(kuò)展。相對(duì)于現(xiàn)存的兩種類型的交換地址，向量地址是第三種類型的交換地址。相對(duì)于IP網(wǎng)、MPLS網(wǎng)和交換以太網(wǎng)三種主要網(wǎng)絡(luò)體系，部署向量網(wǎng)的效果是能耗減少（約1:3）、成本降低（數(shù)據(jù)包分析部分約相差1:6-26）（4096，10萬(wàn)）。而且，向量網(wǎng)技術(shù)可以從宏觀上改造現(xiàn)存IP網(wǎng)，效果是成倍增加QoS保證的網(wǎng)絡(luò)容量。相對(duì)于現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)，向量網(wǎng)不僅在保證QoS條件下，使能耗和成本大大降低，而且有更好的移動(dòng)、多宿、可控、可管和安全支持。為新一代網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)提出新的思路，可能解決一些難以解決的問題，比如解決“有連接”和“無(wú)連接”、Importance和Emergency、無(wú)限擴(kuò)充性和小網(wǎng)有效性等的矛盾?？梢杂脕?lái)改進(jìn)現(xiàn)有承載網(wǎng)即IP網(wǎng)，也可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)（云計(jì)算中的）SDN

1概述2問題根源3向量網(wǎng)4電信服務(wù)商干線應(yīng)用5數(shù)據(jù)中心應(yīng)用6無(wú)線環(huán)境下虛擬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)運(yùn)營(yíng)商干線網(wǎng)的主要特征運(yùn)營(yíng)商干線網(wǎng)相對(duì)于用戶網(wǎng)至少有以下特征網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、帶寬高，可靠性要求高，造價(jià)高流量密度高，短時(shí)間內(nèi)相對(duì)平穩(wěn)節(jié)點(diǎn)的能耗大網(wǎng)絡(luò)部署密度和快速變化的用戶需求的密度（白天、晚上，節(jié)假日），不能完全匹配，存在輕載區(qū)域和負(fù)載熱點(diǎn)兩種極端情況。根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)的實(shí)際情況，劃分網(wǎng)絡(luò)為若干小的子網(wǎng)，有的是用戶網(wǎng)，有的是轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)。用GW封裝子網(wǎng)，成為等效的VS或VNes依據(jù)VN的控制面技術(shù)整合所有VS為VN網(wǎng)聚合用戶網(wǎng)子網(wǎng)，成為等效的一個(gè)個(gè)VNes，但是對(duì)于IP用戶以上改造透明。運(yùn)營(yíng)商干線的改造方案虛擬交換機(jī)虛擬端系統(tǒng)11231212311123121231(VN包)(交換IP包)(用戶IP包)交換IP包VN包IP1hData用戶IP包VNhIP1hDataIP2hVNhIP1hData數(shù)據(jù)包的重疊關(guān)系返回Vab=（1，2，3）(VN包)IP5子網(wǎng)IP1子網(wǎng)IP2子網(wǎng)IP3子網(wǎng)IP4子網(wǎng)AB分布實(shí)現(xiàn)的控制面干線端系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)邊界網(wǎng)關(guān)GWs等效交換機(jī)用戶網(wǎng)關(guān)GWu等效端系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商干線的改造方案網(wǎng)絡(luò)的生長(zhǎng)上生長(zhǎng)：多個(gè)網(wǎng)絡(luò)整合成為更大的網(wǎng)絡(luò)下生長(zhǎng)：等效的交換機(jī)或端系統(tǒng)替換為子網(wǎng)。IDIPv6地址：Prefix+LocalAddressCDCD:910A:2222:5498:8475:1111:3900:20200:0:0:0:0:FFFF:0::9域名：LocIP地址為基礎(chǔ)，分段定義（子網(wǎng)和主機(jī)分段的擴(kuò)展方法）或多個(gè)IP級(jí)聯(lián)（外網(wǎng)IP+主機(jī)IP）專用的Loc格式Route向量地址VA改造后的運(yùn)營(yíng)商干線網(wǎng)，在宏觀上成為VN網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)其用戶多徑連接、全局動(dòng)態(tài)路由、新的QoS保證機(jī)制等特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展

、魯棒、可信任、高效率等性能大大增強(qiáng)，具體包括：分級(jí)分配資源，干線網(wǎng)可以維持絕對(duì)QoS。提高網(wǎng)絡(luò)利用率，理論計(jì)算可提