《未來網(wǎng)絡與物聯(lián)網(wǎng)》

未來網(wǎng)絡體系結構研究及其對物聯(lián)網(wǎng)影響

李樂民lml@2010.09.08整理課件內(nèi)容提要1.網(wǎng)絡的發(fā)展與存在問題2.解決可擴展性的方案2.1名址分離2.2邊緣網(wǎng)與骨干網(wǎng)分離3.對物聯(lián)網(wǎng)影響4.結語整理課件1.網(wǎng)絡的發(fā)展與存在問題為了適應數(shù)據(jù)等多種業(yè)務，網(wǎng)絡向分組化發(fā)展。傳統(tǒng)的電話網(wǎng)（電路交換）不適合突發(fā)性業(yè)務運用。傳統(tǒng)的Internet采用了IP，但是，當初的設計思想與目前情況不適應。整理課件當初有下列幾點認為網(wǎng)絡用戶是基本友好的。欠考慮商業(yè)應用。欠考慮用戶移動性、邊緣的多樣化。網(wǎng)絡不透明，對管理者和用戶的可知性差。欠考慮應用的多樣性需求。整理課件因此，國內(nèi)外對未來互聯(lián)網(wǎng)的研究十分重視。由于三網(wǎng)融合，現(xiàn)在常說要研究“未來網(wǎng)絡”。在日本，他們說要研究“新一代網(wǎng)絡”未來網(wǎng)絡也包括傳感器網(wǎng)絡等。整理課件日本

AKARI項目Asmalllightinthedarkpointingtothefuture

NewGenerationNetwork整理課件What’s“NewGenerationNetwork”orNWGN?PresentNetwork

Revised

NXGNNewGenerationNetwork(NWGN)200520102015PastNetworkNextGeneration

Network(NXGN)2)modification1)clean-slateExamples:

CellPhones>2G>3G>4G?

Internet>IPv4>IPv6>IPv?NextGenerationsNewGenerationsAKARI

…asmalllightinthedarkpointingtothefuture

整理課件整理課件研究考慮的問題1.可擴展性路由表的擴大2.安全性原地址欺騙，DDoS攻擊3.移動性快速切換整理課件4.多歸宿（Multi-homing)5.業(yè)務量工程（TrafficEngineering）整理課件2.可擴展性IPv4采用了32比特的地址碼，有約40億個地址碼，但是，現(xiàn)在面臨地址枯竭的境遇。IPv6采用了128比特的地址碼,地址空間比IPv4增加了2的96次方倍。但是，IPv6還存在可擴展性問題，主要是憂慮核心網(wǎng)中路由器的路由表擴大得太快，超過了電子器件的實現(xiàn)能力。即使不超過，電能消耗大也是不利的。IPv6還存在著安全、可控可管等問題。整理課件BGP路由器中轉發(fā)信息表條目數(shù)整理課件傳統(tǒng)的IP地址碼既有位置標識的功能，又有身份標識的功能，這會使路由表的條目數(shù)增加，影響可擴展性。從壓縮路由表的角度，一個用戶單位內(nèi)的IP地址最好由提供商分配，使他們可會聚，合用前綴。但是，換提供商時，用戶的IP地址要改，不方便，且易出錯。因此，有的用戶采用獨立的IP地址，會增加路由表的條目數(shù)。采用多歸宿、流量工程，也會增加條目數(shù)。整理課件名址分離解決可擴展性的方案之一是采用名址分離。除有利可擴展性外，也有利于解決移動性等。已提出多種方案。其中有：HIP-HostIdentityProtocolLISP等整理課件2.1HIP主機標識協(xié)議（HIP）方案：

在傳輸層和網(wǎng)絡層之間增加了主機標識層。應用層和傳輸層通信，基于加密的主機標識。IP地址只用于選路。整理課件HIP-HostIdentityProtocolThenewHostIdentitylayerIPaddrProcessTransportIPlayerLinklayerIPaddressHostIdentityHostIDTheHostIdentityLayer

translatesHIstoIP

addressessandvice

versa整理課件IPlayerFragmentationHIP分層功能LinkLayerForwardingIPsecTransportLayerEnd-to-end,HITHop-by-hop,IPaddressHIPMobilityMulti-homingv4/v6bridge整理課件2.2LISPHIP要對主機進行更改，主機要有相當?shù)倪\算能力，這影響HIP的推廣應用。Cisco公司提出了LISP（LocatorIdentifierSplitProtocol），不改變主機。而把分離放在邊緣網(wǎng)和骨干網(wǎng)連接處。在連接處再采用全球路由地址。整理課件LISPEIDEndpointidentifier(您是誰？）RLOCRoutingLocator(您連在網(wǎng)絡何處？）分離后，RLOC可有效地會聚。LISP采用了邊緣網(wǎng)和骨干網(wǎng)分離的概念。整理課件名址映射（Mapping)在名址分離的網(wǎng)絡中，需要解決名址映射，是一個新問題。整理課件HongbinLuo,YajuanQin,HongkeZhangADHT-BasedIdentifier-to-locatorMappingApproachforaScalableInternetIEEETrans.onParallelandDistributedSystems,20(10),Oct.2009

整理課件全局位置、局部位置和身份分離Lisp中，邊緣網(wǎng)中身份和位置仍合在一起，因此提出再加LocalLocator。成為：GlobalLocator,LocalLocator,andIdentifierSplit但要改變主機。整理課件究竟哪種體系結構好，還在研究中。整理課件3.對物聯(lián)網(wǎng)影響3.1物聯(lián)網(wǎng)的傳感器網(wǎng)若在局部地區(qū)使用，可用其自己的體系結構（作為邊緣網(wǎng)）。

例如，6LoWPAN（IPv6overLowpowerWirelessPersonalAreaNetworks）在802.15.4無線網(wǎng)上運行IPv6協(xié)議。若要連到骨干網(wǎng)去，需作地址變換。如將來用LISP，則用其連至骨干網(wǎng)的路由器。整理課件3.2物聯(lián)網(wǎng)中要考慮安全功能，可參考HIP。P.Urien,etal.HIP-Tags,anewparadigmfortheInternetofThings.WirelessDays,1stIFIP2008整理課件3.3ONS（ObjectNamingService，對象名服務）ONS系統(tǒng)主要處理電子產(chǎn)品碼與對應的信息服務器地址的映射管理和查詢。在未來網(wǎng)絡研究中，有一些新的查