新一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展與分析

密級：XX期限：題目：新一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展與分析學(xué)號：姓名：專業(yè)：導(dǎo)師：學(xué)院：2011年12月11日摘要謝謝閱讀感謝閱讀聯(lián)網(wǎng)研究背景，研究現(xiàn)狀，待解決的問題進(jìn)行總結(jié)，并對位置標(biāo)志和精品文檔放心下載身份標(biāo)志分離的兩類方案進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞：新一代互聯(lián)網(wǎng)位置標(biāo)志身份標(biāo)志LISP謝謝閱讀ABSTRACTTheChallengeshavebeenbroughtbecauseoftheincreasing精品文檔放心下載networksizeanduserneeds.Ithasbeenbeingtoresearch精品文檔放心下載thearchitectureoftheNGI.Inthispaper,thebackground,感謝閱讀researchstatus,problemstobesolvedoftheNGIwillbe精品文檔放心下載summarized,andthen,twoprogramsarediscussed,whichsolved精品文檔放心下載theseparationoflocationmarkandidentitymark.謝謝閱讀KEYWORDS:NGIlocationmarkidentitymarkLISP感謝閱讀目錄1引言52現(xiàn)狀與問題62.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀6

2.2待解決的問題73

位置標(biāo)志和身份標(biāo)志分離8

3.1概述8謝謝閱讀3.2基于主機(jī)的路由體系結(jié)構(gòu)83.3基于網(wǎng)絡(luò)的路由體系結(jié)構(gòu)

93.4兩種方案的比較與分析9精品文檔放心下載4結(jié)束語參考文獻(xiàn)1引言互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過年的發(fā)展，已經(jīng)取得了巨大的成功，目前已然成為人們生活感謝閱讀感謝閱讀分層的協(xié)議棧；在網(wǎng)絡(luò)層部署唯一的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)協(xié)議，即IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)協(xié)議；基于些基本的設(shè)計原則。精品文檔放心下載然而，互聯(lián)網(wǎng)在這幾十年中發(fā)生了巨大的變化，在安全性、移動性、可擴(kuò)展性、可控可管性、服務(wù)質(zhì)量等方面，互聯(lián)網(wǎng)原始設(shè)計的缺陷逐漸暴露出來。尤其隨著以“內(nèi)容/信息共享”為主要特點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的快速發(fā)展，使得當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)正

IP地址匱乏]難以更大規(guī)

模擴(kuò)展；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量(QoS)控制能力弱，不能保障高質(zhì)量對不同業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)服

務(wù)；缺乏安全保障機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)安全漏洞多；對于用戶在移動互聯(lián)網(wǎng)的要求，傳網(wǎng)絡(luò)控制和管理變得異常艱難。感謝閱讀新一代互聯(lián)網(wǎng)研究，比較著名的幾個計劃包括下一代互聯(lián)網(wǎng)（，generationInternet）、下一代網(wǎng)（NGN，nextgenerationnetwork）、美國

國家科學(xué)基金會設(shè)立的全球網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新環(huán)境（GENI，globalenvironmentfor

歐

盟第七研發(fā)框架計劃（FP7）等。我國在新一代網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)方面剛起步，已

網(wǎng)絡(luò)

相關(guān)的項(xiàng)目。感謝閱讀22.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀美國自然科學(xué)基金會NSF于年啟動了兩項(xiàng)新一代互聯(lián)網(wǎng)研究計劃:

未來互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計FIND和全球網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新環(huán)境GENI。[2]FIND計劃最大的特點(diǎn)在于從

絡(luò)。FIND在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)各個方面的研究和設(shè)計都盡量做到不受以往的研究思

維的影響和束縛，即“革命式”、“從頭再來”。GENI計劃的目的則是構(gòu)建一個全

新的、安全的、能夠連接所有設(shè)備的互聯(lián)網(wǎng)，以促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，并刺激創(chuàng)新，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長。其目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)和評估可以作為21世紀(jì)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)的新的

革命性概念、示X和技術(shù)，建立一個用于研究未來互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、服務(wù)和過渡

家安全，并且能夠讓當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)較快過渡到新的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。GENI由兩部分

組成：研究計劃（researchprogram）和實(shí)驗(yàn)設(shè)施（experimentalfacility）。其

絡(luò)安全機(jī)制和新的網(wǎng)絡(luò)管理機(jī)制，使下一代互聯(lián)網(wǎng)具有高度安全性和可管理性。傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動無線通信、RFID等）。精品文檔放心下載年初，歐盟在其第七框架FP7“未來互聯(lián)網(wǎng)研究和試驗(yàn)”

的概念、協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)、相關(guān)的科技、工業(yè)和社會經(jīng)濟(jì)學(xué)等方面。其主要研究述屬性。同為未來互聯(lián)網(wǎng)研究計劃，F(xiàn)IRE和GENI有著很多的相同之處，它們

都關(guān)注如何搭建真實(shí)試驗(yàn)環(huán)境，從而為理論研究提供證據(jù)支持。FIRE希望通過

螺旋式的部署方案，沖出地理上的限制，建立全球性的大規(guī)模試驗(yàn)環(huán)境。FIRE

織協(xié)同合作，還能降低能耗和成本。精品文檔放心下載我國在國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（“973”計劃）中也明確提出了“新的

關(guān)

的項(xiàng)目。2003年，清華大學(xué)、國防科技大學(xué)、郵電大學(xué)、東南大學(xué)和中科院

網(wǎng)絡(luò)信息中心5個單位共同承擔(dān)了國家“973”計劃項(xiàng)目“新一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)

X體

系基礎(chǔ)研究”，以孟洛明教授為首席科學(xué)家的“可測可控可管的IP研

”謝謝閱讀做了深入的探討。感謝閱讀2.2待解決的問題新一代互聯(lián)網(wǎng)的基本特征有“擴(kuò)展性、高性能、實(shí)時性、移動性、安全性、

問題。謝謝閱讀網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)單一、可擴(kuò)展性不強(qiáng)和網(wǎng)絡(luò)功能的復(fù)雜多樣性的問題。雖然人展度。在支持新的服務(wù)方面則表現(xiàn)出越來越多的局限性。例如，很難對組播進(jìn)行支都是由于盡力而為的服務(wù)模型只考慮了互聯(lián)互通的擴(kuò)展性目標(biāo)而沒有考慮互聯(lián)

和路由方式、服務(wù)類型等方面都很難進(jìn)一步擴(kuò)展[4]。謝謝閱讀分析中得到了一些基于自相似和長相關(guān)的理論成果,但是這些成果背后的科學(xué)能滿足要求網(wǎng)絡(luò)提供更好的服務(wù)質(zhì)量的需求。精品文檔放心下載網(wǎng)絡(luò)的安全可信問題[5]?；ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)作為一個巨大的系統(tǒng)工程，它有其固有的謝謝閱讀謝謝閱讀求不斷提高的前提下保證其安全是一個困難的問題。感謝閱讀網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需求的復(fù)雜多變的問題。新一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性（規(guī)模更大、結(jié)

務(wù)的互操作性、提供速度、可用性、可擴(kuò)展性、可管理性和服務(wù)質(zhì)量、服務(wù)的智提供具有高可用性、良好互操作性和高性能的服務(wù)，如何對現(xiàn)有的服務(wù)進(jìn)行協(xié)

論問題。精品文檔放心下載33.1概述近年來，互聯(lián)網(wǎng)的路由可擴(kuò)展性問題引起了越來越多的關(guān)注。在互聯(lián)網(wǎng)的無缺省路由域(DFZ)中，路由表的規(guī)模正以“超線性”的速度增長[6]，這無疑嚴(yán)重

DFZ中

路由表規(guī)模高速增長的根本原因是由于IP地址同時承擔(dān)標(biāo)識主機(jī)身份和尋址雙

重功能而導(dǎo)致的IP地址語義過載。為解決這個問題，多數(shù)專家認(rèn)為需要從根本

上對現(xiàn)有路由體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計規(guī)劃。感謝閱讀為解決路由系統(tǒng)的可擴(kuò)展性問題，目前已經(jīng)提出了多種方案[7]。這些方案大于身份標(biāo)識和位置標(biāo)識(ID/Locator)分離的思想，將IP地址的主機(jī)身份標(biāo)識與路

DFZ中

路由表的規(guī)模，還支持站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)多歸屬和流量工程，實(shí)現(xiàn)路由系統(tǒng)的可擴(kuò)展。目前學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的很多研究團(tuán)體已經(jīng)提出了眾多基于位置和身份分離精品文檔放心下載置不同分為兩類：第一類方案在主機(jī)處將徹底分離，這需要對主機(jī)

作一定的修改；第二類方案在邊界路由器處進(jìn)行ID/Locator的分離，通過在網(wǎng)

關(guān)處進(jìn)行封裝映射來實(shí)現(xiàn)，主機(jī)無需作任何改變。謝謝閱讀3.2基于主機(jī)的路由體系結(jié)構(gòu)這類方案的基本思想是在主機(jī)處實(shí)現(xiàn)位置標(biāo)識符和身份標(biāo)識符的徹底分離。精品文檔放心下載早期M.O'Dell提出的GSE就屬于此類方案，它將主機(jī)的IPv6地址分為和IDID的全球唯一性和安全性。

此后提出的以及HIP也屬于此類方案。感謝閱讀感謝閱讀精品文檔放心下載設(shè)計了一個扁平的4層名字空間結(jié)構(gòu)，包括用戶級描述符(ULD)服務(wù)描

和IP還提出了一個三級地址解析

方案，包括將解析為SID、將SIDEID將解析為IP過精品文檔放心下載增加SID和這兩個額外的名字空間和解析層次，LNAI不僅能夠允許服務(wù)和絡(luò)多歸屬，并可以將中間盒如網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)和防火墻等整合到互聯(lián)網(wǎng)體

系架構(gòu)。感謝閱讀HIP[8]標(biāo)識層將原來緊密耦合的傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層分開，徹底分離IP地址的雙重功能，

使IP地址只作為網(wǎng)絡(luò)層使用的位置標(biāo)識符，專用于數(shù)據(jù)包的路由轉(zhuǎn)發(fā)，而把主謝謝閱讀機(jī)標(biāo)識的功能交給主機(jī)標(biāo)識符(HostID)IP地址

作為主機(jī)的標(biāo)識。在雙方進(jìn)行通信時，IP地址的變化對傳輸層透明，從而保證

在發(fā)生移動或者地址變化時，通信可以持續(xù)進(jìn)行，而不會被中斷。謝謝閱讀精品文檔放心下載感謝閱讀3.3基于網(wǎng)絡(luò)的路由體系結(jié)構(gòu)此方案的基本思想是：將整個路由域分為全局路由域和本地路由域，ID/Locator的分離在邊界網(wǎng)關(guān)處實(shí)現(xiàn)。全局路由域是由邊界網(wǎng)關(guān)組成的，在同

Internet面臨的路由可擴(kuò)展問題支持站

點(diǎn)多歸屬，而且由于ID/Locator在路由器處進(jìn)行分離，有利于ISP工程控制。精品文檔放心下載Cisco公司提出的LISP與邊緣網(wǎng)絡(luò)劃分不同的路由空間]基本思想是通過核心網(wǎng)絡(luò)和邊緣網(wǎng)絡(luò)的分離

實(shí)現(xiàn)核心網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性。它將當(dāng)前具有雙重語義的IP地址命名空間分離成端

節(jié)點(diǎn)身份標(biāo)識(EID)和路由地址(RLOC)，其中EID用于在邊緣網(wǎng)絡(luò)(本地路由域)

中進(jìn)行路由，而RLOC對應(yīng)為位置標(biāo)識符，用于核心網(wǎng)(全局路由域)的路由，并

份與位置的分離。LISP采用IP-OVER-隧道技術(shù)，其中內(nèi)層XX存放EID，

外層XX存放RLOC。隧道端點(diǎn)路由器負(fù)責(zé)緩存EID到RLOC的映射。感謝閱讀謝謝閱讀精品文檔放心下載由于LISP以盡量少地改變Internet的基礎(chǔ)設(shè)施為設(shè)計目標(biāo)，所以在LISP精品文檔放心下載署。當(dāng)然，LISP也存在一些問題。例如，LISP的實(shí)現(xiàn)依賴隧道技術(shù)，邊界路由器需要維護(hù)流量狀態(tài)，由此而產(chǎn)生的可靠性和擴(kuò)展性問題有待解決。精品文檔放心下載3.4兩種方案的比較與分析需要對現(xiàn)有的主機(jī)軟件作很大精品文檔放心下載精品文檔放心下載的部署代價較大。在引入了多個層次的名字空間后，安全問題如拒絕服務(wù)

攻擊也成為LNAIHIP為代表的在主機(jī)處實(shí)現(xiàn)ID/Locator分離的方

案實(shí)現(xiàn)了IP增強(qiáng)了安全性，實(shí)現(xiàn)了路由系統(tǒng)的可擴(kuò)展，但是這類方案需要對主機(jī)進(jìn)行修改，謝謝閱讀部署難度較大，且不能支持有效的流量工程。以LISP為代表的采取映射封裝的由器進(jìn)行改動，部署代價較小，支持網(wǎng)絡(luò)多歸屬和流量工程，能夠增量部署。這類方案的最大問題是，需要在入口隧道路由器(ITR)處采用查詢映射，查詢延遲感謝閱讀ITR可以在沒精品文檔放心下載計和性能提出了要求。精品文檔放心下載精品文檔放心下載的重要因素。精品文檔放心下載4結(jié)束語經(jīng)過十多年時間，人們越來越深刻地認(rèn)識到下一代互聯(lián)網(wǎng)研究的重要性、復(fù)感謝閱讀精品文檔放心下載精品文檔放心下載國內(nèi)外的研究工作大多仍處于初始階段，尚存大量的理論與實(shí)現(xiàn)問題需要解決感謝閱讀[10]中國作為一個互聯(lián)網(wǎng)用戶的大國，必須抓住這個歷史性的機(jī)遇，一方面跟蹤謝謝閱讀權(quán)的技術(shù)成果；使中國在新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域與國際水平同步甚至領(lǐng)先，展，最終提升中國在信息領(lǐng)域的核心技術(shù)競爭力及影響力。謝謝閱讀[1]余建斌.新一代互聯(lián)網(wǎng):速度更快容量更大.人民日報.2010-07-05.

[2]吳建平,X瑩,吳茜.新一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)理論研究進(jìn)展.中國科學(xué)(E輯:信

息科學(xué)).2008,(10).精品文檔放心下載精品文檔放心下載[3]吳建平,,X瑩.下一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢.中興通訊技

術(shù).2011,(02).謝謝閱讀[4]吳建平,吳茜,徐恪.下一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)研究及探索.報.2008,(09).謝謝閱讀[5]陸璇,龔向陽程時端.