未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-14.2未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)ComputerNetworking:ATopDownApproach

6thedition

JimKurose,KeithRoss

Addison-Wesley

March中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)自動(dòng)化系鄭烇摘自：吳建平、黃滔、謝高崗等綜述性論文第1頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-2提要概述TCP/IP體系結(jié)構(gòu)存在主要問(wèn)題國(guó)內(nèi)外體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)實(shí)狀況美國(guó)歐洲日本中國(guó)體系結(jié)構(gòu)代表性結(jié)果信息中心網(wǎng)絡(luò)面向動(dòng)態(tài)性體系架構(gòu)其它體系結(jié)構(gòu)：云網(wǎng)絡(luò)、可選網(wǎng)絡(luò)SDN總結(jié)和趨勢(shì)第2頁(yè)提要概述TCP/IP體系結(jié)構(gòu)存在主要問(wèn)題國(guó)內(nèi)外體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)實(shí)狀況美國(guó)歐洲日本中國(guó)體系結(jié)構(gòu)代表性結(jié)果信息中心網(wǎng)絡(luò)面向動(dòng)態(tài)性體系架構(gòu)其它體系結(jié)構(gòu)：云網(wǎng)絡(luò)、可選網(wǎng)絡(luò)SDN總結(jié)和趨勢(shì)4.2-3未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)第3頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-4互聯(lián)網(wǎng)歷史和一些體系結(jié)構(gòu)上改變經(jīng)過(guò)40多年發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為人類社會(huì)主要信息基礎(chǔ)設(shè)施分組交換試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互連驗(yàn)證分組交換有效性，處理大型機(jī)器遠(yuǎn)程登錄軍用網(wǎng)->民用網(wǎng)終端、用戶數(shù)量激增，全球最大網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：telnet，ftp，email到多媒體應(yīng)用、電子商務(wù)、游戲、社交網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式：C/S、P2P、云計(jì)算模式為了適應(yīng)業(yè)務(wù)多樣性和用戶、終端數(shù)量激增，互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)上打了很多補(bǔ)丁以滿足需要CIDR、NAT、RSVP、TLS、IPSec、CDN、MobileIp、網(wǎng)絡(luò)層組播區(qū)分服務(wù)，集成服務(wù)第4頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-5體系結(jié)構(gòu)并沒有得到根本改變體系結(jié)構(gòu)：原來(lái)IP為細(xì)腰沙漏結(jié)構(gòu)改變方向1：在應(yīng)用層增加功效、變成了大頭網(wǎng)絡(luò)邊緣主機(jī)上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵功效，效率低下CDN,P2P改變方向2：網(wǎng)絡(luò)層改變、變成了臃腫粗腰需要改變網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、難以全網(wǎng)布署CIDR,NAT,MPLS,IPSEC……但這些補(bǔ)丁沒有從根本上改變互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)當(dāng)前體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜，管理困難第5頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-6IPTCPUDPApplicationstokenradio,copper,fiber802.11PPPEth原有TCP/IP體系結(jié)構(gòu)IPTCPUDPApplicationstokenradio,copper,fiber802.11PPPEthdiffservintservmcastmobileIP“l(fā)ovehandles”NATIPSEC網(wǎng)絡(luò)層增加功效難以大規(guī)模布署，需要修改設(shè)備IPTCPUDPoverlayservicestokenradio,copper,fiber802.11PPPEthclientserverappsapplicationoverlays應(yīng)用層增加功效網(wǎng)絡(luò)邊緣實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵功效，效率低第6頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-7近年來(lái)發(fā)生根本改變和體系結(jié)構(gòu)面臨困境近些年來(lái)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)生一些根本改變接入方式改變：原因：移動(dòng)接入、物聯(lián)網(wǎng)、DTN網(wǎng)絡(luò)成為主要接入方式結(jié)果：以IP為關(guān)鍵體系在支持移動(dòng)性方面存在較大問(wèn)題（即使打了補(bǔ)?。簃obileip）網(wǎng)絡(luò)角色定位原因：云計(jì)算模式成為主流計(jì)算模式、新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用普及：多媒體內(nèi)容分享、社交網(wǎng)絡(luò)角色定位：從信息傳輸通道=>集信息采集、傳輸、存放和處理為一體信息平臺(tái)這些根本改變?cè)斐蓡?wèn)題：以IP地址為關(guān)鍵、以傳輸為主要目標(biāo)、按照端到端原理設(shè)計(jì)TCP/IP體系結(jié)構(gòu)存在問(wèn)題，難以滿足要求第7頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-8TCP/IP體系結(jié)構(gòu)存在問(wèn)題和出路路由可擴(kuò)展性、動(dòng)態(tài)性、安全性、可控可管、可靠性、Qos以及能耗問(wèn)題（續(xù)）對(duì)互聯(lián)網(wǎng)補(bǔ)丁式提升,如：IPMulticast、集成服務(wù)、區(qū)分服務(wù)缺乏大規(guī)模布署，也難以根本上處理問(wèn)題技術(shù)原因：難以根本上處理問(wèn)題經(jīng)濟(jì)原因：ISP投資收益不合算、缺乏布署動(dòng)力現(xiàn)象：IPv6布署十余年了，布署程度難以令人滿意出路：接著打補(bǔ)丁對(duì)TCP/IP體系結(jié)構(gòu)做革命式變革，重新來(lái)過(guò)第8頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-9路線圖和視角分析TCP/IP體系結(jié)構(gòu)存在根本問(wèn)題TCP/IP體系結(jié)構(gòu)假如不做革命性改變極難支撐新型應(yīng)用、數(shù)量更多用戶、種類更多移動(dòng)終端、滿足Qos、能耗、可管理安全等多方面更高要求分析國(guó)內(nèi)外未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)實(shí)狀況介紹支撐性技術(shù)SDN和創(chuàng)新試驗(yàn)環(huán)境進(jìn)展總結(jié)和分析未來(lái)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)展中問(wèn)題，百家爭(zhēng)鳴，爭(zhēng)論很多視角各不相同、觀點(diǎn)值得商榷第9頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-10提要概述TCP/IP體系結(jié)構(gòu)存在主要問(wèn)題國(guó)內(nèi)外體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)實(shí)狀況美國(guó)歐洲日本中國(guó)體系結(jié)構(gòu)代表性結(jié)果信息中心網(wǎng)絡(luò)面向動(dòng)態(tài)性體系架構(gòu)其它體系結(jié)構(gòu)：云網(wǎng)絡(luò)、可選網(wǎng)絡(luò)SDN總結(jié)和趨勢(shì)第10頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-11提要概述TCP/IP體系結(jié)構(gòu)存在主要問(wèn)題國(guó)內(nèi)外體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)實(shí)狀況美國(guó)歐洲日本中國(guó)體系結(jié)構(gòu)代表性結(jié)果信息中心網(wǎng)絡(luò)面向動(dòng)態(tài)性體系架構(gòu)其它體系結(jié)構(gòu)：云網(wǎng)絡(luò)、可選網(wǎng)絡(luò)SDN總結(jié)和趨勢(shì)第11頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-122.TCP/IP體系結(jié)構(gòu)存在主要問(wèn)題可擴(kuò)展問(wèn)題、動(dòng)態(tài)性問(wèn)題、安全可控問(wèn)題討論方式是什么問(wèn)題為何是TCP/IP體系結(jié)構(gòu)極難支撐，從而是個(gè)根本問(wèn)題第12頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-132.1可擴(kuò)展問(wèn)題可擴(kuò)展性概念伴隨用戶或者終端數(shù)量增加，網(wǎng)絡(luò)流量增加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是不是能夠做出很好支撐，而且性能沒有得到非常大下降（線性、合理而不是瓦解性）就是增加到了10億-100億，流量增加再多，TCP/IP體系下路由系統(tǒng)是不是查表以及路由更新都還很快互聯(lián)網(wǎng)可擴(kuò)展性現(xiàn)實(shí)狀況：互聯(lián)網(wǎng)流量增加已經(jīng)超出了摩爾定律網(wǎng)絡(luò)數(shù)量到達(dá)35多萬(wàn)個(gè)慣用網(wǎng)絡(luò)高層關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)路由器必須要知道這些網(wǎng)絡(luò)怎樣走最關(guān)鍵路由器需要處理速率非常快最快路由設(shè)備即使采取了TCAM這么硬件也已經(jīng)到達(dá)了極限，設(shè)備復(fù)雜、查找速度慢、能耗超高物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備普及+移動(dòng)設(shè)備增多，愈加雪上加霜第13頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-142.1可擴(kuò)展問(wèn)題流量增加原因：新型應(yīng)用和計(jì)算模式出現(xiàn)數(shù)據(jù)密集型計(jì)算和文件分發(fā)業(yè)務(wù)：視頻（殺手級(jí)應(yīng)用）云計(jì)算模式使得數(shù)據(jù)被提升到網(wǎng)絡(luò)上加以存放和處理物聯(lián)網(wǎng)形成了與互聯(lián)網(wǎng)共生網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)量大數(shù)據(jù)增加超出摩爾定律互聯(lián)網(wǎng)支撐業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)增加不好原因TCP/IP網(wǎng)絡(luò)：端到端通信模式（即使有很多相同數(shù)據(jù)，當(dāng)成不一樣）數(shù)據(jù)流量從接入網(wǎng)到關(guān)鍵網(wǎng)不停匯聚，關(guān)鍵流量大IP地址分配不均衡，多宿主，地址碎片，流量工程等使得路由匯聚不高效，每年增加1.3倍，關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)路由器到達(dá)35萬(wàn)條之多CDN技術(shù)布署昂貴，針對(duì)簽約用戶特定數(shù)據(jù)優(yōu)化，無(wú)法服務(wù)全局網(wǎng)絡(luò)用戶現(xiàn)有架構(gòu)下只有經(jīng)過(guò)不停增加硬件投資來(lái)緩解規(guī)模性問(wèn)題即使運(yùn)行商不停投入，也極難滿足互聯(lián)網(wǎng)流量增加業(yè)務(wù)收益都被ott業(yè)務(wù)吸入第14頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-152.2動(dòng)態(tài)性問(wèn)題早期終端都是固定接入，不存在動(dòng)態(tài)性問(wèn)題動(dòng)態(tài)性問(wèn)題引入移動(dòng)終端設(shè)備成為一個(gè)非常主要終端形式，其產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)流量已經(jīng)超出固定設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)使得低智能終端設(shè)備激增，其處理能力受限、休眠模式、自組織和按需路由使得動(dòng)態(tài)性增加動(dòng)態(tài)性帶來(lái)問(wèn)題數(shù)據(jù)傳輸路徑頻繁改變，破壞了應(yīng)用服務(wù)連續(xù)性影響了服務(wù)質(zhì)量第15頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-162.2動(dòng)態(tài)性問(wèn)題原因：IP地址：二重表示性，即代表身份又代表了位置地址不能夠很好地支持移動(dòng)性一些補(bǔ)丁如MobileIP使得協(xié)議棧冗余、效率低；端到端通信模式需要端系統(tǒng)維護(hù)連接狀態(tài)，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)低智能終端來(lái)說(shuō)是個(gè)負(fù)擔(dān)出路增加網(wǎng)絡(luò)智能，降低終端負(fù)擔(dān)設(shè)計(jì)身份和地址分離體系結(jié)構(gòu)將移動(dòng)管理和路由統(tǒng)一考慮，節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)過(guò)程中有著唯一和統(tǒng)一標(biāo)示將移動(dòng)性當(dāng)成是終端天然形式第16頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-172.3安全可控問(wèn)題互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)之初，網(wǎng)絡(luò)適用范圍在封閉和可控范圍之內(nèi)，安全需求小，也不存在安全威脅現(xiàn)實(shí)狀況：技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展使得網(wǎng)絡(luò)成為一個(gè)開放和不可控復(fù)雜環(huán)境安全需求大：電子商務(wù)，個(gè)人隱私等安全威脅大：攻擊、病毒、泄密現(xiàn)有安全方案(TLS,IPSec）使得協(xié)議棧臃腫，效率低安全設(shè)備（防火墻和IDS）難以協(xié)調(diào)發(fā)揮綜合防護(hù)效果現(xiàn)有安全辦法：被動(dòng)防御性質(zhì)，端到端通信模式使得只能提供端到端安全通道，無(wú)法實(shí)現(xiàn)針對(duì)服務(wù)和內(nèi)容安全服務(wù)第17頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-182.3安全可控問(wèn)題路由器行為模式是僵化，無(wú)法定義和改變網(wǎng)絡(luò)行為，包含資源分配和使用方式

網(wǎng)絡(luò)使用者無(wú)法控制資源分配和使用表現(xiàn)為：盡力而為服務(wù)模型不能保障應(yīng)用服務(wù)質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)行為不可控當(dāng)前，提出了很多資源保障辦法，用于增強(qiáng)盡力而為服務(wù)，但僅能確保單跳鏈路性能應(yīng)用性能可控取決于路徑傳輸性能，更主要還取決于傳輸和數(shù)據(jù)資源全局優(yōu)化P2P系統(tǒng)，應(yīng)用無(wú)法感知Peer節(jié)點(diǎn)物理位置，依然從遠(yuǎn)處“鄰居”請(qǐng)求數(shù)據(jù)第18頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-192.3安全可控問(wèn)題出路：設(shè)計(jì)面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)支持服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)相互感知，構(gòu)建安全和可信架構(gòu)支持定義和控制網(wǎng)絡(luò)行為，靈活可控構(gòu)建服務(wù)性能和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力、用戶需求定量模型以服務(wù)最大化為目標(biāo)決定網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)方式第19頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-20三大問(wèn)題根本原因TCP/IP架構(gòu)無(wú)法處理這些問(wèn)題設(shè)計(jì)新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和研究相關(guān)機(jī)理處理方法演進(jìn)式補(bǔ)?。阂廊灰訲CP/IP架構(gòu)為關(guān)鍵，接著打補(bǔ)丁變革式路線：從零開始，不受現(xiàn)有體系結(jié)構(gòu)束縛要充分考慮和現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通問(wèn)題支持演進(jìn)式布署第20頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-21提要概述TCP/IP體系結(jié)構(gòu)存在主要問(wèn)題國(guó)內(nèi)外體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)實(shí)狀況美國(guó)歐洲日本中國(guó)體系結(jié)構(gòu)代表性結(jié)果信息中心網(wǎng)絡(luò)面向動(dòng)態(tài)性體系架構(gòu)其它體系結(jié)構(gòu)：云網(wǎng)絡(luò)、可選網(wǎng)絡(luò)SDN總結(jié)和趨勢(shì)第21頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-22提要概述TCP/IP體系結(jié)構(gòu)存在主要問(wèn)題國(guó)內(nèi)外體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)實(shí)狀況美國(guó)歐洲日本中國(guó)體系結(jié)構(gòu)代表性結(jié)果信息中心網(wǎng)絡(luò)面向動(dòng)態(tài)性體系架構(gòu)其它體系結(jié)構(gòu)：云網(wǎng)絡(luò)、可選網(wǎng)絡(luò)SDN總結(jié)和趨勢(shì)第22頁(yè)國(guó)外研究現(xiàn)實(shí)狀況美國(guó)科學(xué)基金會(huì)FIND計(jì)劃（FutureInternetDesign）美國(guó)科學(xué)基金會(huì)FIA計(jì)劃（FutureInternetArchitecture）第七框架/HorizonFIRE計(jì)劃（FutureInternetResearchandExperiment)FIBREFIRE計(jì)劃與巴西合作ECIAOFIRE計(jì)劃與中國(guó)合作未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)研究德國(guó)G-LAB歐盟FIRE美國(guó)GENI韓國(guó)ETRI日本JGN2plus澳大利亞NICTA中國(guó)CENI提供網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)環(huán)境奠定理論技術(shù)基礎(chǔ)美國(guó)科學(xué)基金會(huì)FIA-NP計(jì)劃（FutureInternetArchitecture-NextPhase）未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)設(shè)施美國(guó)歐盟第23頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-24提要概述TCP/IP體系結(jié)構(gòu)存在主要問(wèn)題國(guó)內(nèi)外體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)實(shí)狀況美國(guó)歐洲日本中國(guó)體系結(jié)構(gòu)代表性結(jié)果信息中心網(wǎng)絡(luò)面向動(dòng)態(tài)性體系架構(gòu)其它體系結(jié)構(gòu)：云網(wǎng)絡(luò)、可選網(wǎng)絡(luò)SDN總結(jié)和趨勢(shì)第24頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-253.1未來(lái)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展-美國(guó)主要由美國(guó)NSF支持，未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)（FIND）支持了50多個(gè)研究項(xiàng)目包括：新型體系結(jié)構(gòu)、路由機(jī)制、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理、感知和測(cè)量、安全和無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)不受現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)限制敞開式研究，從中擇優(yōu)年，未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)（FIA）支持：NDN,MobilityFirst,Nebula,XIA,ChoiceNet內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，云網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)安全可信機(jī)制、經(jīng)濟(jì)模型等方面對(duì)關(guān)鍵機(jī)理進(jìn)行探索第25頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-26現(xiàn)有FIA研究綜合對(duì)比第26頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-273.2未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)實(shí)狀況概述TCP/IP體系結(jié)構(gòu)存在主要問(wèn)題國(guó)內(nèi)外體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)實(shí)狀況美國(guó)歐洲日本中國(guó)體系結(jié)構(gòu)代表性結(jié)果信息中心網(wǎng)絡(luò)面向動(dòng)態(tài)性體系架構(gòu)其它體系結(jié)構(gòu)：云網(wǎng)絡(luò)、可選網(wǎng)絡(luò)SDN總結(jié)和趨勢(shì)第27頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-283.2未來(lái)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展-歐盟，歐盟第7框架計(jì)劃(FP7)資助了150多項(xiàng)包括：未來(lái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、云計(jì)算、服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)、可靠信息通信、網(wǎng)絡(luò)媒體和搜索、未來(lái)網(wǎng)絡(luò)社會(huì)科學(xué)、應(yīng)用領(lǐng)域、未來(lái)網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)床體系結(jié)構(gòu)項(xiàng)目：FIRE,4WARD,SAIL,CHANGE,PSIRP4WARD提出全新整體處理方案，包含6個(gè)子課題：社會(huì)經(jīng)濟(jì)、新型體系架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)管理和高效路徑轉(zhuǎn)發(fā)、信息中心網(wǎng)絡(luò)方面開展研究SAIL：24個(gè)業(yè)界著名運(yùn)行商、設(shè)備商和研究結(jié)構(gòu)共同參加，設(shè)計(jì)適合用于運(yùn)行商未來(lái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)新研究?jī)?nèi)容從關(guān)注網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到關(guān)注信息對(duì)象結(jié)合云計(jì)算和虛擬化計(jì)算云網(wǎng)絡(luò)，提供面向異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)并含有多路徑，多協(xié)議等特點(diǎn)開放式連接服務(wù)第28頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-293.3未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)實(shí)狀況概述TCP/IP體系結(jié)構(gòu)存在主要問(wèn)題國(guó)內(nèi)外體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)實(shí)狀況美國(guó)歐洲日本中國(guó)體系結(jié)構(gòu)代表性結(jié)果信息中心網(wǎng)絡(luò)面向動(dòng)態(tài)性體系架構(gòu)其它體系結(jié)構(gòu)：云網(wǎng)絡(luò)、可選網(wǎng)絡(luò)SDN總結(jié)和趨勢(shì)第29頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-303.3未來(lái)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展-日本，NICT開啟了AKARI研究計(jì)劃關(guān)鍵思想：摒棄現(xiàn)有架構(gòu)限制，研究全新架構(gòu)，并充分考慮到過(guò)渡問(wèn)題NWGN:新一代網(wǎng)絡(luò)，區(qū)分于下一代網(wǎng)絡(luò)NGN新架構(gòu)應(yīng)該遵照標(biāo)準(zhǔn)：簡(jiǎn)單，真實(shí)連接，可連續(xù)演進(jìn)進(jìn)展：完成了架構(gòu)設(shè)計(jì)，提出了光包交換，光路交換，包分多址，傳出層控制，位置表示分力，安全和Qos路由等創(chuàng)新技術(shù)方案年，NICT開啟新一代網(wǎng)絡(luò)研究和發(fā)展計(jì)劃NICT在工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和政府聯(lián)合協(xié)作下整合了相關(guān)項(xiàng)目：AIARI,JGN-X,網(wǎng)絡(luò)虛擬化，面向服務(wù)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行目標(biāo)：探討未來(lái)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)結(jié)果，使未來(lái)網(wǎng)絡(luò)滿足大規(guī)模、多終端情形下高層次用戶需求，處理網(wǎng)絡(luò)可連續(xù)發(fā)展問(wèn)題，創(chuàng)新社會(huì)價(jià)值第30頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-31提要概述TCP/IP體系結(jié)構(gòu)存在主要問(wèn)題國(guó)內(nèi)外體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)實(shí)狀況美國(guó)歐洲日本中國(guó)體系結(jié)構(gòu)代表性結(jié)果信息中心網(wǎng)絡(luò)面向動(dòng)態(tài)性體系架構(gòu)其它體系結(jié)構(gòu)：云網(wǎng)絡(luò)、可選網(wǎng)絡(luò)SDN總結(jié)和趨勢(shì)第31頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-323.4

未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)實(shí)狀況概述TCP/IP體系結(jié)構(gòu)存在主要問(wèn)題國(guó)內(nèi)外體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)實(shí)狀況美國(guó)歐洲日本中國(guó)體系結(jié)構(gòu)代表性結(jié)果信息中心網(wǎng)絡(luò)面向動(dòng)態(tài)性體系架構(gòu)其它體系結(jié)構(gòu)：云網(wǎng)絡(luò)、可選網(wǎng)絡(luò)SDN總結(jié)和趨勢(shì)第32頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-333.4未來(lái)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展-中國(guó)，科技部、基金委等部委支持新一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)理論，一體化可信網(wǎng)絡(luò)與普適服務(wù)體系基礎(chǔ)研究，可測(cè)可控可管IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)研究，新一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議基礎(chǔ)研究研究IPv6，互聯(lián)網(wǎng)可信模型，移動(dòng)性，可控可管，新型體系結(jié)構(gòu)和路由節(jié)點(diǎn)模型年，科技部開啟面向未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)研究計(jì)劃，面向服務(wù)未來(lái)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和機(jī)制研究，可重構(gòu)信息通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)20，科技部支持4個(gè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新試驗(yàn)環(huán)境研究項(xiàng)目基金委：未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究，后IP網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及其極力研究發(fā)改委擬開啟新中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新試驗(yàn)環(huán)境項(xiàng)目第33頁(yè)國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)理論研究基金委規(guī)劃重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域十二五未來(lái)無(wú)線通信理論與技術(shù)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)挖掘與了解信息空間安全復(fù)雜系統(tǒng)與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論相關(guān)973項(xiàng)目新一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議基礎(chǔ)研究（CB314800）

以IPv6為關(guān)鍵面向服務(wù)未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與機(jī)制研究（CB315800）

服務(wù)標(biāo)識(shí)代替IP地址可重構(gòu)信息通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系研究（CB315900）

可重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)理論智慧協(xié)同網(wǎng)絡(luò)理論基礎(chǔ)研究（CB329100)

服務(wù)-資源-網(wǎng)絡(luò)三層模型未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)理論十三五人機(jī)物融合未來(lái)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)空間安全第34頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)程N(yùn)SFGENISprial1GENIinitiativeannouncedDARPAPlatlabGENISprial2GENISprial3FIND(NSF)Euro-NGIEuro-FGI4WARDFP7/FP8FIREFIA（Europe）PPIRPMEVICOAKARI-ArchitectureDesignFIA(NSF)FIND-NP(NSF)JGN2JGN2PlusJGN-X第35頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-36提要概述TCP/IP體系結(jié)構(gòu)存在主要問(wèn)題國(guó)內(nèi)外體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)實(shí)狀況美國(guó)歐洲日本中國(guó)體系結(jié)構(gòu)代表性結(jié)果信息中心網(wǎng)絡(luò)面向動(dòng)態(tài)性體系架構(gòu)其它體系結(jié)構(gòu)：云網(wǎng)絡(luò)、可選網(wǎng)絡(luò)SDN總結(jié)和趨勢(shì)第36頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-37提要概述TCP/IP體系結(jié)構(gòu)存在主要問(wèn)題國(guó)內(nèi)外體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)實(shí)狀況美國(guó)歐洲日本中國(guó)體系結(jié)構(gòu)代表性結(jié)果信息中心網(wǎng)絡(luò)面向動(dòng)態(tài)性體系架構(gòu)其它體系結(jié)構(gòu)：云網(wǎng)絡(luò)、可選網(wǎng)絡(luò)SDN總結(jié)和趨勢(shì)第37頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-384.1信息中心網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前用戶比較關(guān)心從網(wǎng)絡(luò)上獲取內(nèi)容，而不是從哪里取得IP網(wǎng)絡(luò)通信模式：端到端通信適合用于遠(yuǎn)程主機(jī)登錄訪問(wèn)，歷史痕跡造成問(wèn)題：網(wǎng)絡(luò)上80%內(nèi)容都是重復(fù)傳輸熱點(diǎn)內(nèi)容資源浪費(fèi)，服務(wù)質(zhì)量差，不論怎樣擴(kuò)容總是滿足不了需求新架構(gòu)：以“位置”為中心->以“內(nèi)容”為中心網(wǎng)絡(luò)基本行為模式：以請(qǐng)求和獲取信息不是端到端訪問(wèn)信息中心網(wǎng)絡(luò)（ICN）研究項(xiàng)目美國(guó)：CCN,NDN,DONA歐盟：NetInf,PUSUIT/PRIRP思緒大同小異，細(xì)節(jié)有所不一樣第38頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-394.1信息中心網(wǎng)絡(luò)-CCN/DND歷史：施樂(lè)PARCVanJacobson提出了CCN（內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)）架構(gòu)FIA在支持NDN項(xiàng)目（命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)）延續(xù)了CCN架構(gòu)，加州大學(xué)洛杉磯分校張麗霞主要思想：新型互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)：保持沙漏模型，不過(guò)細(xì)腰變成了內(nèi)容塊以IP為中心，變成以內(nèi)容為中心網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)增加緩存，以存放換帶寬，降低冗余流量和服務(wù)器負(fù)載，提升服務(wù)質(zhì)量?jī)?nèi)容本身加密，而不是對(duì)信息容器和信道進(jìn)行加密，提升安全性

第39頁(yè)NDN架構(gòu)402類分組：興趣分組、數(shù)據(jù)分組節(jié)點(diǎn)引擎模型轉(zhuǎn)發(fā)信息表FIB（ForwardingInformationBase）內(nèi)容存放庫(kù)CS（ContentStore）待定興趣表PIT（PendingInterestTable）接收端驅(qū)動(dòng)：發(fā)送興趣分組，路由器收到興趣分組，記下接口放入PIT表（PendingInterestingTable）在FIB中查找命名轉(zhuǎn)發(fā)興趣分組興趣分組抵達(dá)目標(biāo)端，數(shù)據(jù)分組按照PIT原路返回，刪除PIT條目，決定內(nèi)容是不是放在CS中第40頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-414.1信息中心網(wǎng)絡(luò)-CCN/DND情況2：興趣分組抵達(dá)某個(gè)路由節(jié)點(diǎn)，假如在該節(jié)點(diǎn)CS中存放了內(nèi)容，則直接返回?cái)?shù)據(jù)分組情況3：CS未能夠命中，檢驗(yàn)PIT表格假如有，本節(jié)點(diǎn)已經(jīng)發(fā)送了一樣內(nèi)容興趣分組，只需要將收到興趣分組端口記下即可當(dāng)數(shù)據(jù)分組返回時(shí)，則向該端口發(fā)送數(shù)據(jù)分組假如沒有，則查FIT表格，轉(zhuǎn)發(fā)興趣分組（同情況1）

第41頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-424.1信息中心網(wǎng)絡(luò)-CCN/DND

第42頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-434.1信息中心網(wǎng)絡(luò)-CCN/DND關(guān)鍵技術(shù)命名機(jī)制緩存策略路由與轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制移動(dòng)性

第43頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-44CCN/DND關(guān)鍵技術(shù)-命名機(jī)制IP網(wǎng)絡(luò)命名主機(jī)、路由器等設(shè)備具備身份和地址雙重身份找某個(gè)IP，最終目標(biāo)是找設(shè)備上內(nèi)容ICN網(wǎng)絡(luò)命名內(nèi)容，解耦身份和地址CCN采取層次化命名方法，如：arc／Videos／widgetA．mpg層次化命名可表達(dá)數(shù)據(jù)塊之間關(guān)系，支持聚合，含有可讀性不過(guò)查找速度比不上平面查找速度

第44頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-45CCN/DND關(guān)鍵技術(shù)-緩存策略條件：存放技術(shù)成熟、價(jià)格廉價(jià)技術(shù)：經(jīng)過(guò)全網(wǎng)緩存來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)容高效分發(fā)路由器將過(guò)手內(nèi)容存放在其CS上，便于快速響應(yīng)與IP路由器緩存區(qū)分IP路由器：緩存目標(biāo)是匹配瞬間入出數(shù)據(jù)不一致，分組不再使用CCN能夠再次使用其過(guò)手內(nèi)容緩存策略緩存替換策略、放置決定策略、緩存管理技術(shù)

第45頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-46CCN/DND關(guān)鍵技術(shù)-路由與轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制CCN網(wǎng)絡(luò)中路由不基于IP地址，而是基于內(nèi)容基本思緒與基于IP地址路由一致通告內(nèi)容信息路由信息，便于以后基于內(nèi)容轉(zhuǎn)發(fā)已經(jīng)有路由算法基于OSPF及其改進(jìn)路由算法：OSPFN結(jié)合緩存設(shè)計(jì)路由算法，支持高效移動(dòng)性路由算法與IP網(wǎng)絡(luò)中路由有很大不一樣轉(zhuǎn)發(fā)：與IP網(wǎng)絡(luò)中分組轉(zhuǎn)發(fā)也有很大不一樣依據(jù)數(shù)據(jù)平面狀態(tài)調(diào)整轉(zhuǎn)發(fā)策略：觀察興趣分組和數(shù)據(jù)分組歷史痕跡，檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，尋找替換路徑來(lái)進(jìn)行有效轉(zhuǎn)發(fā)如：探測(cè)信息感知最優(yōu)路徑，多路徑，結(jié)合緩存

第46頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-47CCN/DND關(guān)鍵技術(shù)-移動(dòng)性移動(dòng)設(shè)備越來(lái)越多，甚至超出固定設(shè)備IP地址含有（身份，位置）雙重信息，移動(dòng)性支持性不好CCN網(wǎng)絡(luò)以內(nèi)容為中心，關(guān)心是內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)緩存內(nèi)容移動(dòng)設(shè)備移動(dòng)了，能夠重新發(fā)送未收到內(nèi)容興趣分組基于請(qǐng)求者驅(qū)動(dòng)模式能夠很好地支持移動(dòng)性

源端移動(dòng)性問(wèn)題：造成路由收斂性問(wèn)題第47頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-48提要概述TCP/IP體系結(jié)構(gòu)存在主要問(wèn)題國(guó)內(nèi)外體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)實(shí)狀況美國(guó)歐洲日本中國(guó)體系結(jié)構(gòu)代表性結(jié)果信息中心網(wǎng)絡(luò)面向動(dòng)態(tài)性體系架構(gòu)其它體系結(jié)構(gòu)：云網(wǎng)絡(luò)、可選網(wǎng)絡(luò)SDN總結(jié)和趨勢(shì)第48頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-49提要概述TCP/IP體系結(jié)構(gòu)存在主要問(wèn)題國(guó)內(nèi)外體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)實(shí)狀況美國(guó)歐洲日本中國(guó)體系結(jié)構(gòu)代表性結(jié)果信息中心網(wǎng)絡(luò)面向動(dòng)態(tài)性體系架構(gòu)其它體系結(jié)構(gòu)：云網(wǎng)絡(luò)、可選網(wǎng)絡(luò)SDN總結(jié)和趨勢(shì)第49頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-504.2面向動(dòng)態(tài)性體系架構(gòu)IP網(wǎng)絡(luò)面向固定IP端到端通信，對(duì)于移動(dòng)性支持不好將對(duì)移動(dòng)性支持作為網(wǎng)絡(luò)基本屬性FIA支持MobilityFirst項(xiàng)目由美國(guó)羅格斯大學(xué)和其它7個(gè)大學(xué)共同合作目標(biāo)是設(shè)計(jì)一個(gè)面向移動(dòng)場(chǎng)景、健壯、可信、以移動(dòng)終端作為主流設(shè)備網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)提供更為強(qiáng)大安全和信任機(jī)制技術(shù)特征支持快速GUID全局命名解析，采取公鑰基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驗(yàn)證；關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)采取扁平地址結(jié)構(gòu)、支持存放一轉(zhuǎn)發(fā)路由方式；支持逐跳分段數(shù)據(jù)傳輸；支持可編程移動(dòng)計(jì)算模式第50頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-514.2面向動(dòng)態(tài)性體系架構(gòu)MobilityFirst體系架構(gòu)第51頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-52提要概述TCP/IP體系結(jié)構(gòu)存在主要問(wèn)題國(guó)內(nèi)外體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)實(shí)狀況美國(guó)歐洲日本中國(guó)體系結(jié)構(gòu)代表性結(jié)果信息中心網(wǎng)絡(luò)面向動(dòng)態(tài)性體系架構(gòu)其它體系結(jié)構(gòu)：云網(wǎng)絡(luò)、可選網(wǎng)絡(luò)SDN總結(jié)和趨勢(shì)第52頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-534.3其它體系結(jié)構(gòu)-云網(wǎng)絡(luò)云網(wǎng)絡(luò):云計(jì)算中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，將云計(jì)算融合到未來(lái)網(wǎng)絡(luò)中，將網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算、存放和傳輸按需控制新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)FIA支持Nebula,由賓夕法尼亞大學(xué)和其它11個(gè)大學(xué)共同合作基本思緒：未來(lái)網(wǎng)絡(luò)由一大批高可用和可擴(kuò)展數(shù)據(jù)中心互連組成數(shù)據(jù)中心采取高可靠和可信關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)互連，經(jīng)過(guò)冗余、高可靠路由控制多個(gè)云提供商能夠獨(dú)立地使用復(fù)制技術(shù)，使得移動(dòng)用戶能夠經(jīng)過(guò)有線或無(wú)線等不一樣方式接入到最近數(shù)據(jù)中心第53頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-544.3其它體系結(jié)構(gòu)-云網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵組成：NDP:數(shù)據(jù)平面用于建立靈活接入控制和防御攻擊路由Nebula虛擬可擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(NVENT)，作為控制平面，提供給用服務(wù)訪問(wèn)和網(wǎng)絡(luò)抽象；Nebula關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)，連接數(shù)據(jù)中心和高效路由器Nebula體系架構(gòu)第54頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-55提要概述TCP/IP體系結(jié)構(gòu)存在主要問(wèn)題國(guó)內(nèi)外體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)實(shí)狀況美國(guó)歐洲日本中國(guó)體系結(jié)構(gòu)代表性結(jié)果信息中心網(wǎng)絡(luò)面向動(dòng)態(tài)性體系架構(gòu)其它體系結(jié)構(gòu)：云網(wǎng)絡(luò)、可選網(wǎng)絡(luò)SDN總結(jié)和趨勢(shì)第55頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-564.3其它體系結(jié)構(gòu)-可選網(wǎng)絡(luò)基本思緒：沒有哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施能夠滿足全部網(wǎng)絡(luò)需求，需要網(wǎng)絡(luò)滿足支持連續(xù)演化要求可選網(wǎng)絡(luò)：FIA支持了ChoiceNet經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵連續(xù)創(chuàng)新，經(jīng)過(guò)選擇和競(jìng)爭(zhēng)生成新應(yīng)用和商業(yè)模型建立在這些標(biāo)準(zhǔn)上網(wǎng)絡(luò)能夠針對(duì)當(dāng)前和未來(lái)挑戰(zhàn)提出新處理方案設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：勉勵(lì)可替換方案用戶將對(duì)高優(yōu)先級(jí)和含有創(chuàng)新性服務(wù)付費(fèi)提供能夠確保隨時(shí)感知可用替換方案及其性能機(jī)制第56頁(yè)57ChoiceNet體系架構(gòu)第57頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-58提要概述TCP/IP體系結(jié)構(gòu)存在主要問(wèn)題國(guó)內(nèi)外體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)實(shí)狀況美國(guó)歐洲日本中國(guó)體系結(jié)構(gòu)代表性結(jié)果信息中心網(wǎng)絡(luò)面向動(dòng)態(tài)性體系架構(gòu)其它體系結(jié)構(gòu)：云網(wǎng)絡(luò)、可選網(wǎng)絡(luò)SDN總結(jié)和趨勢(shì)第58頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-595.SDN軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN起源美國(guó)斯坦福大學(xué)C1eanSlate研究組提出一個(gè)新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)Ethane項(xiàng)目提出一個(gè)新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，簡(jiǎn)化管理模型在斯坦福校園布署出現(xiàn)了Openflow協(xié)議軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN發(fā)展，NickMcKeown教授在Sigcomm會(huì)議上展示了基于0penFlow網(wǎng)絡(luò)演示試驗(yàn)在美國(guó)GENI項(xiàng)目中進(jìn)行了校園網(wǎng)和骨干網(wǎng)規(guī)模試驗(yàn)性布署第59頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-605.SDN-體系架構(gòu)第60頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-615.SDN-歷史3月，德國(guó)電信、Google、Facebook、微軟等成立了ONF組織（OpenNetworkFoundation） 意在推進(jìn)以openflow為代表SDN網(wǎng)絡(luò)發(fā)展11月，IETF82次會(huì)議上開啟了軟件驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)工作提案并取得了經(jīng)過(guò)83-85次會(huì)議上形成了路由系統(tǒng)接口I2RS86～89次會(huì)議上陸續(xù)成立了工作組推進(jìn)該協(xié)議演進(jìn)應(yīng)用谷歌在其全球12個(gè)數(shù)據(jù)中心互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上布署了B4網(wǎng)絡(luò)，用于數(shù)據(jù)中心間網(wǎng)絡(luò)流量工程第61頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-625.SDN-思緒現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)問(wèn)題：網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元行為是僵化，改變起來(lái)非常困難每增加一個(gè)新協(xié)議，需要網(wǎng)絡(luò)中全部網(wǎng)元都要做出改變，創(chuàng)新布署時(shí)間較長(zhǎng)對(duì)策：讓網(wǎng)絡(luò)可定義和可編程使得網(wǎng)絡(luò)更含有靈活性，易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬化,成本降低主要思緒控制平面和數(shù)據(jù)平面分離：有利于底層網(wǎng)絡(luò)資源抽象和管理視圖集中，從而以虛擬資源形式支持上層應(yīng)用和服務(wù)能夠直接對(duì)控制平面進(jìn)行編程SDN本質(zhì)：邏輯集中，接口開放，可編程控制平面第62頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-635.SDN-體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)解釋SDN控制層監(jiān)視全局信息，集中實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能SDN對(duì)于上層設(shè)備來(lái)講就是一個(gè)邏輯交換設(shè)備大大簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理和運(yùn)行對(duì)于下層數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備無(wú)須支持大量協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，僅僅接收控制器指令即可充分簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)平面第63頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-645.SDN-體系結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)：交互協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)控制器，架構(gòu)可擴(kuò)展交互協(xié)議需求：協(xié)議能夠應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面進(jìn)行抽象，提供能夠編程接口交互協(xié)議應(yīng)該簡(jiǎn)練高效，防止控制平面成為瓶頸第一有現(xiàn)實(shí)意義SDN協(xié)議：OpenFlow協(xié)議實(shí)現(xiàn)了交換設(shè)備和控制設(shè)備相互通信SDN網(wǎng)絡(luò)交互協(xié)議經(jīng)過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)平面設(shè)備流表進(jìn)行編程控制經(jīng)過(guò)向數(shù)據(jù)平面交換機(jī)下發(fā)、刪除和更改流表來(lái)指導(dǎo)數(shù)據(jù)平面交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)流表：交換機(jī)路由器中進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)策略控制關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)匹配域，計(jì)數(shù)域和指令域第64頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-655.SDN-體系結(jié)構(gòu)流表中很多表項(xiàng)：流表：交換機(jī)路由器中進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)策略控制關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：（匹配域，計(jì)數(shù)域和指令域）每個(gè)表項(xiàng)表示了一個(gè)流及其對(duì)應(yīng)處理方法處理過(guò)程數(shù)據(jù)分組抵達(dá)交換機(jī)，匹配流表；按照流表描述動(dòng)作就行轉(zhuǎn)發(fā)不然：封裝為packet-in消息經(jīng)過(guò)安全通道交給控制器，由控制決定怎樣處理現(xiàn)實(shí)狀況：1.4版本添加了流水線協(xié)議和組表架構(gòu)對(duì)MPLS,VLAN標(biāo)簽，SCTP協(xié)議和ECN就行了支持第65頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-665.SDN-體系結(jié)構(gòu)SDN網(wǎng)絡(luò)控制器作用類似于網(wǎng)絡(luò)OS交換機(jī)上報(bào)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，控制器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度下發(fā)控制信令是數(shù)據(jù)平面交換機(jī)能夠協(xié)調(diào)、可靠和高效工作提供功效1）提供集中式編程環(huán)境，使得開發(fā)者看來(lái)網(wǎng)絡(luò)就像一個(gè)單獨(dú)機(jī)器，由統(tǒng)一資源管理和調(diào)度2）提供抽象編程開發(fā)接口，應(yīng)用程序面向這些接口進(jìn)行開發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)特定網(wǎng)絡(luò)特征好控制器特征

是開發(fā)者花費(fèi)最小開發(fā)出自己滿意應(yīng)用支持在線加載，開啟新應(yīng)用，滿足可靠性，高效性，易維護(hù)性，易移植性，安全性和簡(jiǎn)明性第66頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-675.SDN-體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)控制器現(xiàn)實(shí)狀況有多款各種語(yǔ)言編寫控制器也有一些列多控制器控制平面技術(shù)POX最早開源OpenFlow控制器，單線程操作，支持hub，switch，topology和route在內(nèi)各種應(yīng)用，提供編程接口Beacon跨平臺(tái)，支持多線程，經(jīng)過(guò)webUI就行訪問(wèn)控制，web界面就行動(dòng)動(dòng)態(tài)添加和刪除模塊BigNetworkController商用控制器，支持1000個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，每秒鐘鏈接250000臺(tái)主機(jī)Floodlight，Ryu，OpenDayligh第67頁(yè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.2-685.SDN-體系結(jié)構(gòu)SDN網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展技術(shù)必要性：SDN經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)平面和控制平面分離實(shí)現(xiàn)靈活高效管控當(dāng)前集中式管理平面設(shè)計(jì)，以及控、數(shù)平面頻繁交互影響系統(tǒng)性能表現(xiàn)：過(guò)載，易受攻擊，交互效率低結(jié)果：SDN應(yīng)用當(dāng)前還受限于較小規(guī)模試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)實(shí)狀況方向：設(shè)計(jì)新型分布式管理