网络与通信工程 新一代互联网体系结构研究 徐斌 （中国铁通集团有限公司河南分公司，郑州４５００５２） 摘要：互联网已经成为现代社会前进的动力，互联网技术也在不断的取得突破，带来越来越直观的影响，论 文结合笔者的分析研究，将对比国内外新一代互联网体系结构研究的发展状况，并分析新一代互联网体系结构的特点、 内容等方面的知识，为相关的研究提供一定的参考。 关键词：新一代互联网；体系结构；特点；内容 中图分类号：ＴＰ３９３．０２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—７７１２（２０１４）２０－００９９－０１ 互联网为人类的发展构建了前所未有的发展平台，深刻 地的生活学习。 改变着人们的生活、生产方式，并且已经成为社会发展的动 力，互联网的发展水平反映着一个国家的综合竞争力。当前 的互联网技术日新月异，无线移动通信、超高速光通信、高 性能软件等技术的出现引领着互联网的深化。为了占领发展 的制高点，以美国为代表的发达国家在上世纪９Ｏ年代中期就 着手制定新一代互联网的体系结构研究和布局，我国相对落 后，研究研究新一代互联网体系结构具有现实的意义。 一、国内外新一代互联网体系结构发展现状研究 互联网虽然发展速度快，应用广泛，但是人们在描述互 联网时往往难以做到准确、全面，多数只是对其局部问题进行 有限的数学描述，可见互联网技术涉及内容的广泛性。美国从 ２００５年开始启动了新一代互联网研究计划，ＦＩＮＤ和ＧＥＭ，即未 来互联网设计和全球网络创新环境。未来互联网设计的目的是 激发研究人员的能动性与创新精神，设计出满足未来社会发展 需求的网络；全球网络创新环境的目的是构建一个安全的、全 新的，连接所有设备的互联网，刺激创新，促进经济增长，其 特征是激发科学和工程革命、值得社会信任、支持普适计算、 支持新技术融合、支持革命性服务和应用、成为虚拟世界和物 理世界的桥梁等。其后，在２００７年初，欧盟提出了新一代互联 网体系结构的研究计划－ＦＩＲＥ，即未来互联网研究和试验，设 计互联网概念、协议和体系结构，是一项长期的原创性研究， 其内容主要是管理未来互联网日益增长的移动性、复杂性、通 透性、安全性等，并在虚拟和物理世界大规模的进行验证和测试。 我国也开展了新一代互联网体系结构研究，着力于解决 互联网面临的重要技术挑战和难题，进行技术创新，以支持 新一代互联网的理论研究和应用。国内新一代互联网体系结 构研究已经取得了两个方面的共识：一是新一代互联网规模 不断扩大，急需体系结构平台的扩展；二是基础研究必须得 到重视，对新一代互联网体系结构进行设计研究，需要强大 的基础研究来支撑。通过分析美国和欧盟的新一代互联网体 系结构研究，我们发现新一代互联网的研究计划和需求基本 一致，基于这些特点，我们能更好的明确研究方向。 二、新一代互联网体系结构的研究 （一）新一代互联网基本特点 虽然许多国家都投入大量的人力物力进行新一代互联网 体系结构的研究，但对于“什么是新一代的互联网”始终没 有形成广泛的共识，但对于新一代互联网的基本特点还是取 得了一致的看法，即更大、更快、更安全、更便捷、更及时、 更高效、更易操作等，也可以用高性能、扩展性、移动性、 安全性、实时性、经济性和易管理几个特点来概括。 （１）高性能。具有更高的传输速度，可以达到１０一 ｌＯＯＭｂｐｓ，能够支持新一代互联网的通信需求。 （２）扩展性。可以连接到所有的电子设备或终端，网 络的规模更大，应用更广泛。 （３）移动性。采用无线通信技术，用户可以随时、随 ９９诗舞电子２０１４ （４）实时性。提供有保障的网络服务质量控制，支持 实时交互、大规模视频和组播等应用。 （５）安全性。新一代互联网体系结构要在共享性的前 提下，确保网络服务的安全可靠。 （６）经济。虽然目前新一代的互联网的建设取得进展， 但运营商大多处于亏损状态，不利于推广，因而要确保其应 用的广泛性，并需有良好的经济效益。 （７）易于管理。要克服互联网难以精细管理、操作复 杂的问题，向易操作管理的方向发展。 （二）新一代互联网体系结构的研究内容 （ｉ）关键科学问题及其内在联系。新一代互联网体系 结构要解决关键科学问题及其内在联系，分析起来，主要是 包含四个方面：分别是研究多维可扩展性、网络动态行为及 可控性、脆弱复杂系统的可信性、服务多样性问题等。 （２）体系结构基础理论。新一代互联网具有多维可扩 展性，可以定义为性能、规模、服务、安全和功能的可扩展 性，同样包含５个基本要素，即真实的地址访问、ＩＰｖ６协议、 ＩＰｖ４ ｏｖｅｒ ＩＰｖ６的网络过渡策略、可扩展的网络节点能力和 无连接的网络服务质量控制。 （３）新一代互联网路由器交换理论。互联网的问题终 究要落实到网络单元中，路由器交换理论的研究主要是关于 性能和规模的扩展问题。交换理论的研究体现在两个方面： 一是提出拓扑和参数配置以及出口选择的优化；二是可扩展 的路由器体系结构。 （４）网络动态行为与控制。着力于解决网络未知行为 与确定传输之间的矛盾，基于不同的数学模型进行测度，研 究网络行为的描述理论和多维理论模型。 三、结束语 新一代互联网的体系结构研究对于未来的社会的发展将 会产生深远的影响，因而针对性的加以分析研究，可以拓展 相关方面的理论，为业内研究人士提供一定的参考，限于笔 者的研究水平，文中观点存在不足之处，有待进一步的深入 探讨。 参考文献： 【１１王晓喃，高德民．下一代全ＩＰ无线传感器网络的研究 与设计Ⅱ１．电子科技大学学报，２０１０（０６）． ［２】吴秋峰．对网络时代信息与控制交融的一些思考【Ｉ１． 工业控制计算机，２００５（１１）． 【３】王怀民，唐扬斌，尹刚．互联网软件的可信机理【Ｊ］．中 国科学（Ｅ辑：信息科学），２００６（１０）． 【４】沈昌祥，张焕国，冯登国．信息安全综述叫．中国科学 （Ｅ辑：信息科学），２００７（０２）． ［作者简介］徐斌（１９７２．０５－），男，北京人，工程师， 本科，研究方向：通信、计算机、网络。