網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是從1990年代中期發(fā)展起來的新技術(shù),它把互聯(lián)網(wǎng)上分散的資源融為有機(jī)整體,實(shí)現(xiàn)資源的全面共享和有機(jī)協(xié)作,使人們能夠透明地使用資源的整體能力并按需獲取信息。資源包括高性能計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識(shí)資源、專家資源、大型數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、傳感器等。 當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)只限于信息共享,網(wǎng)絡(luò)則被認(rèn)為是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三階段。 ITU-TSG11和SG13為主,啟動(dòng)了NGN的標(biāo)準(zhǔn)研究。SG11在新的研究期推出5個(gè)研究課題,在NGN環(huán)境中網(wǎng)絡(luò)控制功能體系、應(yīng)用控制和信令需求與協(xié)議、會(huì)話控制和信令需求與協(xié)議、承載控制和信令需求與協(xié)議、資源控制和信令需求與協(xié)議、準(zhǔn)備推廣分組網(wǎng)絡(luò)的手冊(cè);SG13推出了15個(gè)NGN標(biāo)準(zhǔn)草案,意在對(duì)NGN的研究方向、框架體系、業(yè)務(wù)需求、網(wǎng)絡(luò)功能、互通、服務(wù)質(zhì)量、移動(dòng)性管理、可管理的IP網(wǎng)絡(luò)和NGN演進(jìn)方式等各個(gè)方面提出總體要求;歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織ETSI繼成功運(yùn)作了主導(dǎo)全球3G標(biāo)準(zhǔn)之后,又開展了NGN的TISPAN計(jì)劃。在此背景下,2004年6月ITU-T要加速NGN標(biāo)準(zhǔn)工作,成立了NGN專題研究組FGNGN,分別在7個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行工作,依次為業(yè)務(wù)需求、功能體系架構(gòu)和移動(dòng)性、IP QoS、控制和信令能力、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)以及IP承載能力要求。
NGN典型實(shí)驗(yàn)網(wǎng)
◆GENI/FIND
GENI的全稱是用于網(wǎng)絡(luò)革新的全球環(huán)境(Global Environment for Networking Innovations)。未來互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃PlanetLab是GENI的原型,正是因?yàn)镻lanetLab,GENI才成為可能。
PlanetLab是用于開發(fā)下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的開放式全球性測(cè)試平臺(tái),目前在全球擁有300多個(gè)站點(diǎn)、600多個(gè)節(jié)點(diǎn)。GENI支持豐富的節(jié)點(diǎn)技術(shù)并且暴露低層次的網(wǎng)絡(luò)連接,使更多的互聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)成為可能。同時(shí)GENI支持多種類型的服務(wù),降低了研究者使用GENI的門檻。
GENI與未來互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目FIND(Future Internet Network Design)有著重要聯(lián)系。
FIND是NSF網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與技術(shù)計(jì)劃(Networking Technology and Systems,簡(jiǎn)稱NeTS)的一個(gè)長(zhǎng)期項(xiàng)目,研究網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)。FIND支撐GENI的實(shí)施,其目標(biāo)是設(shè)計(jì)下一代Internet,核心特征包括:安全性、健壯性、可管理性、新計(jì)算模式范例、集成新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、高水準(zhǔn)的服務(wù)體系結(jié)構(gòu)及新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)理論。FIND雖然是GENI計(jì)劃的重要組成部分,但它不會(huì)涵蓋GENI的所有研究領(lǐng)域,F(xiàn)IND更側(cè)重于未來互聯(lián)網(wǎng)體系框架的研究。
GENI是一個(gè)開放的、大規(guī)模的、真實(shí)的試驗(yàn)設(shè)施,其目標(biāo)是在全球通信網(wǎng)中進(jìn)行革命性的研究。核心目標(biāo)是改變互聯(lián)網(wǎng)及分布式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本質(zhì):長(zhǎng)時(shí)間綜合嚴(yán)格的理論理解和強(qiáng)制的、徹底的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,以建立起一個(gè)范例。
GENI的組成:一套硬件資源(包括計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)、骨干網(wǎng)連接、尾端電路、存儲(chǔ)容量、可定制路由器、無線子網(wǎng)等),并將綁定到某個(gè)特定試驗(yàn)的資源集稱為切片(Slice)。GENI的核心機(jī)制可以概括為:支持廣泛的接入技術(shù)和互聯(lián)、接口標(biāo)準(zhǔn)化(可擴(kuò)展性)、多級(jí)別虛擬化(組件重用)以及slice之間的隔離。GENI強(qiáng)調(diào)的是切片(Slicing)、虛擬化和可編程性,其概念設(shè)計(jì)如圖1所示。
◆NEWARCH
NEWARCH是由DARPA在2000~2003年建立的一個(gè)研究項(xiàng)目,其目標(biāo)是“為未來的10到20年開發(fā)和評(píng)價(jià)一種加強(qiáng)的Internet體系結(jié)構(gòu)”。它研究了變化的需求,并對(duì)一些關(guān)鍵的體系結(jié)構(gòu)問題和思想進(jìn)行了高層探索,形成了一系列的報(bào)告。NEWARCH提出了一種無全局地址空間的全局互操作方法FARA,一種用戶控制的路由體系結(jié)構(gòu)NIRA,一種顯式的擁塞控制機(jī)制XCP,一種基于角色的體系結(jié)構(gòu)RBA(非分層結(jié)構(gòu))以及一種分區(qū)機(jī)制。研究這些問題的基礎(chǔ)是NEWARCH分析了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的本質(zhì),對(duì)其內(nèi)涵進(jìn)行了解釋。
◆CORONET
CORONET也是DARPA建立的研究項(xiàng)目,其全稱是動(dòng)態(tài)多T比特核心光纖網(wǎng)絡(luò):體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議、控制和管理(Dynamic Multi-Terabit Core Optical Networks: Architecture, Protocols, Control and Management)。CORONET的目標(biāo)是為高動(dòng)態(tài)、多T比特的全球核心光纖網(wǎng)絡(luò)開發(fā)出具有很高性能、高生存性和安全性的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議、控制和管理軟件。與其它NGN研究項(xiàng)目不同,CORONET在第二階段的時(shí)候,會(huì)開發(fā)和測(cè)試兼容的網(wǎng)絡(luò)控制和管理軟件,使其能夠適用于政府和商用電信承載網(wǎng)。因此,CORONET沒有硬件開發(fā)或測(cè)試,它針對(duì)的領(lǐng)域有:網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)(網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)元),協(xié)議和算法(高速業(yè)務(wù)開通和恢復(fù)),網(wǎng)絡(luò)控制和管理。CORONET的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)是全球的核心光網(wǎng),IP over WDM的體系結(jié)構(gòu),包括一些網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(重要的IP服務(wù),帶區(qū)分QoS),高度動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)(帶有高速業(yè)務(wù)開通和關(guān)閉),可以應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)多處并發(fā)失效的容錯(cuò)性,以及簡(jiǎn)化的網(wǎng)絡(luò)操作和增強(qiáng)的安全性。CORONET需要解決的問題有高度網(wǎng)絡(luò)有效性(低成本,規(guī)模,能耗等)、快速可配置型以及全光網(wǎng)等。
◆FIRE
FIRE的全稱是未來Internet研究和實(shí)驗(yàn)(Future Internet Research and Experimentation)。其目標(biāo)是:獨(dú)立于特定的商業(yè)模型;功能獨(dú)立(不局限于特定的項(xiàng)目范圍);開放的范圍/綜合化(網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)域);可擴(kuò)展性(通過客戶需求和技術(shù)革新);開放性(獨(dú)立于廠商和運(yùn)營(yíng)商);分布化/互聯(lián)(通過工具和開源);支持開源技術(shù)、新思路的驗(yàn)證、互操作性和測(cè)試等;支持以及橋接學(xué)術(shù)界和工業(yè)界。圖2是FIRE與基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)的關(guān)系。
◆CANARIE
1998年,CANARIE部署了CAnet 3,這是世界上第一個(gè)國家光纖Internet研究和教育網(wǎng)絡(luò)。CAnet3被許多運(yùn)營(yíng)商復(fù)制用于商用領(lǐng)域。但是網(wǎng)絡(luò)流量的爆炸性增長(zhǎng)要求有一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來支持先進(jìn)的高帶寬網(wǎng)格計(jì)算。因此,加拿大政府通過了1.1億的CANARIE項(xiàng)目,以設(shè)計(jì)、部署和運(yùn)營(yíng)CAnet 4。
CAnet 4的目標(biāo)是將各地的研究網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)起來,通過一系列的點(diǎn)到點(diǎn)光纖OC-192(10Gbps)互聯(lián),CAnet 4的整體網(wǎng)絡(luò)能力相當(dāng)于CAnet 3的4~8倍。CAnet 4采用了“客戶驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)”的概念,動(dòng)態(tài)分配資源到用戶,支持更大的能力來部署應(yīng)用。對(duì)于國家和國際協(xié)作、數(shù)據(jù)訪問和分析、分布式計(jì)算以及遠(yuǎn)程控制基礎(chǔ)來說,這些能力都是重要的。
CAnet4采用了大規(guī)模的Web服務(wù)部署體系結(jié)構(gòu),如圖3所示。
NGN的建設(shè)思路
下一代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是面向業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò),基于面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)等技術(shù)。下一代網(wǎng)絡(luò)的第一個(gè)特點(diǎn)應(yīng)該是漸進(jìn)式的,通過小的漸進(jìn)式的演進(jìn)來改善已有網(wǎng)絡(luò)。第二個(gè)特點(diǎn)是聯(lián)邦式的,即它應(yīng)該是不同網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)邦,允許不同體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議的存在,如CAnet4、SURFnet、NLR等。第三個(gè)特點(diǎn)是應(yīng)該有部分全新的網(wǎng)絡(luò),如NewARCH、GENI等,以容許更先進(jìn)技術(shù)和體系結(jié)構(gòu)的部署和使用。
從建設(shè)思路來說,NGN應(yīng)該對(duì)承載網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)的需求分別進(jìn)行梳理。對(duì)于承載網(wǎng),一是實(shí)現(xiàn)端到端的QoS,解決接入網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的挑戰(zhàn);二是解決網(wǎng)絡(luò)級(jí)可靠性問題,引入VPLS技術(shù);三是解決設(shè)備級(jí)可靠性問題,考慮使用NSR的保護(hù)機(jī)制;四是保證網(wǎng)絡(luò)安全。
NGN業(yè)務(wù)上需要解決好幾方面的問題:一是泛移動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)下的業(yè)務(wù)提供問題;二是固定與移動(dòng)融合問題;三是個(gè)性化業(yè)務(wù)問題。由此必須建設(shè)水平的業(yè)務(wù)提供平臺(tái),在標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,適當(dāng)引入研究網(wǎng)絡(luò)的功能,如面向服務(wù)的結(jié)構(gòu)和傳感器網(wǎng)絡(luò)等,建立立體的業(yè)務(wù)提供平臺(tái)。
下一代網(wǎng)絡(luò)包括下一代互聯(lián)網(wǎng)和下一代電信網(wǎng)絡(luò),雖然其實(shí)驗(yàn)網(wǎng)和商用網(wǎng)均有不同,但是融合是發(fā)展趨勢(shì)。電信網(wǎng)在標(biāo)準(zhǔn)化組織的推動(dòng)下,已經(jīng)制定了演進(jìn)的路徑,而下一代互聯(lián)網(wǎng)也在全球進(jìn)行廣泛的實(shí)驗(yàn),這些都是建設(shè)下一代網(wǎng)絡(luò)的良好基礎(chǔ)。下一代網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),需要在已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和演進(jìn)路徑基礎(chǔ)上,融合成熟的技術(shù),從而使下一代網(wǎng)絡(luò)具有更大的能力和更豐富的業(yè)務(wù)與應(yīng)用。
網(wǎng)絡(luò)的神奇作用吸引著越來越多的用戶加入其中,正因如此,網(wǎng)絡(luò)的承受能力也面臨著越來越嚴(yán)峻的考驗(yàn)―從硬件上、軟件上、所用標(biāo)準(zhǔn)上......,各項(xiàng)技術(shù)都需要適時(shí)應(yīng)勢(shì),對(duì)應(yīng)發(fā)展,這正是網(wǎng)絡(luò)迅速走向進(jìn)步的催化劑。
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