可演进的新一代互联网体系结构研究进展

当前互联网正处于向新一代互联网过渡发展的阶段.对于新一代互联网体系结构的发展方向,支持革命式路线的研究人员认为应该重新设计,但他们提出的方案难以在目前的互联网实际部署;支持改良式路线的研究人员认为应该在现有互联网的基础上进行修改,但某些修改在一定程度上破坏了互联网的设计原则,影响了新应用的部署.互联网发展历史表明,当前互联网的核心机制和设计原则仍然具有旺盛的生命力,可以适用于新一代互联网,而需要修改的则是部分基本要素(例如IPv4协议向IPv6协议的发展).综合这些方面的考虑,我们认为新一代互联网体系结构的发展应当采用一个称为演进的中间路线:保持互联网的核心和设计原则相对稳定,谨慎地改变约束其扩展的基本要素,以适应和更好地支持未来的应用需求.文中首先分析了互联网体系结构的发展趋势,提出了可演进性的定义,阐述了可演进体系结构的设计原则和设计约束.可演进性的关键是如何确定重要的核心和设计原则,如何划分核心原则和基本要素之间的界限,如何分析研究者们提出的互联网体系结构或者某种协议机制是否符合可演进性.针对这些问题,文中提出了互联网体系结构可演进性评估模型的若干思路.在此基础上,进一步提出了基于IP的可演进网络体系结构实验网络的设计思路,以期为研究人员提供实验和验证体系结构设计的可用平台.该实验平台与现有实验平台的主要区别是强调了进行实验的体系结构和协议机制应当符合可演进性设计原则,使得这些体系结构和协议机制在当前互联网中有可能得到实际部署.     

面向应用适应能力的互联网体系结构评估方法

互联网体系结构的演进已经成为学术界和工业界的共识,面向现有体系结构存在问题的修补策略以及基于各种思路的新的体系结构方案不断被提出,但得到大众认可并得到应用的少之又少.如何评估这些策略和方案是否符合互联网体系结构发展的需求成为当前急需解决的一个重要问题.现有的评估工作大多从用户或者ISP的效益出发对互联网体系结构的竞争力和演化趋势进行评估,它们并不考虑应用类型变化对互联网体系结构发展的影响.文中从应用的角度出发,立足于体系结构本身,提出了一种面向应用适应能力的体系结构评估方法,并构建了相应的评估模型2ACT(Application Adaptation CapaciTy),该方法以体系结构的服务适应性(Service AdapTability)及经济适应性(Economic AdapTability)为基础进行建模,以量化应用数据类型变化、应用部署开销对互联网体系结构发展的影响.该方法不但可用于评估体系结构自身的发展趋势,也可用于对体系结构中各种协议或机制的发展能力进行评估.针对当前多媒体数据流量剧增的现象,文中对两种适于多媒体数据应用的机制(In-network内容缓存机制和IP组播协议)进行了评估,结果发现这两种理论上具有优势的协议需在一定的限制条件下部署才能发挥其优势.用户或ISP可以结合自身的应用需求,根据2ACT模型的评估结果,选择相应的体系结构或者协议进行部署.     

面向功能进化的可重构路由器体系结构研究

由于新协议和业务的不断涌现,传统路由器的刚性和封闭性导致其无法满足上层业务发展而自由演进,因此面向功能进化的开放可重构路由器是今后发展的趋势。提出了基于积木式组装机制的可重构路由器体系结构,通过基于多矢量映射的可重构机制,利用局部矢量变化实现自身功能的不断更新、添加或删除来实现路由器功能进化,从而有力支撑上层业务的演进。     

仿真在战术互联网效能评估中的应用

效能评估是战术互联网建设的重要内容,仿真是效能评估的关键技术.在分析战术互联网效能评估方法的基础上提出了基于HLA的战术互联网分布式仿真系统体系结构,基于战术互联网战场环境的特点建立了网络场景模型,并从对路由协议性能的影响方面与目前常用网络仿真环境模型进行了比较,仿真结果说明不同的网络场景模型将对战术互联网性能仿真产生较大的影响从而影响效能评估结果.文章所建立的战术互联网仿真系统体系结构和网络场景模型可以对战术互联网性能仿真和效能评估提供一定参考.     

基于下一代互联网的SIP安全机制研究

文中指出了现有网络体系在当今应用背景下出现的弊端,分析了向下一代互联网络演进的必然性。介绍了下一代互联网体系的特点和面临的技术挑战,提出了软交换设备为下一代互联网的核心,进而引出了SIP会话初始化协议在下一代互联网的重要地位。文中从SIP协议本身分析了其常见的安全威胁和安全措施,结合下一代互联网开放、异构、互联的特殊应用环境对SIP现有安全机制提出挑战,提出了适用于下一代互联网体系的SIP安全解决方案。最后提出一种基于源端认证、过程跟踪、系统性监控的SIP安全模型。     

基于层次分析法的端到端质量综合评估模型

针对当前运营商网络对端到端质量的关注点,提出了基于统计分析和客户感知的端到端质量评估模型。该模型聚焦于客观网络指标和主观使用感知,应用实践表明,基于层次分析法的端到端质量评估将定性和定量结合,对网络与终端协同发展、提升客户感知提供比较客观、准确、综合的结果,该模型和思路可扩展应用于移动互联网和长期演进（ LTE）网络的全业务质量评估。     

基于树结构的分布式BGP路由计算迭代算法

随着互联网规模的迅速增长,下一代核心路由器的研究重点正在向可扩展体系结构的方向发展.分布式路由协议计算是可扩展路由器需要解决的关键问题之一.作为已经在骨干网上广泛部署的重要路由协议,BGP协议的分布式模型及其相关算法的研究是可扩展路由器体系结构中的重要研究课题.本文基于BGP路由计算模型,对“路径选优”这一BGP基本操作的特性进行了深入分析,提出了一种按照树状结构来组织路由计算过程的模型,基于此模型可以分布式计算BGP路由.针对两类典型的可扩展路由器体系结构,本文分别提出了相应的迭代树算法,对算法给出了性能改进的理论分析.通过模拟实验,验证了本文所述模型的实际性能.     

基于JAVA语言和SNMP协议的PON网络故障管理模型

本文提出了基于JAVA语言和SNMP协议的PON网络故障管理模型,此模型可以运用于一个PON网络故障管理子系统或者用于一个大型综合网络管理系统的故障管理模块。此模型利用Java语言的可动态加载特性实现了流动代码机制;利用SNMP的稳定性、简单性和灵活性,实现了易扩展,易调试和易理解的故障管理子系统。基于该模型的故障管理系统具有简单、轻便、灵活和实用的特点。     

多媒体网络:从内容分发网络到未来互联网

近年来,随着网络技术的飞速发展,互联网流量视频化的趋势日益明显,视频应用使互联网的可扩展性、可演进性、服务质量和网络安全面临诸多挑战.内容分发网络通过在应用与网络间构建覆盖网,为解决网络视频应用面临的分发难题提供了有力的支持,也成为当前网络视频产业中的关键技术.但是随着视频应用在移动性、交互性、异构性以及可扩展性方面需求的不断增长,现有内容分发网络技术面临重大挑战,学术界与工业界都试图从互联网体系架构入手解决网络视频应用中的问题.文中系统总结了内容分发技术面临的挑战以及现有互联网体系结构研究的思路与核心技术,提出了面向未来网络的多媒体网络设计思路.     

基于多Agent协商机制的PCB装配调度系统

文中针对PCB装配调度问题设计了一个基于多Agent调度系统模型，给出了模型的体系结构与功能描述，系统将任务和优先权机制与基于合同网协议和KQML消息的竞标机制两者相结合，实现PCB装配的优化调度，详细介绍了多多Agent之间的KQML消息通信机制，给出一个应用实例。