本文關(guān)鍵詞：新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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新型信息通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀與趨勢

中國聯(lián)通網(wǎng)站

作者：曹薊光       2007-9-4 10:51

信息通信  網(wǎng)絡(luò)  體系結(jié)構(gòu)  

    一、現(xiàn)有信息通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)存在的問題

    隨著人們對(duì)信息服務(wù)需求的日益增長，信息社會(huì)呼喚可信賴、安全可靠的網(wǎng)絡(luò)與通信服務(wù)，而現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)面對(duì)這些需求暴露出了諸多問題和深層次的矛盾，已經(jīng)不能滿足未來信息社會(huì)持續(xù)發(fā)展的需要。

    1．互聯(lián)網(wǎng)存在的問題

    互聯(lián)網(wǎng)不能保證基本的安全性和可信任性，不可控、不可管、不能保證服務(wù)質(zhì)量。

    首先，互聯(lián)網(wǎng)的不可信任性表現(xiàn)在設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行管理的各個(gè)環(huán)節(jié)，頻繁爆發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)安全事件是互聯(lián)網(wǎng)脆弱性的具體表現(xiàn)。互聯(lián)網(wǎng)的安全問題極大地限制了互聯(lián)網(wǎng)更深層次的應(yīng)用與業(yè)務(wù)的創(chuàng)新空間，并嚴(yán)重制約著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展及其巨大潛力的發(fā)揮。同時(shí)，也影響到國民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展，甚至威脅社會(huì)的安定和國家的安全。

    其次，互聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上提供的是一種“盡力而為”的無連接的服務(wù)，不提供任何服務(wù)質(zhì)量保證。在以FTP，Email，Web服務(wù)為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)環(huán)境下，互聯(lián)網(wǎng)基本能夠滿足用戶需求。但是，面對(duì)語音電話、IPTV等實(shí)時(shí)流媒體傳遞，以及大量終端出現(xiàn)移動(dòng)通信的需求，已有的互聯(lián)網(wǎng)難以提供足夠的性能、功能和必要的服務(wù)質(zhì)量。

    互聯(lián)網(wǎng)的核心理念之一是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行無記憶傳送，在網(wǎng)絡(luò)中盡量不保存或少保存狀態(tài)信息，從而保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的簡單和高效。這種理念使得網(wǎng)元中缺少用于管理的必要信息，使得管理員無法高效對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和控制。

    2．電信網(wǎng)的問題

    傳統(tǒng)電信網(wǎng)在多業(yè)務(wù)綜合承載、新業(yè)務(wù)靈活部署等方面存在不足，基于IP內(nèi)核的下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)發(fā)展受到互聯(lián)網(wǎng)基因缺陷的困擾。

    現(xiàn)有電信網(wǎng)正在以IP為核心實(shí)施承載網(wǎng)的技術(shù)變遷，業(yè)務(wù)網(wǎng)將依托在以IP為技術(shù)基礎(chǔ)的承載網(wǎng)之上已沒有太多的懸念。然而，現(xiàn)有IP承載網(wǎng)的不可控、不可管，不能提供服務(wù)質(zhì)量保證，不能保證基本的安全性和可信任性，且加密技術(shù)濫用和失控，給信息通信安全造成嚴(yán)重威脅，現(xiàn)有IP承載網(wǎng)的設(shè)計(jì)思路不能適應(yīng)因網(wǎng)絡(luò)流量模型的變化而產(chǎn)生的新的業(yè)務(wù)承載需求。

    當(dāng)前，電信業(yè)務(wù)是建立在不可靠的IP網(wǎng)之上的，業(yè)務(wù)網(wǎng)中存在大量不合理的功能，缺乏具有本國特色的創(chuàng)新型業(yè)務(wù)。電信領(lǐng)域和互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)思路不同，優(yōu)缺點(diǎn)各異，缺乏必要的融合與協(xié)調(diào)，未來業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)思路尚不清晰，業(yè)務(wù)網(wǎng)成熟度和穩(wěn)定性也不高。業(yè)務(wù)具體實(shí)現(xiàn)方式多樣、混亂、易變，互聯(lián)互通難度大。單獨(dú)建設(shè)的多個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)難以實(shí)現(xiàn)靈活的業(yè)務(wù)組合，難以為用戶提供個(gè)性化、綜合化服務(wù)。業(yè)務(wù)網(wǎng)易于受到攻擊，溯源能力不足，存在安全性隱患。業(yè)務(wù)網(wǎng)與承載網(wǎng)適配性較差，系統(tǒng)效率低，靈活性差。用戶數(shù)據(jù)分離或關(guān)聯(lián)關(guān)系復(fù)雜，多業(yè)務(wù)平臺(tái)沒有實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的SP／CP接入，沒有開放、便利的業(yè)務(wù)開發(fā)環(huán)境，導(dǎo)致第三方應(yīng)用邏輯和內(nèi)容資源難以重用。各增值業(yè)務(wù)平臺(tái)的業(yè)務(wù)能力均比較單調(diào)，沒有統(tǒng)一的業(yè)務(wù)管理平臺(tái)來融合管理多種業(yè)務(wù)能力。此外，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行與維護(hù)體系嚴(yán)重滯后承載網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

    3．有線電視網(wǎng)的問題

    有線電視網(wǎng)是國家信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。但是，其單向的推送式服務(wù)形式和單一的盈利模式已經(jīng)不能滿足人們對(duì)多種娛樂方式的需求，正面臨向數(shù)字化過渡、雙向化改造、擴(kuò)展信息服務(wù)能力和更新商業(yè)模式等艱巨任務(wù)。

    對(duì)于數(shù)字化改造的問題，在跨越了“改造還是不改造”的爭議門檻后，現(xiàn)今面臨的主要問題是“如何改、怎么改”的問題。傳統(tǒng)的模擬電視網(wǎng)向數(shù)字化轉(zhuǎn)換的戰(zhàn)略在我國已經(jīng)全面展開，在逐步摸索的過程中，形成了“青島模式”、“杭州模式”、“深圳模式”等多種發(fā)展模式，目前國家廣電總局正逐步推進(jìn)有線電視數(shù)字化由部分城市試點(diǎn)向全國大中城市全面鋪開。同時(shí)，按照大容量、雙向交互、多功能的要求大力推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)改造，積極拓展網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和服務(wù)，推動(dòng)數(shù)字有線電視全功能網(wǎng)的建設(shè)。

    二、新型信息通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

    現(xiàn)有信息網(wǎng)絡(luò)的上述問題是由其網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)方面的基因缺陷造成的。近十多年的實(shí)踐證明，僅對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)修修補(bǔ)補(bǔ)不能從根本上解決業(yè)已存在的瓶頸問題。結(jié)合未來信息通信需求和網(wǎng)絡(luò)融合趨勢，從接入、交換、承載、傳輸、業(yè)務(wù)提供等多個(gè)層面出發(fā)，研究、開發(fā)和試驗(yàn)具有安全、可信、可管、可控、可靠、靈活、低成本等多種特征的新型信息通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為一種重要的研究方向。由于這個(gè)領(lǐng)域的研究成果對(duì)各國在未來信息社會(huì)的國際大格局中的地位和本國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要的影響，已成為世界各國競相爭奪的戰(zhàn)略重點(diǎn)。

    互聯(lián)網(wǎng)起源于美國，美國對(duì)全球未來網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向有著重要的影響。目前，美國對(duì)未來網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本認(rèn)識(shí)是，在通信技術(shù)變革的初期，將出現(xiàn)多種新型的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，這些新技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)要通過長期的研究與試驗(yàn)才能有清晰的認(rèn)識(shí)，過早、武斷地評(píng)判哪種新技術(shù)會(huì)成為主流是有很大風(fēng)險(xiǎn)的，因此政府要給各種新技術(shù)以公平競爭、自由發(fā)展的機(jī)會(huì)。

    為此，在國家信息基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的研究、開發(fā)方面，美國政府主要由美國自然基金會(huì)NSF和美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃署DARPA資助了一系列新一代網(wǎng)絡(luò)的研究、開發(fā)和探索項(xiàng)目。其中包括建立一個(gè)適用于各種新型網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)的綜合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，亦即GENI計(jì)劃，采用自頂向下的方法設(shè)計(jì)全新的互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，即FIND行動(dòng)�；赑2P技術(shù)來組建重疊(OVERLAY)網(wǎng)絡(luò)，即PlanetLab試驗(yàn)，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全研發(fā)下一代光網(wǎng)絡(luò)，即動(dòng)態(tài)多太比特核心光網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃等。

    1．全球網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新環(huán)境GENI

    2005年8月，美國自然基金會(huì)NSF宣布了GENI計(jì)劃，希望通過GENI項(xiàng)目構(gòu)建一個(gè)全新的、安全的、能夠連接所有設(shè)備的、能靈活適應(yīng)多種新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。其目標(biāo)是構(gòu)建基于“資源片”有效調(diào)度的靈活的試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)，為各種新型網(wǎng)絡(luò)方案構(gòu)建試驗(yàn)床。各種新型的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)都可以在這個(gè)開放的試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行配置，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)支撐多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)，對(duì)應(yīng)多種不同的新型網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)方案。其主要研究內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)分布式體系結(jié)構(gòu)、資源片調(diào)度管理機(jī)制、各種網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)方案向試驗(yàn)床的適配機(jī)制等。

    2．未來互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)劃FIND

    FIND是NSF資助的一個(gè)大型長期的研究規(guī)劃，于2005年開始啟動(dòng)。該項(xiàng)目的目的是讓研究人員發(fā)揮自己的創(chuàng)新與能動(dòng)性，設(shè)計(jì)一個(gè)全新的未來15年內(nèi)社會(huì)所需要的網(wǎng)絡(luò)。該項(xiàng)目最大的特點(diǎn)在于從頂層草圖設(shè)計(jì)開始，探討所需的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)，而不是增量式地逐步改進(jìn)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)。FIND支持在下一代網(wǎng)絡(luò)(Future Internet)組網(wǎng)架構(gòu)方面基礎(chǔ)的或革命性的創(chuàng)新。所有FIND提案都必須與架構(gòu)問題有關(guān)，包括定義未來網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原理與結(jié)構(gòu)，而不能是具體技術(shù)。

    3．PlanetLab

    2002年3月，Larry Peterson(普林斯頓)和David Cul Ier(UC Berkeiey和Intel研究院)組織了一個(gè)在全球范圍內(nèi)對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)有興趣的的研究人員會(huì)議，提議PlanetLab作為研究團(tuán)體的試驗(yàn)平臺(tái)。這個(gè)由伯克利——Intel研究院主持的會(huì)議吸引了30名來自MIT、華盛頓、萊斯、普林斯頓等大學(xué)的研究人員。在隨后幾年，該項(xiàng)目得到學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界和政府機(jī)構(gòu)的廣泛參與。PlanetLab是用作計(jì)算機(jī)組網(wǎng)與分布式系統(tǒng)研究試驗(yàn)床的計(jì)算機(jī)群。它于2 002年設(shè)立，到2006年1O月由分布在全世界的338個(gè)站點(diǎn)的708個(gè)節(jié)點(diǎn)組成。它是一個(gè)開放的、針對(duì)下一代互聯(lián)網(wǎng)及其“雛形”應(yīng)用和服務(wù)進(jìn)行開發(fā)和測試的全球性平臺(tái)，是一種計(jì)算服務(wù)“覆蓋網(wǎng)絡(luò)”(0verlay)，也是開發(fā)全新互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的開放式全球性測試平臺(tái)。每個(gè)研究項(xiàng)目有一個(gè)虛擬機(jī)接入結(jié)點(diǎn)構(gòu)成的子網(wǎng)。賬號(hào)限于擁有PlanetLab結(jié)點(diǎn)的公司和大學(xué)的所屬個(gè)人。

    4．100x100計(jì)劃

    100x100意指100Mbit／s接入帶寬到100M戶家庭，以1Gbit／s的接入帶寬到1M個(gè)小型公司單位。該項(xiàng)目不再強(qiáng)調(diào)精確數(shù)字，而強(qiáng)調(diào)一個(gè)完整的設(shè)計(jì)哲學(xué)。該項(xiàng)目將經(jīng)濟(jì)學(xué)家、安全與網(wǎng)絡(luò)專家、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃專家以及政策專家集中在一起，目的在于繪制出超越當(dāng)今Internet局限的未來網(wǎng)絡(luò)藍(lán)圖。通過吸取過去30年的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)儲(chǔ)備，試圖重排網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)準(zhǔn)則的優(yōu)先級(jí)，以設(shè)計(jì)出尺度上泛在的、經(jīng)濟(jì)上自我可持續(xù)的、可抗攻擊又易于管理的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)前，正在對(duì)骨干網(wǎng)、光纖接入、無線、安全、經(jīng)濟(jì)學(xué)以及網(wǎng)絡(luò)控制進(jìn)行深入研究。統(tǒng)一了解架構(gòu)主題及團(tuán)隊(duì)協(xié)同構(gòu)建結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)，包括接入網(wǎng)和骨干網(wǎng)，并進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，包括端到端無損失的流控制、網(wǎng)絡(luò)范圍的控制與管理等。

    5．網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)研發(fā)計(jì)劃NITRD

    NITRD計(jì)劃是對(duì)先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算系統(tǒng)、軟件和信息管理技術(shù)等進(jìn)行研發(fā)的計(jì)劃，是對(duì)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行基礎(chǔ)和長期的研究。美國認(rèn)為，NITRD計(jì)劃是其國家安全、科技領(lǐng)導(dǎo)地位、研究與學(xué)習(xí)21世紀(jì)社會(huì)的基礎(chǔ)。NITRD的研究為21世紀(jì)國家的發(fā)展提供了必要的技術(shù)保證，是具有戰(zhàn)略意義的國家資源。

    NITRD計(jì)劃的目標(biāo)是，確保美國在計(jì)算科學(xué)、信息和通信技術(shù)等領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，滿足聯(lián)邦政府的目標(biāo)，并維護(hù)美國21世紀(jì)在學(xué)術(shù)、工業(yè)和政府各方面的利益。加快先進(jìn)的試驗(yàn)性信息技術(shù)的運(yùn)用，以維護(hù)美國在科學(xué)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，提高人民的生活質(zhì)量，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的長期增長。提高終生學(xué)習(xí)的可能性，保護(hù)環(huán)境，有效利用信息技術(shù)，加強(qiáng)國家安全。通過對(duì)計(jì)算科學(xué)、信息和通信技術(shù)等領(lǐng)域長期的科學(xué)與工程學(xué)上的研究，促進(jìn)美國的生產(chǎn)力發(fā)展和工業(yè)競爭力。

    NITRD計(jì)劃的主要研究領(lǐng)域包括高端計(jì)算的體系結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用(HEC I&A)、高端計(jì)算技術(shù)的研發(fā)(HEC R&D)、人機(jī)交互和信息管理(HCI&IM)、大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)(LSN)、軟件設(shè)計(jì)及其產(chǎn)業(yè)化(SDP)、高信度軟件和系統(tǒng)(HCSS)、IT對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和勞動(dòng)者的影響(SEW)等。

    6．動(dòng)態(tài)多太比特核心光網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃

    動(dòng)態(tài)多太比特核心光網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃是美國于2006年8月發(fā)布的旨在徹底改變美國全球互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的可操作性、性能、生存性和安全性的新的研究計(jì)劃。主要是尋求高度動(dòng)態(tài)、Multi-Terabit核心光網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議、控制和管理的方案。該項(xiàng)目的目標(biāo)是，研發(fā)一套新型光網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議、算法以及管理和控制系統(tǒng)，并對(duì)其進(jìn)行建模與仿真。構(gòu)造一個(gè)全球范圍的核心網(wǎng)絡(luò)，即連接全球范圍內(nèi)主要站點(diǎn)的大容量、長距離基礎(chǔ)設(shè)施。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)可提高網(wǎng)絡(luò)能力10倍以上，提升多層流量處理、容量管理和網(wǎng)絡(luò)操作性，同時(shí)大大降低每比特費(fèi)用和功耗，并極大地簡化網(wǎng)絡(luò)操作。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)要支持非�？焖俚慕ㄦ湥疰湑r(shí)間，從而允許跨全球的低延遲應(yīng)用、相互協(xié)作應(yīng)用和網(wǎng)格計(jì)算應(yīng)用。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)還應(yīng)該支持快速和有效的網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)失敗恢復(fù)。另外，歐盟、韓國、日本、英國等也制定了信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展策略或啟動(dòng)了相關(guān)的大型研究計(jì)劃。

    總之，目前全球網(wǎng)絡(luò)與通信界都在積極探索新型信息通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向，出現(xiàn)了很多基礎(chǔ)科學(xué)研究成果和工程技術(shù)試驗(yàn)?zāi)Ｐ�。這些成果各有特點(diǎn)，從不同的需求、不同的角度對(duì)新一代信息通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究與試驗(yàn)，為我國在這一領(lǐng)域的研究提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，也是我國在這一領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)。

    三、國際研究現(xiàn)狀與趨勢

    網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是個(gè)籠統(tǒng)的概念，不同研究背景和研究目的的科研人員對(duì)其具體的研究范疇有著不同的理解。但一般認(rèn)為，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)主要包括功能模型、拓?fù)淠Ｐ秃蛻?yīng)用模型等，其中功能模型是核心部分。功能模型定義網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)如何被分割成小的、具有不同功能的部分，以及這些部分之間如何相互作用，如何通過這些部分的排列組合實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體功能。

    目前，國際上對(duì)這一領(lǐng)域的研究可以分為兩個(gè)部分，一個(gè)部分是從網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論研究的角度出發(fā)來試圖解決新型網(wǎng)絡(luò)的基本科學(xué)問題。另一部分是從工程技術(shù)研究角度出發(fā)，解決網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)的具體問題。這兩個(gè)部分是相互影響，互動(dòng)發(fā)展的。目前，在新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)理論研究中，有兩個(gè)重要方向，一個(gè)是對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)層次化功能模型的改進(jìn)，另一個(gè)是探索非層次化的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。

    新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的研究正向扁平化、多層迭代、功能靈活布置方向發(fā)展。其發(fā)展方向不是孤立或相互排斥的，而是逐步融合的。

    筆者認(rèn)為，在未來網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的研究中，層次化模型依然有著重要的指導(dǎo)意義。但基于角色、面向?qū)ο蟮确菍哟位W(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路將發(fā)揮越來越重要的作用。這幾種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的研究方向需要進(jìn)一步融合。

    在設(shè)計(jì)一個(gè)新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)時(shí)，不必沿襲傳統(tǒng)層次化網(wǎng)絡(luò)模型的設(shè)計(jì)方法，而是分別針對(duì)承載網(wǎng)和業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，從應(yīng)用場景出發(fā)，明確通信中的角色(Role based)以及這些不同角色之間的協(xié)同關(guān)系，構(gòu)建角色模型。在此基礎(chǔ)上，明確這些角色協(xié)同工作時(shí)需要涉及哪些必要的功能，從而構(gòu)建“工具箱”。這些工具箱中功能模塊的不同組合方式對(duì)應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，甚至可進(jìn)一步研究這些工具協(xié)同工作的總線結(jié)構(gòu)(或其他可能的工具組裝方式)，從而實(shí)現(xiàn)新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的通用設(shè)計(jì)平臺(tái)，在這一平臺(tái)上可以更加靈活地設(shè)計(jì)新型網(wǎng)絡(luò)。

    例如，在新型承載網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)中，不必先劃分網(wǎng)絡(luò)層與鏈路層，分層單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而應(yīng)對(duì)承載網(wǎng)中所設(shè)計(jì)的角色、通信需求明確以后，先規(guī)劃新型承載網(wǎng)應(yīng)該包括哪些功能模塊，這些功能模塊中哪些是基礎(chǔ)模塊，哪些是衍生模塊，規(guī)范各個(gè)模塊的外部接口(功能模塊的具體實(shí)現(xiàn)有多種方式，如面向?qū)ο蠓椒�。但這屬于工程實(shí)現(xiàn)技術(shù)，是一種具體的網(wǎng)絡(luò)功能設(shè)計(jì)方法)。在此基礎(chǔ)上，可以設(shè)計(jì)多種功能模塊的組合方式(單獨(dú)的功能插件可以組合成緊密結(jié)合的大顆粒的功能實(shí)體——“功能片”)和工作流程，從而實(shí)現(xiàn)更加靈活開放的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。

    三網(wǎng)融合趨勢下的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)也可采用這種思路，即先明確各種業(yè)務(wù)的通信角色(在新型業(yè)務(wù)體系研究中要著重面向視頻類業(yè)務(wù)，因?yàn)檫@類業(yè)務(wù)是未來通信的主要方式)，再精煉、抽象、聚合出功能集合，共性部分可成為基礎(chǔ)工具，并派生出針對(duì)特定業(yè)務(wù)的擴(kuò)展工具，從而通過這些功能模塊的不同組合實(shí)現(xiàn)針對(duì)特定業(yè)務(wù)的新型業(yè)務(wù)體系。

    因此，基于角色、面向?qū)ο蟮燃夹g(shù)可以作為設(shè)計(jì)新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的有效手段，并與層次化網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)相結(jié)合。而在層次模型中，應(yīng)充分考慮到網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)過度分離所帶來的諸多問題(如資源感知困難、跨層資源管理能力弱、網(wǎng)絡(luò)管控能力較差、網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)匹配效率低下、商業(yè)模式不合理等問題)，可能會(huì)出現(xiàn)新的網(wǎng)絡(luò)層次——網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)感知與粘合層。這個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)層次可以在網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)分離的趨勢下更好地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)的匹配，提高資源利用率和工作效率。同時(shí)，此層次還負(fù)責(zé)構(gòu)建統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)邊界，實(shí)現(xiàn)UNI／NNI／SNI接口，實(shí)現(xiàn)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一接入和標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)換(映射)。

    在未來網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)研究中，以下幾個(gè)領(lǐng)域可能會(huì)成為新的研究熱點(diǎn)：

    (1)網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)的感知及粘合模型與具體技術(shù)研究。這是一個(gè)創(chuàng)新的熱點(diǎn)。

    (2)工具箱的設(shè)計(jì)，即網(wǎng)絡(luò)功能與業(yè)務(wù)功能的抽象與封裝。這是設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，面向?qū)ο蠹夹g(shù)可能發(fā)揮重要作用。

    (3)功能片的組成，即網(wǎng)絡(luò)功能和業(yè)務(wù)功能的組合方式與工作流程，基于角色的設(shè)計(jì)方法成為功能片設(shè)計(jì)的重要手段。

    四、新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展策略

    目前是通信技術(shù)的變革期，也是一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新的活躍期。在這一關(guān)鍵時(shí)期，承載網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)均面臨重大調(diào)整，網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)構(gòu)模型、功能分布、傳輸模式、編址與命名、尋址與路由、服務(wù)質(zhì)量保證方式、網(wǎng)絡(luò)安全性、可運(yùn)營可管理能力、業(yè)務(wù)支撐能力等多個(gè)方面均有許多創(chuàng)新機(jī)會(huì)。我國應(yīng)抓住目前的技術(shù)創(chuàng)新變革、網(wǎng)絡(luò)升級(jí)換代、業(yè)務(wù)高度融合、新興社會(huì)服務(wù)層出不窮等難得時(shí)機(jī)，結(jié)合我國國情，積極探索創(chuàng)新發(fā)展道路。

    (1)國家應(yīng)從戰(zhàn)略高度重視新型信息通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的研究與試驗(yàn)工作。新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)對(duì)于改善我國國家信息基礎(chǔ)設(shè)施，解決我國網(wǎng)絡(luò)與通信核心技術(shù)“空心化”問題，加快新一代高可信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)我國信息產(chǎn)業(yè)從大到強(qiáng)的跨越式發(fā)展，提高社會(huì)信息化水平，維護(hù)國家信息安全、保護(hù)公眾利益乃至推動(dòng)整個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，增強(qiáng)國家綜合實(shí)力等方面均具有重要而積極的意義。世界各國(如美國、韓國、歐盟、日本、英國等)都試圖緊緊抓住技術(shù)升級(jí)換代的重大機(jī)遇期，政府牽頭組織關(guān)鍵項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)重大信息通信技術(shù)突破，通過知識(shí)產(chǎn)權(quán)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確立信息技術(shù)優(yōu)勢。

    (2)應(yīng)給予多種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)自由研究發(fā)展的空間，不要武斷扼殺某一方向。任何一個(gè)技術(shù)變革期，都會(huì)出現(xiàn)多種新的技術(shù)方向和新的實(shí)現(xiàn)思路。這些技術(shù)方向面臨的需求不同，其技術(shù)特點(diǎn)也各不相同，可能存在著明顯的缺點(diǎn)和不足。但這些技術(shù)都處于不斷變化與調(diào)整的過程中，技術(shù)的融合與相互借鑒對(duì)技術(shù)的成熟起到了極其關(guān)鍵的作用。因此，在這些技術(shù)出現(xiàn)時(shí)，要給予其充分發(fā)展和公平競爭的機(jī)會(huì)，而不是用傳統(tǒng)的理論體系去衡量與評(píng)價(jià)新的技術(shù)方向，或武斷地扼殺某個(gè)技術(shù)方向。

    美國在對(duì)待新技術(shù)問題上就注意到了這一點(diǎn)，他們不是組織大規(guī)模的專家評(píng)審來確定某個(gè)技術(shù)方向是否是未來發(fā)展的重點(diǎn)，而是為各種技術(shù)創(chuàng)造寬松的發(fā)展環(huán)境，給以其充分的發(fā)展空間，如美國構(gòu)建了GENI網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在這一開放的網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)環(huán)境中，政府同時(shí)支持同一領(lǐng)域的多個(gè)技術(shù)方向。這種做法對(duì)于一個(gè)成熟的技術(shù)領(lǐng)域，在節(jié)省資源、避免彎路等方面有著重要的作用，但不適合于技術(shù)變革期的技術(shù)發(fā)展。因?yàn)檫@一時(shí)期的技術(shù)方向并不明朗，技術(shù)決策的風(fēng)險(xiǎn)是很大的。這一點(diǎn)值得中國借鑒，國家在支持技術(shù)發(fā)展時(shí)，不要人為地搞同類項(xiàng)目的捆綁和組合，非要確定唯一的一個(gè)技術(shù)方向。

    (3)基于現(xiàn)網(wǎng)改造和構(gòu)建全新體系結(jié)構(gòu)的思路可并行發(fā)展。目前，對(duì)未來網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的研究在業(yè)界存在兩條思路，一條是充分考慮到現(xiàn)網(wǎng)存量，采用修補(bǔ)的方法來完善現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，這是一種短期內(nèi)的可行思路。另一條是采用自頂向下的方法，最大限度地鼓勵(lì)創(chuàng)新，提出全新的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，這是長期的目標(biāo)。這兩種思路并不矛盾，應(yīng)該并行進(jìn)行，而不是用一種思路壓倒另一種思路。在并行研究過程中，新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)要充分利用現(xiàn)有技術(shù)，提高技術(shù)的成熟速度。在研究到一定程度時(shí)兩種思路要進(jìn)行融合，即要考慮到新型網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的融合問題和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的過渡問題。

    (4)通過知識(shí)產(chǎn)權(quán)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確立信息技術(shù)優(yōu)勢。未來網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的研究是一種前瞻性和戰(zhàn)略性的研究，要在研究中注重知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，對(duì)一些創(chuàng)新性的想法和設(shè)計(jì)要及時(shí)申請(qǐng)專利，并努力把自有專利國際標(biāo)準(zhǔn)化，在保護(hù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的同時(shí)擴(kuò)大對(duì)國際標(biāo)準(zhǔn)的影響。

    國際上對(duì)未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展有重要影響的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織主要有國際電信聯(lián)盟(ITU)和互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)，前者主要面向電信領(lǐng)域，后者主要面向互聯(lián)網(wǎng)。目前，兩個(gè)組織都正在從各自的出發(fā)點(diǎn)積極探索未來信息基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢和技術(shù)框架。從當(dāng)前情況來看，兩者的思路有著很大的不同，具體的技術(shù)方案也尚在醞釀之中。ITU主要關(guān)注現(xiàn)有電信網(wǎng)的過渡和演進(jìn)，注重網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的可管、可控、可運(yùn)營。IETF則堅(jiān)持互聯(lián)網(wǎng)開放、平等、自由參與的原則，探索如何為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供更加方便、開放、自由的信息交流方式。

    我國應(yīng)利用在ITU組織的有利態(tài)勢，爭取擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)入國際標(biāo)準(zhǔn)，并在一些重要的領(lǐng)域起到國際技術(shù)方向主導(dǎo)者的作用。目前，我國是ITU正式成員，有7個(gè)大型企業(yè)成為ITU的部門成員。中國在ITU已有一位ITU副秘書長、一位高級(jí)工作人員、六位研究組副主席和多位課題報(bào)告人等，而且ITU也需要中國的支持和參與。最近一兩年，我國正逐步從ITU-T國際標(biāo)準(zhǔn)的參與者和跟蹤者向標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)的主導(dǎo)者及引領(lǐng)者轉(zhuǎn)變。在一些重要的領(lǐng)域，如未來包交換承載網(wǎng)、NGN業(yè)務(wù)等領(lǐng)域已經(jīng)主導(dǎo)完成了多個(gè)ITU標(biāo)準(zhǔn)建議。以此為基礎(chǔ)大膽預(yù)測，在未來五年，至少有十個(gè)以上核心國際標(biāo)準(zhǔn)將由中國主導(dǎo)完成。這是我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)走向國際的良好開端。因此，我國應(yīng)充分利用ITU平臺(tái)，在其中發(fā)揮重要作用，完成在未來信息基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的系列突破，逐步提升我國在國際標(biāo)準(zhǔn)組織的地位和作用。

    而IETF是一個(gè)民間組織，所有參與人員均以個(gè)人身份參加，并且已經(jīng)形成一個(gè)相對(duì)固定的技術(shù)決策群體，我國短時(shí)間內(nèi)很難進(jìn)入這個(gè)決策層，因此中國主導(dǎo)的關(guān)鍵技術(shù)也很難成為IETF的建議。近期，我國應(yīng)以積極參與、熟悉規(guī)則、了解方向、加強(qiáng)合作、尋求突破為目的，結(jié)合我國網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的實(shí)際需求，選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)領(lǐng)域，通過國際合作，逐步擴(kuò)大影響，，爭取在一些核心技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化方面有所突破。

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