美國計算機科學家正在重新思索從IP地址到DNS、路由表等關于互聯(lián)網(wǎng)的所有事情。想象一下，沒有延時、沒有垃圾郵件、沒有網(wǎng)絡釣魚，整個社會充滿誠信。想象一下所有的人都能夠在線。這一烏托邦式的網(wǎng)絡架構(gòu)正是如今互聯(lián)網(wǎng)工程師們所夢想的。
在對2020年互聯(lián)網(wǎng)的展望中，計算機學家們已經(jīng)在開始著手重新研究，重新考慮每一件事：從IP地址到DNS，再到路由表單和互聯(lián)網(wǎng)安全的所有事情。他們正在思索著，在沒有目前ISP和企業(yè)網(wǎng)絡所具有的一些最基礎特征的情況下，未來互聯(lián)網(wǎng)將如何工作。
他們的目標極具創(chuàng)新精神，那就是創(chuàng)建一個沒有那么多安全漏洞，具有更高的信任度，內(nèi)建身體管理的互聯(lián)網(wǎng)。
隨著美國聯(lián)邦政府開始大力資助一小部分能夠研究項目，以讓這些構(gòu)想能夠走出實驗室，能夠進行測試，這種高風險、大規(guī)模的互聯(lián)網(wǎng)研究在2010年將進入高速發(fā)展時期。實際上，美國政府在建立包括14所大學，兩個全國骨干網(wǎng)絡在內(nèi)的世界最大的虛擬網(wǎng)絡實驗室，這樣一來他們可以讓數(shù)千或許是數(shù)百萬終端用戶加入到實驗中。
美國國家科學基金會(NSF)網(wǎng)絡技術(shù)與系統(tǒng)(NeTS)項目總監(jiān)DarleenFisher稱：“我們試圖推動這一研究已經(jīng)20年了。我的任務是讓人員創(chuàng)新出一種高風險，但是同時具有高回報的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。他們需要考慮他們的設想如何被實踐，如果被付諸實踐，他們的設想又將如何影響人們的觀念和經(jīng)濟�！�
目前互聯(lián)網(wǎng)的風險很高，一些專家擔心隨著網(wǎng)絡攻擊的規(guī)模和嚴重性不斷增加，對多媒體內(nèi)容的需求與日俱增，以及對新移動應用的需求的出現(xiàn)，互聯(lián)網(wǎng)將會崩潰。除非研發(fā)出新的網(wǎng)絡架構(gòu)。
目前對互聯(lián)網(wǎng)的研究正處于關鍵時刻，但是由于全球經(jīng)濟正處于衰退期，這對研究不避免的產(chǎn)生了沖擊。隨著越來越多的重要基礎設施，如銀行系統(tǒng)、智能電網(wǎng)和上至政府下至市民的通信等都紛紛轉(zhuǎn)向互聯(lián)網(wǎng)，如今大家已經(jīng)取得了一個共識，那就是現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)需要徹底檢修。
所有研究的中心就是要讓互聯(lián)網(wǎng)更安全。
NSF將促進研究
由于在2010年未來互聯(lián)網(wǎng)研究將從理論進入測試階段，因此未來互聯(lián)網(wǎng)研究也將到達一個重大的里程碑。
NSF計劃從4個大型研究項目中兩個研究項目進行資助，為每個未來互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)測試提供900萬美元的資金。招標工作將在2010年第一季度舉行，并將在當年6月份提供資金。
Fisher稱：“我們希望看到涵蓋范圍廣泛的、全尺寸的網(wǎng)絡架構(gòu)。招標的方式能夠給那些規(guī)模小，但是能對目前互聯(lián)網(wǎng)帶來深刻變革的項目一個相對公平的機會。”
如今，NSF正在鼓勵研究人員提出一個比目前互聯(lián)網(wǎng)更加安全、更加方便的未來互聯(lián)網(wǎng)概念。他們要求研究人員利用新興的無線和光學技術(shù)找到一個更為有效的方法以用來傳播信息和管理用戶的身份。與此同時，研究人員還必須考慮到改變互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)帶來的社會影響。
Fisher稱，NSF希望投標者考慮到“未來互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的經(jīng)濟可行性并展示出其所蘊含的深刻社會價值。從這些方面出發(fā)，這些研究人員不僅僅是技術(shù)人員。他們必須考慮到他們的設計有意識或無意識引起的后果�！�
對于這些參與投標的項目，其重點是如何解決互聯(lián)網(wǎng)的安全問題。NSF表示，他們不希望今天互聯(lián)網(wǎng)設計中存在的安全失誤在未來互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中繼續(xù)存在，而是能夠在設計之初就將這些失誤解決掉。
最新的NSF資助計劃是NSF未來互聯(lián)網(wǎng)設計(FIND)項目的一個后續(xù)行動，其要求研究人員從零開始設計新互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。NSF的FIND項目在2006年啟動，該項目已經(jīng)資助了大約50個研究項目。每一個研究項目在三至四年的時間里都會收到50萬至100萬美元不等的資助。目前，NSF已經(jīng)將這50個研究項目的數(shù)量縮減到了只有幾個領先項目。
全球最大的互聯(lián)網(wǎng)實驗室
被選中的互聯(lián)網(wǎng)研究項目將在美國BBN科技公司建造的虛擬網(wǎng)絡實驗室內(nèi)運行。實驗室被稱為GENI，即全球網(wǎng)絡創(chuàng)新環(huán)境的首字母縮寫。
GENI項目有研發(fā)試驗性網(wǎng)絡基礎設施。這一基礎設施目前已經(jīng)被安裝在美國的大學內(nèi)，其允許研究人員平行的用當今互聯(lián)網(wǎng)每天傳輸?shù)男畔π禄ヂ?lián)網(wǎng)架構(gòu)進行大規(guī)模實驗，但是這些新架構(gòu)與當今我們使用的互聯(lián)網(wǎng)是隔離的。
GENI項目總監(jiān)ChipElliott稱：“GENI關鍵目標之一就是讓研究人員更深層次的規(guī)劃網(wǎng)絡。當我們使用今天的互聯(lián)網(wǎng)時，你和我都可以購買任何我們想運行的應用程序。相比之下，GENI將這個理念又向前推進了幾個層次，它允許你在網(wǎng)絡的任何地方安裝你想要安裝的軟件。你可以對交換機和路由器進行編程�！�
在2007年，BBN被選為領導GENI項目，并從NSF接受了4500萬美元資金進行建設。在今年10月份，該公司還收到了1150萬美元的資助以在14所美國大學校園內(nèi)和兩個骨干研究網(wǎng)絡中安裝GENI項目平臺。這兩個骨干研究網(wǎng)分別是：Internet2和NLR網(wǎng)絡。安裝工作將持續(xù)至2010年10月份。
解決路由表單增長問題
將在GENI基礎設施上運行的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)是羅切斯特技術(shù)學院的研究項目。該項目被稱之為“浮云分層互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)”(RIT)，其試圖解決路由表單的增長問題。RIT項目是為數(shù)不多的受到NSF資助的未來互聯(lián)網(wǎng)研究項目中的一個。
RIT的浮云概念被設計用來解決路由擴展性問題。由于越來越多的企業(yè)使用多運營商來支持他們的網(wǎng)絡基礎設施，其所生產(chǎn)的問題是已經(jīng)多達30萬個路由表項還在持續(xù)增加。隨著路由表單的增長，互聯(lián)網(wǎng)的核心路由器需要更多的計算能力和存儲能力。
通過浮云解決方法，ISP將不再需要持續(xù)購買更大的路由器以解決不斷增長的路由表單問題。取而代之的是，ISP將使用新技術(shù)在他們自己的網(wǎng)絡云中轉(zhuǎn)發(fā)信息包。
RIT被設計為一個靈活對等的結(jié)構(gòu)，可以在互聯(lián)網(wǎng)中被疊加。架構(gòu)通過在網(wǎng)絡云進行轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，這些云將與有數(shù)值的層相聯(lián)。當數(shù)據(jù)包被跨云發(fā)送，他們的層值被用于轉(zhuǎn)發(fā)，這將消除在一個云中對全球路由的需求。
RIT項目網(wǎng)絡安全與系統(tǒng)管理專家NirmalaShenoy稱：“路由器將不再包含整個路由表單。路由表單將被分配在云中。對于跨云轉(zhuǎn)發(fā)信息，你只需要使用層值，然后轉(zhuǎn)發(fā)即可�！�
浮云解決方案是基于多協(xié)議標簽交換(MPLS)。Shenoy指出，其已經(jīng)在一個特殊的云中徹底的繞開了目前的路由協(xié)議，這也就她為什么將其稱為2.5層的原因。目前，RIT已經(jīng)在12個Linux系統(tǒng)中的一個實驗平臺中運行其浮云軟件。
對于即將通過Internet2在GENI平臺上測試該軟件，Shenoy感到十分興奮。她稱：“12個系統(tǒng)并不是互聯(lián)網(wǎng)。我們與GENI項目人員談論的測試將更為貼合實際�！�
移動無線網(wǎng)絡
華盛頓霍華德大學的研究人員希望在GENI平臺上測試新型移動無線網(wǎng)絡。該大學的研究人員致力于對非全時連接網(wǎng)絡的研究，非全時連接網(wǎng)絡也被稱為機會型網(wǎng)絡，其采用的是間歇式網(wǎng)絡連接。
霍華德大學系統(tǒng)與計算機科學系統(tǒng)副教授JiangLi解釋稱：“在這種機會型網(wǎng)絡中，有時候你會離開信號覆蓋區(qū)，這時你就無法與互聯(lián)網(wǎng)相連，也無法與其它移動設備聯(lián)系。例如你驅(qū)車在偏遠地區(qū)的高速公路行駛時。”
如果無法使用網(wǎng)絡，機會型網(wǎng)絡將使用點對點通信以傳輸通信。比如，當車行駛至沒有網(wǎng)絡接入的地方，而這時你想從發(fā)一封電子郵件。通過機會型無線網(wǎng)絡，你的PDA可能會在將信息發(fā)給路過你汽車旁的設備上，當路過汽車行駛至附近的蜂窩通信塔時，郵件將會被發(fā)送。
Li認為這種類型的機會型網(wǎng)絡架構(gòu)對數(shù)據(jù)傳輸很有用處，能夠?qū)Ψ涓C網(wǎng)絡進行補充。
Facebook型互聯(lián)網(wǎng)
另一個將在GENI平臺上運行的研究是截維斯社交鏈接(DavisSocialLinks，DSL)，該連接為由美國加州大學戴維斯分校所研發(fā)的基于社交網(wǎng)絡的架構(gòu)。
DSL使用的是Facebook的模式來擴大在互聯(lián)網(wǎng)上的連接，即一種基于朋友的連接漣漪效應。加州大學戴維斯分校計算機科學系教授S.FelixWu表示，其難度在于如何在基于信任和真實身份的基礎上創(chuàng)建連接。
Wu稱：“如果有人向你發(fā)了一封電子郵件，對于判斷這封郵件的價值，你所擁有的唯一信息就是看一下發(fā)信人，然后再看內(nèi)容，而發(fā)信人是可以補偽造的。如果你能夠提供收信人與發(fā)信人之間的社會關系，那么這將有助于收信人建立起一個關于郵件優(yōu)先等級的策略�！�
戴維斯社交鏈接在互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中創(chuàng)建了一個額外層：在網(wǎng)絡控制層最頂端，其創(chuàng)建了一個社交控制層，該層可以解釋發(fā)信與收信人之間的社會關系。
Wu解釋稱：“我們的社交網(wǎng)絡代表著我們與其它方的信任與利益。這些信息將與我們彼此發(fā)送的信息結(jié)合在一起�！�
雖然戴維斯社交鏈接目前已經(jīng)在Facebook上運行，不過研究人員正在將其移植到GENI平臺上。
盡管其基于流行的Facebook應用，但是戴維斯社交鏈接代表著當今互聯(lián)網(wǎng)的一個變革。目前互聯(lián)網(wǎng)的建立是基于用戶全球編址的概念上。戴維斯社交鏈接將用社交替代這一概念，而不再是網(wǎng)絡連接。
內(nèi)容中心網(wǎng)絡(content-centricnetworking)
另一個將改變互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的重要設計是內(nèi)容中心網(wǎng)絡，該設計由PARC研發(fā)。該研究的目的是解決互聯(lián)網(wǎng)上內(nèi)容冗長的問題，即日益增加的多媒體。
替代使用IP地址來識別存儲內(nèi)容的電腦，內(nèi)容中心網(wǎng)使用的是文件名和URL識別內(nèi)容本身。基本原理是知道內(nèi)容用戶希望訪問的內(nèi)容比知道存儲內(nèi)容電腦的位置更為重要。
Jacobson解釋稱：“IP不是為內(nèi)容而設計的。我們試圖讓電腦與電腦之間的對話變得不再重要。移動內(nèi)容還是真正重要的，點對點網(wǎng)絡、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡、虛擬服務器和存儲都將圍繞這一問題。”
Jacobson表示，諸如電影、文件或電子郵件等內(nèi)容將收到結(jié)構(gòu)名稱以方便用戶能夠搜索和檢索。數(shù)據(jù)有名稱，但是不有位置，所以用戶能夠找到最近的一份拷貝。
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