未来互联网现状与发展趋势讲义(-84张)课件.ppt
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- 未来 互联网 现状 发展趋势 讲义 84 课件
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1、未来互联网现状与发展趋势王兴伟东北大学提纲n未来互联网的由来n未来互联网面临的重大挑战n未来互联网研发现状n关于未来互联网发展的几点思考n东北大学未来互联网研发简介n未来互联网的由来未来互联网的由来nInternet的出现和发展Internet创始于1969年最初是由美国国防部高级研究计划局(DARPA)建设的军用网ARPANET1982年,TCP/IP被DARPA接受并认可1983年,ARPANET被划分为两部分MILNET(军用)和ARPANET(民用)1988年,由美国国家自然科学基金会(NSF)建立的NSFNET取代ARPANET成为Internet的主干网 1989年,ARPANET
2、被撤销,Internet正式从军用转为民用未来互联网的由来nInternet的出现和发展当今的Internet规模巨大n到2013年6月,全球网民超过24亿,占全球总人口数的1/3以上,发达国家每百人网民比例超过70%n到2013年6月,全球活跃网站约6.73亿个n仅在中国大陆,到2013年5月,互联网普及率43.6%,网民5.84亿以上,手机网民4.3亿以上,微博用户3.1亿以上,手机微博用户规模2.02亿以上未来互联网的由来n根据中国互联网行业“十二五”发展规划网民数超过8亿,普及率超过57%,其中农村网民超过2亿人网页规模超过4000亿个互联网固定宽带接入端口超过3.7亿个城市家庭带宽接
3、入能力基本达到20Mbps以上,同时满足至少2路高清电视和1路高速上网农村家庭带宽接入能力基本达到4Mbps以上,同时满足至少1路标清电视和1路高速上网未来互联网的由来n未来互联网的提出现有的Internet基于IPv4用户数量不断增长,新型应用不断涌现用户在地址空间、服务质量(Quality of Service,QoS)支持、移动支持以及安全支持等方面提出更高要求促使人们展开对下一代互联网(Next Generation Internet,NGI)乃至未来互联网(Future Internet)的研究与开发n未来互联网面临的重大挑战未来互联网面临的重大挑战n理论落后于工程难题:测量,分析,
4、模型n自适应网络缺乏认知能力和智慧网络体系结构缺乏进化能力难以适应上层应用和底层通信技术的飞速发展n扩展性联网对象:机机互联人机物互联人机物融合网络规模、功能、服务、安全未来互联网面临的重大挑战n高性能更高的传输速率更高性能的应用n服务质量QoS(Quality of Service)保证网络QoS控制用户体验质量QoE(Quality of Experience)保障n单播为核心,缺乏对组播等的内在支持n可用资源地址IPv4 IPv6频谱未来互联网面临的重大挑战n动态性满足移动支持、生存/容错能力、节能等需求n安全性安全事件频发确保实体、运行、数据、内容安全确保信息的真实性、机密性和可用性行
5、为可信,事件可追第五维空间网络空间n陆、海、空、天、网n领土、领海、领空、领天、领网n陆权、海权、空权、天权、网权网络空间可管可控 网络安全可信未来互联网面临的重大挑战n高效运行运行低效绿色节能ICT产业已经是全球第五大耗能产业ICT设备二氧化碳排放已经占全球的22.5n经济性商业模式n改变基础网络运营商投资巨大、盈利甚微乃至亏损而增值业务开发商投资少、盈利丰的局面公平合理的多方盈利模式n管理体制、流量、内容版权和隐私n美国5的网民消耗全网50的带宽,其中的90是非法下载严密的管理体系和齐全的管理手段精细管理n未来互联网研发现状未来互联网研发现状n国外相关研发项目1992年美国提出“信息高速公
6、路”2005年美国启动两项未来互联网研究计划nFIND(Future Internet Design)满足未来15年社会需求的新型网络nGENI(Global Environment for Network Innovations)崭新的、高安全的、能够连接一切设备的互联网2007年欧盟启动第七科技框架计划(FP7)n未来互联网研究和实验(Future Internet Research and Experimentation)日本AKARI未来互联网研发现状n国外相关研发项目2010年美国启动FIA(FUTURE INTERNET ARCHITECTURE)研究计划nNamed Data N
7、etworkingnMobilityFirstnNEBULAcloud-computing-centric network architecturenXIA(eXpressive Internet Architecture)security issue未来互联网研发现状u几个重要的体系结构uData-Oriented Network Architecture(DONA)u主要研制者 Teemu Koponen,Mohit Chawla,Byung-Gon Chun,Andrey Ermolinskiy,Kye Hyun Kim,Scott Shenker,Ion Stoica,u主要研制机构
8、International Computer Science Institute(ICSI),Helsinki Institute for Information Technology(HIIT),UC Berkeley,Computer Science Division,u资助机构 NSF,British Telecom未来互联网研发现状u几个重要的体系结构uData-Oriented Network Architecture(DONA)u系统组成示意图 未来互联网研发现状u几个重要的体系结构uData-Oriented Network Architecture(DONA)u主要技术特点p扁
9、平结构的命名空间p名称具有不可读性和自认证性p命名对象为完整的数据对象 p 根据发布者进行路由聚合,形成明确的名称定位映射p采用基于名称的路由方式p数据的交付路径与请求路径相反或者直接采用IP连接p应用程序同步获得数据对象p传输过程依赖IP 未来互联网研发现状u几个重要的体系结构uData-Oriented Network Architecture(DONA)u优点p简化的、更可靠的安全模式p减少整体延迟、简化整体过程u缺点p需要额外手段将自认证名称与可读的应用层名称进行绑定p缓存受限于转发路径p内容的移动性会带来解析处理器中路由状态的更新 未来互联网研发现状u几个重要的体系结构uNamed
10、Data Networking(NDN)u主要研制者 Van Jacobson,Jeff Burke,Deborah Estrin,Lixia Zhang Beichuan Zhang,Gene Tsudik,Kim Claffy,Dmitri Krioukov Dan Massey,Christos Papadopoulos,Tarek Abdelzaher Lan Wang,Patrick Crowley,Edmund Yeh,Paul Ohm Katie Shilton,Ersin Uzun,未来互联网研发现状u几个重要的体系结构uNamed Data Networking(NDN)u主
11、要研制机构 University of California,University of Arizona,University of California,University of California,Colorado State University,University of Illinois Urbana-Champaign,University of Memphis,Washington University Northeastern University,University of Colorado University of Maryland,PARC,u资助机构 NSF 未来
12、互联网研发现状u几个重要的体系结构uNamed Data Networking(NDN)u系统组成示意图未来互联网研发现状u几个重要的体系结构uNamed Data Networking(NDN)u主要技术特点p分层的命名空间p名称具有可读性p数据包作为最小命名粒度p根据发布者进行路由聚合p采用基于名称的路由方式p数据交付路径与请求路径相反p应用程序同步获得数据对象p传输过程部分依赖IP 未来互联网研发现状u几个重要的体系结构uNamed Data Networking(NDN)u优点p路由系统的可扩展性(分层命名空间)p用户可以评估名称与其实际所需数据的相关性(可读性)p请求聚合(PIT)p
13、减少整体延迟、简化整体过程u缺点p需要外部信任源保障名称数据的完整性p缓存受限于转发路径p内容的移动性会带来相关路由表的更新并可能破坏名称的前 缀聚合 未来互联网研发现状u几个重要的体系结构uPublish-Subscribe Internet Technology(PURSUIT)u主要研制者 Arto Karila,George Polyzos,Dirk Trossen,George Parisis,Leandros Tassiulas,Martin Long,Stuart Porter,Martin Reed,Kun Yang,Pekka Nikander,Petri Mhnen,未来互
14、联网研发现状u几个重要的体系结构uPublish-Subscribe InternetTechnology(PURSUIT)u主要研制机构 Aalto University(Aalto-HIIT),Athens University of Economics and Business(AUEB),Cambridge University,Centre for Research and Technology Hellas(CERTH)CTVC,Essex University,Ericsson Research(LMF)RWTH Aachen(RWTH)u资助机构 EU PF7(European
15、 Commissions seventh framework program)未来互联网研发现状u几个重要的体系结构uPublish-Subscribe Internet Technology(PURSUIT)u系统组成示意图未来互联网研发现状u几个重要的体系结构uPublish-Subscribe Internet Technology(PURSUIT)u主要技术特点p扁平结构的命名空间p名称具有不可读性和自认证性p命名对象为完整的数据对象 p根据作用域进行路由聚合,得到明确的名字定位映射p请求的路由采用名称解析的方式p数据的交付路由采用源路由方式p应用程序通过发布/订阅方式得到对象p传输过
16、程依赖IP与PSIRP(Publish-Subscribe Internet RoutingParadigm)未来互联网研发现状u几个重要的体系结构uPublish-Subscribe Internet Technology(PURSUIT)u优点p简化的、更可靠的安全模式p提供任意可用对象副本的定位p迁移过程简化为路由选择,不需要修改底层的转发u缺点p需要额外手段将自认证名字与可读的应用层名字进行绑定p请求可能被转发到没有接收方的接口上p缺乏有效的兴趣聚合方式p缓存受限于数据对象的作用域p内容的移动性会造成交汇节点处路由状态的更新未来互联网研发现状u几个重要的体系结构uScalable an
17、d Adaptive Internet Solutions(SAIL)u主要研制者 Michael Soellner,Bengt Ahlgren,Matteo D.Ambrosio,Dominique Dudkowski,Claudio Imbrenda,Dirk Kutscher,Fabian Schneider,Benoit Tremblay,Peter Schoo,Elwyn Davies,Anders E.Eriksson,Stephen Farrell,Hannu Flinck,Bruno Kauffmann,Gerald Kunzmann,Anders Lindgren,Ian M
18、arsh,Brje Ohlman,Karl-Ake Persson,Petteri Pyhnen,Jarno Rajahalme,未来互联网研发现状u几个重要的体系结构uScalable and Adaptive Internet Solutions(SAIL)u主要研制机构 Ericsson AB,Alcatel-Lucent,Nokia Siemens Networks,NEC Europe,France Telecom,Telefonica I&D,Telecom Italia,Fraunhofer AISEC,Portugal Telecom Inovacao,University o
19、f Paderborn,Aalto University,IST Technical University of Lisbon,Hewlett-Packard,Tecnalia,INRIA,KTH Royal Institute of Technology,University of Bremen,SICS,Institut Telecom,Technion Israel Institute of Technology,Lyatiss,DOCOMO Communications Laboratories Europe,Trinity College Dublin,National ICT Au
20、stralia,University of Cantabria,u资助机构 EU PF7未来互联网研发现状u几个重要的体系结构uScalable and Adaptive Internet Solutions(SAIL)u系统组成示意图未来互联网研发现状u几个重要的体系结构uScalable and Adaptive Internet Solutions(SAIL)u主要技术特点p扁平结构的命名空间p名字具有不可读性和自认证性p命名对象为完整的数据对象 p具有信息抽象模型p根据发布者进行路由聚合p请求的路由采用名称解析与基于名称路由相混合的方式p数据的交付路径与请求路径相反或者直接采用IP连接
21、p应用程序直接得到对象p传输过程部分依赖IP未来互联网研发现状u几个重要的体系结构uScalable and Adaptive Internet Solutions(SAIL)u优点p灵活、可扩展,适应不同的网络类型p简化的、更可靠的安全模式p请求聚合p提供任意可用对象副本的定位p支持当前互联网到未来互联网的平滑演进p支持 用户/内容/网络的移动性u缺点p需要额外手段将自认证名字与可读的应用层名字进行绑定p缺乏有效的兴趣聚合方式未来互联网研发现状u大规模部署面临的挑战u可扩展性 u数据对象数量远大于主机数量u路由及名称解析系统面临的任务比目前IP路由与DNS名称解析更加艰巨u有效的路由聚合手段
22、及可扩展的名称解析方案仍待验证u隐私性u对内容的请求在网络中可见u关联请求到特定的人可能不可行u隐私问题需要更详细地研究,以便找到有效的处理方案 未来互联网研发现状u大规模部署面临的挑战u法律问题u网络中缓存可能造成数据对象的非法传播u需要技术、法律、监管等联合解决u部署u要有针对参与者的奖励措施u需要标准化支持u支持增量部署,降低部署难度未来互联网研发现状n国内相关研发项目20世纪90年代后期开始,中国启动了一系列相关研发计划n教育部建设了CERNET-IPv6试验网n国家自然科学基金委员会资助建设了中国高速互联研究试验网络(NSFCNET)n863计划支持了高性能宽带信息网 3TNET等重
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