信息与内容为中心的未来网络架构研究综述

现有互联网体系结构正面临着诸多问题,主要问题包括可资源可扩展性、网络环境安全性、合理有效的管控性等诸多问题.目的网络的TCP/IP体系结构很难通过传统的增量式的方案彻底解决.因此,如何对现有网络结构进行改造以及创新新型的网络体系架构成为当前全球所关注的热点研究领域.通过介绍信息中心网络(ICN)与内容为中心(CCN)网络的最新研究进展情况,阐述ICN与CCN的主要的研究成果,分析并研究了未来网络架构的研究发展趋势与主要核心问题,从而对该领域未来的研究起到一定的参考作用.

面向服务定制的未来网络架构

互联网业务的蓬勃发展带动网络技术进步,但是,近几年出现的新业务,例如4K/8K高清视频、增强现实、自动驾驶等技术都对网络提出了新的需求,面对这些新需求,目前的网络架构暴露出诸多问题。因此,提出一种面向服务定制(service-customized networking,SCN)的未来网络架构。SCN基于SDN/NFV(software defined network/network functions virtualization)技术实现网络切片,为业务提供差异化的端到端服务质量保障。SCN通过在网络中差异化部署缓存资源,解决网络中冗余传输的问题。同时,SCN在其架构设计中加入了网络信息感知平面,通过采集底层网络状态并对收集的信息进行大数据处理分析,为更加合理的网络切片以及差异化缓存部署提供依据。

服务定制网络体系架构的设计与思考

系统性阐述了服务定制网络(SCN)新型网络架构,可为互联网应用提供一种全新的网络底层能力与使用方式。在TCP/IP网络架构中,网络为应用提供“尽力而为”的服务质量,而SCN架构转换了应用与网络两者之间的主客体关系,允许应用“按需定制”网络的服务质量。以应用视角出发,挖掘了“可声明”“细粒度”“端到端”三大能力内涵,由此推演了SCN的总体设计思路,并给出了一种具象的SCN体系架构和一种可行的SCN系统实现。SCN未来可应用于远程工控、增强现实等人机物全场景,为网络即服务(NaaS)的实现提供一种新颖、实用、理想的手段。

未来网络体系架构研究综述

现有互联网正面临着前所未有的挑战,包括可扩展性、安全性、管控性、移动性、内容分发能力、绿色节能等一系列问题,难以通过增量式的研究模式彻底解决。在这样的背景下,创新型的未来网络体系架构研究成为当前全球关注的热点领域。通过介绍全球在该领域的研究进展情况,阐述当前该领域主要的研究成果,总结分析该领域的研究发展趋势与核心问题,期望对国内该领域的研究起到参考和帮助。

可重构技术与未来网络体系架构

随着网络规模的不断扩大及新业务的不断部署,IP网络僵化的体系架构所带来的弊端日益明显。可重构网络技术以其灵活性、可扩展性、对新业务的适应性、绿色节能等优势日渐得到广泛关注。首先详细分析了可重构技术的发展现状,然后讨论了可重构网络技术体系及其对业务发展的适应性,并对可重构网络的绿色节能特性进行了分析。

未来通信网络架构及演进方案

随着互联网的飞速发展,网络承载内容逐渐由以基于连接的信息交互为主的业务,转变为以内容分享为主(视频)的业务,网络传送大量冗余信息,造成非正常的大规模投资,且业务质量难以保障,迫切需要研究构建与业务发展匹配的网络。通过对内容分享连接关系和通信网络架构连接关系的研究,探究二维差时分发或三维分发等实现方式,改造CDN构建内容边缘节点,优化调整核心网、无线网、承载网架构和网元部署,并考虑引入卫星等天基网络,从而在现有通信网络上构建无标度小跳数网络,实现网络架构与内容分发的匹配。

面向计算网络融合的下一代网络架构

以工业互联网为代表的产业互联网的大发展,促进未来网络从以信息传输为核心的信息基础设施,向以融合感知、传输、存储、计算、处理为一体的智能化信息基础设施发生转变。从应用、网络技术、计算技术等的发展趋势分析,推导出未来数据网络需要从计算、网络和存储融合重新设计网络架构,以满足未来新业务和新场景的需求。

服务定制网络

针对当前互联网中存在的2个亟待解决的问题:OTT(over the top)流量占用大量网络带宽以及信息高度冗余,提出了一种具有差异化服务能力的未来网络体系架构——服务定制网络(SCN,service customized networking)。SCN基于软件定义网络设计,继承了其数据控制分离以及网络可编程的主要特点,并针对当前互联网中的问题,增加了网络虚拟化能力以及内容智能调度能力。通过构建具有不同等级服务能力的虚拟网络,SCN可以避免OTT业务大量占用带宽。同时,通过信息资源智能有序调度,SCN可以消减信息冗余。在小规模真实网络平台上进行的实验结果表明,SCN确实具备为不同用户提供差异化服务能力以及有效减少信息冗余的能力。

可重构基础网络体系研究与探索

随着网络规模的急剧扩大和新业务的不断涌现,现有互联网在业务适应、传输能力、安全可管可控等方面的弊端日益凸显。为此,业界关于新型互联网体系结构的研究正蓬勃兴起。在此背景下,利用可重构技术在灵活性、可扩展性、适应性等方面的优势探索网络发展新的思路和途径。研究表明,该项目成果为解决网络发展面临的根本问题提供了有效解决途径,并且在国内外相关领域产生了重要影响。

智慧协同网络服务内容在传输路径上的缓存分配策略

针对智慧协同网络提出一种服务内容在传输路径上的缓存分配策略。该策略根据服务内容的流行度部署其在传输路径上的缓存位置,以求充分、高效地发挥网络缓存作用,进而提升网络的总体性能。所提分配策略分别在5层树型拓扑和由279个节点组成的真实网络拓扑中进行了性能测试。结果显示,该策略在所测的性能参数中表现出色,就平均服务获取距离而言,较命名数据网络(NDN,named data nerworking)所使用的LCE(leave copy everywhere)策略,其性能提高20%以上。

基于缓存价值的信息中心网络转发和缓存策略

针对信息中心网络缓存放置策略和路由转发策略,提出了一种基于缓存价值的路由转发和缓存放置策略.在缓存价值决策中,考虑到节点繁忙度和路径时延因素,利用夏普利值设计了支持决策的报文格式和路由转发策略;在缓存放置策略中,使用Scope字段,控制缓存副本个数和放置的范围.仿真实验结果表明,该策略有较高的缓存命中率,能有效地减少平均请求跳数.