【正文】 未來互聯(lián)網(wǎng) 現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 王興偉 東北大學(xué) 提綱 ? 未來互聯(lián)網(wǎng)的由來 ? 未來互聯(lián)網(wǎng)面臨的重大挑戰(zhàn) ? 未來互聯(lián)網(wǎng)研發(fā)現(xiàn)狀 ? 關(guān)于未來互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的幾點思考 ? 東北大學(xué)未來互聯(lián)網(wǎng)研發(fā)簡介 ?未來互聯(lián)網(wǎng)的由來 未來互聯(lián)網(wǎng)的由來 ? Inter的出現(xiàn)和發(fā)展 ? Inter創(chuàng)始于 1969年 ?最初是由美國國防部高級研究計劃局（ DARPA）建設(shè)的軍用網(wǎng) ARPANET ? 1982年， TCP/IP被 DARPA接受并認(rèn)可 ? 1983年， ARPANET被劃分為兩部分－ MILNET（軍用）和 ARPANET（民用） ? 1988年，由美國國家自然科學(xué)基金會（ NSF）建立的NSFNET取代 ARPANET成為 Inter的主干網(wǎng) ? 1989年， ARPANET被撤銷， Inter正式從軍用轉(zhuǎn)為民用 未來互聯(lián)網(wǎng)的由來 ? Inter的出現(xiàn)和發(fā)展 ?當(dāng)今的 Inter規(guī)模巨大 ?到 2023年 6月，全球網(wǎng)民超過 24億，占全球總?cè)丝跀?shù)的 1/3以上，發(fā)達(dá)國家每百人網(wǎng)民比例超過 70% ?到 2023年 6月，全球活躍網(wǎng)站約 ?僅在中國大陸，到 2023年 5月，互聯(lián)網(wǎng)普及率 % ，網(wǎng)民 ，手機網(wǎng)民 億以上，微博用戶 ， 手機微博用戶規(guī)模 未來互聯(lián)網(wǎng)的由來 ? 根據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃 ?網(wǎng)民數(shù)超過 8億，普及率超過 57%，其中農(nóng)村網(wǎng)民超過 2億人 ?網(wǎng)頁規(guī)模超過 4000億個 ?互聯(lián)網(wǎng)固定寬帶接入端口超過 ?城市家庭帶寬接入能力基本達(dá)到 20Mbps以上，同時滿足至少 2路高清電視和 1路高速上網(wǎng) ?農(nóng)村家庭帶寬接入能力基本達(dá)到 4Mbps以上，同時滿足至少 1路標(biāo)清電視和 1路高速上網(wǎng) 未來互聯(lián)網(wǎng)的由來 ? 未來互聯(lián)網(wǎng)的提出 ?現(xiàn)有的 Inter基于 IPv4 ?用戶數(shù)量不斷增長，新型應(yīng)用不斷涌現(xiàn) ?用戶在地址空間、服務(wù)質(zhì)量（ Quality of Service, QoS）支持、移動支持以及安全支持等方面提出更高要求 ?促使人們展開對下一代互聯(lián)網(wǎng)（ Next Generation Inter , NGI)乃至未來互聯(lián)網(wǎng)（ Future Inter ）的研究與開發(fā) ?未來互聯(lián)網(wǎng)面臨的重大挑戰(zhàn) 未來互聯(lián)網(wǎng)面臨的重大挑戰(zhàn) ? 理論落后于工程 ?難題：測量，分析，模型 ? 自適應(yīng) ?網(wǎng)絡(luò)缺乏認(rèn)知能力和智慧 ?網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)缺乏進化能力 ?難以適應(yīng)上層應(yīng)用和底層通信技術(shù)的飛速發(fā)展 ? 擴展性 ?聯(lián)網(wǎng)對象：機機互聯(lián) → 人機物互聯(lián) → 人機物融合 ?網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、功能、服務(wù)、安全 …… 未來互聯(lián)網(wǎng)面臨的重大挑戰(zhàn) ? 高性能 ?更高的傳輸速率 → 更高性能的應(yīng)用 ? 服務(wù)質(zhì)量 QoS（ Quality of Service）保證 ?網(wǎng)絡(luò) QoS控制 → 用戶體驗質(zhì)量 QoE（ Quality of Experience）保障 ? 單播為核心，缺乏對組播等的內(nèi)在支持 ? 可用資源 ?地址 ?IPv4 → IPv6 ?頻譜 未來互聯(lián)網(wǎng)面臨的重大挑戰(zhàn) ? 動態(tài)性 ?滿足移動支持、生存 /容錯能力、節(jié)能等需求 ? 安全性 ?安全事件頻發(fā) ?確保實體、運行、數(shù)據(jù)、內(nèi)容安全 ?確保信息的真實性、機密性和可用性 ?行為可信，事件可追 ?第五維空間 ——網(wǎng)絡(luò)空間 ?陸、海、空、天、網(wǎng) ?領(lǐng)土、領(lǐng)海、領(lǐng)空、領(lǐng)天、領(lǐng)網(wǎng) ?陸權(quán)、海權(quán)、空權(quán)、天權(quán)、網(wǎng)權(quán) ?網(wǎng)絡(luò)空間可管可控 → 網(wǎng)絡(luò)安全可信 未來互聯(lián)網(wǎng)面臨的重大挑戰(zhàn) ? 高效運行 ?運行低效 → 綠色節(jié)能 ? ICT產(chǎn)業(yè)已經(jīng)是全球第五大耗能產(chǎn)業(yè) ? ICT設(shè)備二氧化碳排放已經(jīng)占全球的 2％ － ％ ? 經(jīng)濟性 ?商業(yè)模式 ? 改變基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)運營商 投資巨大、盈利甚微乃至虧損而增值業(yè)務(wù)開發(fā)商投資少、盈利豐的局面 ?公平合理的多方盈利模式 ? 管理 ?體制、流量、內(nèi)容 → 版權(quán)和隱私 ? 美國 5％的網(wǎng)民消耗全網(wǎng) 50％的帶寬，其中的 90％是非法下載 ?嚴(yán)密的管理體系和齊全的管理手段 → 精細(xì)管理 ?未來互聯(lián)網(wǎng)研發(fā)現(xiàn)狀 未來互聯(lián)網(wǎng)研發(fā)現(xiàn)狀 ? 國外相關(guān)研發(fā)項目 ?1992年美國提出“信息高速公路” ?2023年美國啟動兩項未來互聯(lián)網(wǎng)研究計劃 ? FIND(Future Inter Design ) ? 滿足未來 15年社會需求的新型網(wǎng)絡(luò) ? GENI (Global Environment for Network Innovations) ? 嶄新的、高安全的、能夠連接一切設(shè)備的互聯(lián)網(wǎng) ?2023年歐盟啟動第七科技框架計劃（ FP7） ? 未來互聯(lián)網(wǎng)研究和實驗（ Future Inter Research and Experimentation） ?日本 AKARI 未來互聯(lián)網(wǎng)研發(fā)現(xiàn)狀 ? 國外相關(guān)研發(fā)項目 ?2023年美國啟動 FIA(FUTURE INTERNET ARCHITECTURE )研究計劃 ?Named Data Networking ?MobilityFirst ?NEBULA ? cloudputingcentric work architecture ? XIA(eXpressive Inter Architecture) ? security issue 未來互聯(lián)網(wǎng)研發(fā)現(xiàn)狀 ?幾個重要的體系結(jié)構(gòu) ?DataOriented Network Architecture(DONA) ?主要研制者 Teemu Koponen, Mohit Chawla, ByungGon Chun, Andrey Ermolinskiy, Kye Hyun Kim, Scott Shenker, Ion Stoica, …… ?主要研制機構(gòu) International Computer Science Institute (ICSI), Helsinki Institute for Information Technology (HIIT), UC Berkeley, Computer Science Division, …… ?資助機構(gòu) NSF, British Tele 未來互聯(lián)網(wǎng)研發(fā)現(xiàn)狀 ?幾個重要的體系結(jié)構(gòu) ?DataOriented Network Architecture(DONA) ?系統(tǒng)組成示意圖 未來互聯(lián)網(wǎng)研發(fā)現(xiàn)狀 ?幾個重要的體系結(jié)構(gòu) ?DataOriented Network Architecture(DONA) ?主要技術(shù)特點 ? 扁平結(jié)構(gòu)的命名空間 ? 名稱具有不可讀性和自認(rèn)證性 ? 命名對象為完整的數(shù)據(jù)對象 ? 根據(jù)發(fā)布者進行路由聚合，形成明確的名稱 —定位映射 ? 采用基于名稱的路由方式 ? 數(shù)據(jù)的交付路徑與請求路徑相反或者直接采用 IP連接 ? 應(yīng)用程序同步獲得數(shù)據(jù)對象 ? 傳輸過程依賴 IP 未來互聯(lián)網(wǎng)研發(fā)現(xiàn)狀 ?幾個重要的體系結(jié)構(gòu) ?DataOriented Network Architecture(DONA) ?優(yōu)點 ? 簡化的、更可靠的安全模式 ? 減少整體延遲、簡化整體過程 ?缺點 ? 需要額外手段將自認(rèn)證名稱與可讀的應(yīng)用層名稱進行綁定 ? 緩存受限于轉(zhuǎn)發(fā)路徑 ? 內(nèi)容的移動性會帶來解析處理器中路由狀態(tài)的更新 未來互聯(lián)網(wǎng)研發(fā)現(xiàn)狀 ?幾個重要的體系結(jié)構(gòu) ?Named Data Networking(NDN) ?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