【正文】 未來互聯(lián)網 現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 王興偉 東北大學 提綱 ? 未來互聯(lián)網的由來 ? 未來互聯(lián)網面臨的重大挑戰(zhàn) ? 未來互聯(lián)網研發(fā)現(xiàn)狀 ? 關于未來互聯(lián)網發(fā)展的幾點思考 ? 東北大學未來互聯(lián)網研發(fā)簡介 ?未來互聯(lián)網的由來 未來互聯(lián)網的由來 ? 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）建設的軍用網 ARPANET ? 1982年， TCP/IP被 DARPA接受并認可 ? 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基金會（ NSF）建立的NSFNET取代 ARPANET成為 Inter的主干網 ? 1989年， ARPANET被撤銷， Inter正式從軍用轉為民用 未來互聯(lián)網的由來 ? Inter的出現(xiàn)和發(fā)展 ?當今的 Inter規(guī)模巨大 ?到 2023年 6月，全球網民超過 24億，占全球總人口數(shù)的 1/3以上，發(fā)達國家每百人網民比例超過 70% ?到 2023年 6月，全球活躍網站約 ?僅在中國大陸，到 2023年 5月，互聯(lián)網普及率 % ，網民 ，手機網民 億以上，微博用戶 ， 手機微博用戶規(guī)模 未來互聯(lián)網的由來 ? 根據中國互聯(lián)網行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃 ?網民數(shù)超過 8億，普及率超過 57%，其中農村網民超過 2億人 ?網頁規(guī)模超過 4000億個 ?互聯(lián)網固定寬帶接入端口超過 ?城市家庭帶寬接入能力基本達到 20Mbps以上，同時滿足至少 2路高清電視和 1路高速上網 ?農村家庭帶寬接入能力基本達到 4Mbps以上，同時滿足至少 1路標清電視和 1路高速上網 未來互聯(lián)網的由來 ? 未來互聯(lián)網的提出 ?現(xiàn)有的 Inter基于 IPv4 ?用戶數(shù)量不斷增長，新型應用不斷涌現(xiàn) ?用戶在地址空間、服務質量（ 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（ Next Generation Inter , NGI)乃至未來互聯(lián)網（ Future Inter ）的研究與開發(fā) ?未來互聯(lián)網面臨的重大挑戰(zhàn) 未來互聯(lián)網面臨的重大挑戰(zhàn) ? 理論落后于工程 ?難題：測量，分析，模型 ? 自適應 ?網絡缺乏認知能力和智慧 ?網絡體系結構缺乏進化能力 ?難以適應上層應用和底層通信技術的飛速發(fā)展 ? 擴展性 ?聯(lián)網對象：機機互聯(lián) → 人機物互聯(lián) → 人機物融合 ?網絡規(guī)模、功能、服務、安全 …… 未來互聯(lián)網面臨的重大挑戰(zhàn) ? 高性能 ?更高的傳輸速率 → 更高性能的應用 ? 服務質量 QoS（ Quality of Service）保證 ?網絡 QoS控制 → 用戶體驗質量 QoE（ Quality of Experience）保障 ? 單播為核心，缺乏對組播等的內在支持 ? 可用資源 ?地址 ?IPv4 → IPv6 ?頻譜 未來互聯(lián)網面臨的重大挑戰(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、內容安全 ?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 ——網絡空間 ?陸、海、空、天、網 ?領土、領海、領空、領天、領網 ?陸權、海權、空權、天權、網權 ?網絡空間可管可控 → 網絡安全可信 未來互聯(lián)網面臨的重大挑戰(zhàn) ? 高效運行 ?運行低效 → 綠色節(jié)能 ? ICT產業(yè)已經是全球第五大耗能產業(yè) ? ICT設備二氧化碳排放已經占全球的 2％ － ％ ? 經濟性 ?商業(yè)模式 ? 改變基礎網絡運營商 投資巨大、盈利甚微乃至虧損而增值業(yè)務開發(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、內容 → 版權和隱私 ? 美國 5％的網民消耗全網 50％的帶寬，其中的 90％是非法下載 ?嚴密的管理體系和齊全的管理手段 → 精細管理 ?未來互聯(lián)網研發(fā)現(xiàn)狀 未來互聯(lián)網研發(fā)現(xiàn)狀 ? 國外相關研發(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)網研究計劃 ? FIND(Future Inter Design ) ? 滿足未來 15年社會需求的新型網絡 ? GENI (Global Environment for Network Innovations) ? 嶄新的、高安全的、能夠連接一切設備的互聯(lián)網 ?2023年歐盟啟動第七科技框架計劃（ FP7） ? 未來互聯(lián)網研究和實驗（ Future Inter Research and Experimentation） ?日本 AKARI 未來互聯(lián)網研發(fā)現(xiàn)狀 ? 國外相關研發(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)網研發(fā)現(xiàn)狀 ?幾個重要的體系結構 ?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 International Computer Science Institute (ICSI), Helsinki Institute for Information Technology (HIIT), UC Berkeley, Computer Science Division, …… ?資助機構 NSF, British Tele 未來互聯(lián)網研發(fā)現(xiàn)狀 ?幾個重要的體系結構 ?DataOriented Network Architecture(DONA) ?系統(tǒng)組成示意圖 未來互聯(lián)網研發(fā)現(xiàn)狀 ?幾個重要的體系結構 ?DataOriented Network Architecture(DONA) ?主要技術特點 ? 扁平結構的命名空間 ? 名稱具有不可讀性和自認證性 ? 命名對象為完整的數(shù)據對象 ? 根據發(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)據的交付路徑與請求路徑相反或者直接采用 IP連接 ? 應用程序同步獲得數(shù)據對象 ? 傳輸過程依賴 IP 未來互聯(lián)網研發(fā)現(xiàn)狀 ?幾個重要的體系結構 ?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證名稱與可讀的應用層名稱進行綁定 ? 緩存受限于轉發(fā)路徑 ? 內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)網研發(fā)現(xiàn)狀 ?幾個重要的體系結構 ?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