可重构柔性网络体系研究
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早在 ２０ 年 ． ００ 美国就启动了 Ｎｗ ｒ 项 目， ｅ Ａｃ ｈ 该项 目主
业界公 认的网络 体系， 前还是 目 处于百 家争鸣的阶段。 ３ 可 重 构 柔 性 网 络体 系
描述一个系统可以分 ３ 个层次 ： 抽象层、 逻辑层、 物理
层。 抽象层描述的方法是模型， 进行分层描述， 主要关注业
复杂的网络技术进行分解， 降低技术门槛 ， 又利于解决现
有网络及未来网络可能出现的问题
缘 缝
２ 相 关 工 作
针对如何构建下一代网络这个课题已经争论了十余
年， 前还存在很多不同的声音［ 但基本形成了两大技术 目 ４ １ ， 路线 ： 一种是“ 演进性” 路线 ， 即在现有互联网上不断“ 改 良” 完善”另一种是“ 和“ ： 革命性” 路线 ， 即重新设计全新的 互联网体系结构 ， 满足未来互联网的发展需要。
在探索 。 ｊ 事实已经证明， 那种修修补补式的发展方式永远也跟
不上互联网业务需求的发展 ， 必须在下一代网络构建过程
中采取“ 推倒重来（ｌ ｎ ｌｅ ” ｃ ａ ａ ）式的发展模式 这种“ ｅ ｓｔ 推倒 重来”式的发展并不是指将现有网络基础设施都废弃不
十个站点的研究项 目发展成为一个连接世界各大洲数十 亿人的通信系统。随着互联网技术的发展， 人们一方面享
的新型的体系结构。Ｎ ｂｌ 目致力于建立一个以云计 ｅｕ ｔ ａ 硕 算为中心的体系结构。在这一未来的模型中， 数据中心被 高速的、 可靠的、 安全的骨干网络连接在一起。ＸＡ 项 目 Ｉ ｒ 致力于构建一种未来互联网体系结构， 具有可信 、 支持长
发展的一致性和连贯性， 又能够充分考虑未知网络 、 能够
联网的可靠性 、 有效性和安全性等方面的问题进行诟病。 事实上， 当人们要求一个本来只是用于学术研究的网 络来满足人类经济生活需求时，网络通信传统的可靠性、 有效性和安全性问题就已经发生了质的变化， 就会不可避 免地出现这样那样的问题。虽然 ， 网络研究者们一直在致 力于解决互联网面向新需求时出现的问题．但是时至今 日， 互联网系统虽然已经变得越来越复杂 ， 可是仍然无法
性网络体系进行抽象层的描述。
３１ 概念 ．
可重构就是“ 使用一系列准则和手法， 对系统内部的
结构或代码进行调整或改进 ， 以满足系统对环境变化和应
用对象变化的适应性要求。 可重构技术提供了一种高效且
以 １０Ｍ ｉｓ ０ ｂ ／的速率上网。该项目现已结束， ｔ 并未达到预
期的目 标。 此后， 美国Ｎ Ｆ Ｓ 还启动了ＦＮ Ｓ Ｇ Ｎ Ｎ 等 ＩＤ、 Ｎ 、Ｇ Ｉ Ｉ
综述
可 重 构 柔 性 网络 体 系研 究
赵 靓 ， 斌 强。 汪 张 鹏
（ 国家数 字 交换 系统 工程技 术研 究 中心 郑 州 ４０ ０ ） ５０ ２
１ 引 言
互联网技术是 ２ 地纪最令人兴奋的科技成果之一． ０
并且 已经从 最初 的 出于学 术研 究需要 的 、 是一个 只有 几 仅
可受控的系统整理技术 ，从而使系统更容易被理解和修
改”， ［１ ７ 。基于上述定义， ８ 本文提出针对网络体系的可重构
概念如下。 定义 １ 重构对象是指通过执行可重构指令进行功
研究项 目。２０ ０５年，美国Ｎ Ｆ Ｓ 又启动全球 网络创新环境 Ｇ Ｎ 项 目， ＥＩ 提出了许多新的概念 ， 并引入了 Ｏ ｅＦ ｗ作 ｐｎｌ ｏ 为实验平台 ２１ 年美国Ｎ Ｆ ００ Ｓ 设立了未来互联网体系结
务、 服务、 协议和接口。逻辑层描述的方法是体系结构 ， 体 系是构成系统的诸元素， 结构是诸元素之间的关系。物理 层描述的方法是技术方案， 技术方案给出了系统的物理实 现。 是系统体系结构的具体化体现。本节主要对可重构柔
要研究互联网变化的需求， 并对一些关键的体系结构问题 和思想进行了探索， 但在其具体实现方案中仍然沿用了现 有互联网技术。 ０３ 美国科学基金会（Ｓ） ２０ 年， Ｎ Ｆ启动 Ｃ ａ ｌｎ ｅ Ｓ ｔ １０ ｌ０ ｌｅ ０ ｘ０ 研究计划， ａ 针对“ 推倒重来， 从零开始” 的设 计方法论、 全面的网络框架及网络拓扑设计、 网络协议栈 设计等 ３ 个方面展开研究， 计划到 ２ １ 年实现 ｌ ００ 亿家庭
可重构柔性网络体系 该网络体系打破了原有封闭式体系 架构， 将网络功能进行层次划分， 再分而治之， 既有利于将
２ ０ ＡＡ １ ３ ３ ；国 家 重 点 基 础 研 究 发 展 计 划 ０ ８ ＯＡ ２ ） 划 ） 金 资 助 项 目 （ ｏ ２ ０ Ｃ ３７ ０ 基 Ｎ ．０ ７ Ｂ ０ １ ２）
支撑各个领域全面信息化 、 满足可管可控可信的需求。
在这一过程中思想体系的创新尤为重要。 本文主要是 从思想体系方面人手．提出了一种以服务提供为目标、 以 可重构技术为实现手段、 能够满足不同业务个性化需求的
提供令人满意的服务。如何走出这个困局 ， 研究者们一直
国家 高技 术 研究 发展 计划 （ ６”计 划 ）基金 资助 项 目（ ． “ ３ ８ Ｎｏ （ ９ ３ 计 “７”
能或性能调整以达到某种既定 目 标的实体。 重构对象可分 为３ 个层次： 网络体系级重构对象、 节点级重构对象 、 局部
接口或功能级重构对象。
定义 ２ 可重构柔性网络是通过可重构满足变化的
构（ Ａ计划， 目标是设计和验证下一代互联网的综合 Ｆ ） Ｉ 其
受着互联网带来的新兴生活方式， 一方面也在不断地对互
用， 通过研制新设备 、 新技术来构建一个全新的大一统的
网络， 而是指在思想 、 理论和技术体系 ｆｏｇｔ ｈｏ ｄ ｔ ｕｈ， ｅｒ ａ ｈ ｔ ｙｎ ｔ ｈｏ ｇ ａ ｈｅｔ ｅ 方面进行创新， ｅ ｎｌ ｙ ｒ ｉｃ ｒ ｃ ｏ ｃｔ ｕ １ 使得下一代网络既 能够融合现有底层网络通信基础设施的异构性 ， 网络 保持
业界公 认的网络 体系， 前还是 目 处于百 家争鸣的阶段。 ３ 可 重 构 柔 性 网 络体 系
描述一个系统可以分 ３ 个层次 ： 抽象层、 逻辑层、 物理
层。 抽象层描述的方法是模型， 进行分层描述， 主要关注业
复杂的网络技术进行分解， 降低技术门槛 ， 又利于解决现
有网络及未来网络可能出现的问题
缘 缝
２ 相 关 工 作
针对如何构建下一代网络这个课题已经争论了十余
年， 前还存在很多不同的声音［ 但基本形成了两大技术 目 ４ １ ， 路线 ： 一种是“ 演进性” 路线 ， 即在现有互联网上不断“ 改 良” 完善”另一种是“ 和“ ： 革命性” 路线 ， 即重新设计全新的 互联网体系结构 ， 满足未来互联网的发展需要。
在探索 。 ｊ 事实已经证明， 那种修修补补式的发展方式永远也跟
不上互联网业务需求的发展 ， 必须在下一代网络构建过程
中采取“ 推倒重来（ｌ ｎ ｌｅ ” ｃ ａ ａ ）式的发展模式 这种“ ｅ ｓｔ 推倒 重来”式的发展并不是指将现有网络基础设施都废弃不
十个站点的研究项 目发展成为一个连接世界各大洲数十 亿人的通信系统。随着互联网技术的发展， 人们一方面享
的新型的体系结构。Ｎ ｂｌ 目致力于建立一个以云计 ｅｕ ｔ ａ 硕 算为中心的体系结构。在这一未来的模型中， 数据中心被 高速的、 可靠的、 安全的骨干网络连接在一起。ＸＡ 项 目 Ｉ ｒ 致力于构建一种未来互联网体系结构， 具有可信 、 支持长
发展的一致性和连贯性， 又能够充分考虑未知网络 、 能够
联网的可靠性 、 有效性和安全性等方面的问题进行诟病。 事实上， 当人们要求一个本来只是用于学术研究的网 络来满足人类经济生活需求时，网络通信传统的可靠性、 有效性和安全性问题就已经发生了质的变化， 就会不可避 免地出现这样那样的问题。虽然 ， 网络研究者们一直在致 力于解决互联网面向新需求时出现的问题．但是时至今 日， 互联网系统虽然已经变得越来越复杂 ， 可是仍然无法
性网络体系进行抽象层的描述。
３１ 概念 ．
可重构就是“ 使用一系列准则和手法， 对系统内部的
结构或代码进行调整或改进 ， 以满足系统对环境变化和应
用对象变化的适应性要求。 可重构技术提供了一种高效且
以 １０Ｍ ｉｓ ０ ｂ ／的速率上网。该项目现已结束， ｔ 并未达到预
期的目 标。 此后， 美国Ｎ Ｆ Ｓ 还启动了ＦＮ Ｓ Ｇ Ｎ Ｎ 等 ＩＤ、 Ｎ 、Ｇ Ｉ Ｉ
综述
可 重 构 柔 性 网络 体 系研 究
赵 靓 ， 斌 强。 汪 张 鹏
（ 国家数 字 交换 系统 工程技 术研 究 中心 郑 州 ４０ ０ ） ５０ ２
１ 引 言
互联网技术是 ２ 地纪最令人兴奋的科技成果之一． ０
并且 已经从 最初 的 出于学 术研 究需要 的 、 是一个 只有 几 仅
可受控的系统整理技术 ，从而使系统更容易被理解和修
改”， ［１ ７ 。基于上述定义， ８ 本文提出针对网络体系的可重构
概念如下。 定义 １ 重构对象是指通过执行可重构指令进行功
研究项 目。２０ ０５年，美国Ｎ Ｆ Ｓ 又启动全球 网络创新环境 Ｇ Ｎ 项 目， ＥＩ 提出了许多新的概念 ， 并引入了 Ｏ ｅＦ ｗ作 ｐｎｌ ｏ 为实验平台 ２１ 年美国Ｎ Ｆ ００ Ｓ 设立了未来互联网体系结
务、 服务、 协议和接口。逻辑层描述的方法是体系结构 ， 体 系是构成系统的诸元素， 结构是诸元素之间的关系。物理 层描述的方法是技术方案， 技术方案给出了系统的物理实 现。 是系统体系结构的具体化体现。本节主要对可重构柔
要研究互联网变化的需求， 并对一些关键的体系结构问题 和思想进行了探索， 但在其具体实现方案中仍然沿用了现 有互联网技术。 ０３ 美国科学基金会（Ｓ） ２０ 年， Ｎ Ｆ启动 Ｃ ａ ｌｎ ｅ Ｓ ｔ １０ ｌ０ ｌｅ ０ ｘ０ 研究计划， ａ 针对“ 推倒重来， 从零开始” 的设 计方法论、 全面的网络框架及网络拓扑设计、 网络协议栈 设计等 ３ 个方面展开研究， 计划到 ２ １ 年实现 ｌ ００ 亿家庭
可重构柔性网络体系 该网络体系打破了原有封闭式体系 架构， 将网络功能进行层次划分， 再分而治之， 既有利于将
２ ０ ＡＡ １ ３ ３ ；国 家 重 点 基 础 研 究 发 展 计 划 ０ ８ ＯＡ ２ ） 划 ） 金 资 助 项 目 （ ｏ ２ ０ Ｃ ３７ ０ 基 Ｎ ．０ ７ Ｂ ０ １ ２）
支撑各个领域全面信息化 、 满足可管可控可信的需求。
在这一过程中思想体系的创新尤为重要。 本文主要是 从思想体系方面人手．提出了一种以服务提供为目标、 以 可重构技术为实现手段、 能够满足不同业务个性化需求的
提供令人满意的服务。如何走出这个困局 ， 研究者们一直
国家 高技 术 研究 发展 计划 （ ６”计 划 ）基金 资助 项 目（ ． “ ３ ８ Ｎｏ （ ９ ３ 计 “７”
能或性能调整以达到某种既定 目 标的实体。 重构对象可分 为３ 个层次： 网络体系级重构对象、 节点级重构对象 、 局部
接口或功能级重构对象。
定义 ２ 可重构柔性网络是通过可重构满足变化的
构（ Ａ计划， 目标是设计和验证下一代互联网的综合 Ｆ ） Ｉ 其
受着互联网带来的新兴生活方式， 一方面也在不断地对互
用， 通过研制新设备 、 新技术来构建一个全新的大一统的
网络， 而是指在思想 、 理论和技术体系 ｆｏｇｔ ｈｏ ｄ ｔ ｕｈ， ｅｒ ａ ｈ ｔ ｙｎ ｔ ｈｏ ｇ ａ ｈｅｔ ｅ 方面进行创新， ｅ ｎｌ ｙ ｒ ｉｃ ｒ ｃ ｏ ｃｔ ｕ １ 使得下一代网络既 能够融合现有底层网络通信基础设施的异构性 ， 网络 保持