新一代互联网体系结构的研究进展分析

计算机网络发展现状和方向

计算机网络发展现状和发展方向计算机网络的发展:计算机网络近年来获得了飞速的发展。

20年前，在我国很少有人接触过网络。

现在，计算机通信网络以及Internet已成为我们社会结构的一个基本组成部分。

网络被应用于工商业的各个方面，包括电子银行、电子商务、现代化的企业管理、信息服务业等都以计算机网络系统为基础。

从学校远程教育到政府日常办公乃至现在的电子社区，很多方面都离不开网络技术。

可以不夸张地说，网络在当今世界无处不在。

1997年，在美国拉斯维加斯的全球计算机技术博览会上，微软公司总裁比尔盖茨先生发表了著名的演说。

在演说中，“网络才是计算机”的精辟论点充分体现出信息社会中计算机网络的重要基础地位。

计算机网络技术的发展越来越成为当今世界高新技术发展的核心之一。

网络的发展也是一个经济上的冲击。

数据网络使个人化的远程通信成为可能，并改变了商业通信的模式。

一个完整的用于发展网络技术、网络产品和网络服务的新兴工业已经形成，计算机网络的普及性和重要性已经导致在不同岗位上对具有更多网络知识的人才的大量需求。

企业需要雇员规划、获取、安装、操作、管理那些构成计算机网络和Internet的软硬件系统。

另外，计算机编程已不再局限于个人计算机，而要求程序员设计并实现能与其他计算机上的程序通信的应用软件。

计算机网络发展的阶段划分在20世纪50年代中期，美国的半自动地面防空系统（Semi-Automatic Ground Environment，SAGE）开始了计算机技术与通信技术相结合的尝试，在SAGE系统中把远程距离的雷达和其他测控设备的信息经由线路汇集至一台IBM计算机上进行集中处理与控制。

世界上公认的、最成功的第一个远程计算机网络是在1969年，由美国高级研究计划署（Advanced Research Projects Agency，ARPA）组织研制成功的。

该网络称为ARPANET，它就是现在Internet的前身。

随着计算机网络技术的蓬勃发展，计算机网络的发展大致可划分为4个阶段。

《新一代互联网体系结构》专辑前言

较少的超级节点即可实现较高的负载总量和较好的性能．江学智等作者的论文 “ 布式控制平分
面：行Ｂ并ＧＰ路由计算自适应负载均衡算法 ” 出了基于Ｈａｈｎ提ｓｉｇ技术的并行ＢＧＰ路由计算
自适应负载均衡模型和算法，以有效提高并行Ｂ可ＧＰ路由计算的性能．继龙等作者的论文王
年８月，国务院总理温家宝提出 “ 知中国” 将物联网正式列为国家五大新兴战略性产业之感，
一
，
并写入 “ 政府工作报告 ” ２１．００年１，家宝总理主持召开了国务院常务会议，月温决定加快
推进电信网、广播电视网和互联网的 “ 网融合 ” 在这样的背景下，三．物联网的基础理论、键技关
“ 于联邦架构的全球网络性能测量” 对大规模异构网络的测量，计并实现了基于联邦架基针设
构的全球网络性能测量平台，网络测量提供了一种新的思路和方法．为尹浩等作者的论文“ 内容网络服务节点部署理论综述 ” 针对内容网络中服务节点部署这一核心问题，总结了相关的理
术和应用系统，三网融合” “ 的新架构、机制和协议，以及互联网在大规模异构技术的研究，为了网络研究领域的热点和重点问题．年来， “ 网融成近在三
合 ” 物联网和计算机网络的体系结构方面，、相关的研究工作异常活跃．本专刊正是在这种情况下推出，专刊收录了国内新一代互联网体系结构领域具有创新性和探索性的部分研究成果，基本反映了国内互联网体系结构和关键技术领域的最新研究进展．本期专刊共收到１８篇来稿，５内容涉及新一代互联网体系结构和关键技术领域研究的诸多方面，主要包括：一代网络体系结构设计与理论框架；三网融合 ” 新 “ 的新架构、议和机制；协物联网基础理论、关键技术与应用系统；控可管可信的互联网体系结构与关键技术；可网络、云计算和数据中心的安全和效率研究；网络服务质量（Ｓ与性能测量基础理论与关键技术等．Ｑｏ）经过审稿人的严格的书面评议，专刊择优录用了其中２本２篇论文，录用率小于１．５在新一代网络体系结构和构建方面，宁等作者的论文 “ 齐逻辑承载网构建方法的研究” 提

一种新型的未来互联网体系架构

信终端的无缝快速移动，支持丰富多样的
终端接人技术，持大规模的分布式泛在支服务，网络就在用户身边。使网络性能及服务质量保障方面：未来网络需要支持多样化的服务，支持用户业
务类型划分、优先级处理和服务质量保障
。鬻０
ｏｌｊＩ
在当前网络融合、业务融合的发展趋
一
．
Байду номын сангаас
现有互联网体系架构存在的问题
安全性方面：ＴＰＩ在Ｃ／Ｐ网络中由于端到端透明性和网络的
势下，现有的电信网和互联网无法满足安全、可信、可控、可管、泛在等，３代通信业务－
机制，网络资源的分配和使用管理机制，
提供满足服务水平协议（Ｌ的用户服ＳＡ）
务，而有利于运营商构建更合理的商业从模式，利于用户享用网络的方便性。也
图１一种分层的包交换网络架构
可以采用不同的传送方式；相邻层次问可采用静态
和攻击行为无法跟踪。
＝．未来网络特性需求
为了支持未来的通信业务，对未来网络体系架构存在下述
基本需求。安全性方面：未来网络需要建立安全性框架。在各种网络组
件中架构安全ｌ平台，生保证设备的完整性和高可靠性，进行故障
维普资讯
的需求无法满足。本文从未来业务对承栽
扁平化，户可以访问、用攻击网络中的任意网元，网络安全性较差。Ｃ／协议在安全方面存在缺陷，ＴＰＰＩ需要对体系结构进行调整才有可能根本解决。移动性方面：用户需要提供无时不在、无处不在、无所不有的综合服务。在原有的ＴＰＩＣ／Ｐ协议中，ＩＰ地址被赋予既表示位

计算机系统结构的发展前景

计算机系统结构的发展前景课程：计算机系统结构学号：1006440716班级：计算机10-02班姓名：近十几年来，计算机技术得到迅猛发展和普及，使得从事各种技术工作的人员对计算机的了解普遍加深。

但由于技术层次的多面性和应用的差异性，特别是发展的迅猛和不均匀所带来的迷惑性，使人们不易看清某个方面的具体发展现状。

计算机体系结构是设计计算机应用系统的一个重要参考因素，是一个近来较受关注的话题。

根据目前计算机体系结构的发展状况来看，未来一段时间，计算机体系结构将向以下几个方向发展：一、VLIW体系VLIW指的是一种指令集设计思想与技术，它利用编译器把若干个简单的、无相互依赖的操作压缩到同一个很长的指令字中。

当超长指令字被从Cache或主存取进处理器时，可以容易地分割出各个操作，并一次性分别分派到多个独立的执行单元中并行执行。

二、单芯片多处理器体系单芯片多处理器是随着VLSI工艺水平的提高自然会想到的一个方向。

在0.25mm工艺下，单片可以集成20个21064（32kCache）；在2010年将实现的0.07mm 工艺下，单片可以集成60个21064水平的微处理器。

不远的将来，现今的SMP 系统可以完全集成在一个芯片内，其性能提高显然是诱人的。

三、多线程体系多线程技术结合了指令级现场交换和顺序调度技术，是数据流模型和冯·诺伊曼控制流模型的有机结合。

简单地说，线程是一组静态排序的指令序列，其中，当第一条指令开始执行，后续指令即开始执行而不中断。

线程作为执行调度的基本单位，多个线程可以并发（并行）执行，以达到互相隐藏延迟操作和提高并行度的效果。

网格技术有可能成为实现Petaflops的另一条途径。

网格是近年来计算机体系结构发展的一个重要方向，其基本思想是通过Internet进行资源共享和协同工作。

目前连接到Internet的计算机已经达到1亿台以上，通过互联网可能达到的聚合计算潜力是不可估量的。

国际上已经有Globus等组织为网格环境制定标准和参考实现。

下一代互联网体系结构基础研究及探索

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维普资讯
第３卷１
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２００８年９月
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下一代互联网体系结构基础研究及探索
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973计划“新一代互联网体系结构理论研究”项目之课题二：各由器可扩展性问题研究

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研究与发展
９３７计划 “ 新一代互联网体系结构理论研究”项目之课题二
路由器可扩展性问题研究
■ ／赵峰高蕾戴艺吕高峰
用感知等多维开放可扩展的理念出发，提出
一
种结构灵活、开放可扩展的通用路由器体ｏｔ。胁ｕｒｅ衄将路由器
行互连；在逻辑上，每个路由器都是ＨＣ理流程。Ｍ能够满足更广范围的网络控解决了传统路由协议存在的单点失效问题，ＲＨＣ
集群路由器中的一个节点，通过运行开放制功能需求，对路由器的可扩展性提供更降低了路由器故障对Ｉｅｔｎｍｅｔ域问路由稳定的标准路由器集群协议ＲＣＰ（ｕｅ为广泛的支持。Ｒｏｔｒ
并提出高性能的Ｉｖ分组分类、Ｐ６转发、调多个控制实体之间以及多个转发实体之间度算法。本课题是整个项目中不可缺少的的对等层协同机制是ＯｅＲｕｅ中体现ｐｎｏｔｒ重要组成部分。．
新一代互联礴结构理论研究中体系存隹的若
问：网系参虞誊解蒿１联体的盼憾嬖囊直缩多构堆要群
的科学问题，为建立支持规模、功能、性体之间，控制服务层与操作服务层之间，控能、服务和安全可扩展的网络单元模型提制服务层与外部应用之间定义的三个层次的
供理论基础。在此基础上建立适合多维可开放可编程接口。ｐｎｏｔ内部存在两个ＯｅＲｕｅｒ
扩展网络体系结构的网络单元体系结构，层次的协同：转发单元协同和控制单元协同。
集群路由器以及网络层次化协同模型，以集群路由器，实现了分布控制与集群转发具有了广阔的发展空间。

新型网络体系架构相关研究

新型网络体系架构相关研究作者：杨学超来源：《数字化用户》2013年第21期【摘要】文中介绍了国外以信息为中心的新一代网络体系结构的研究进展并阐述其所具备以内容为中心的典型特点；分析了新一代互联网的基本特征以，并对全文进行了总结。

【关键词】信息中心网络下一代网络一、前言据网络巨头思科的预测，到2016年互联网流量将增长至现在的四倍，在该公司最新发布的“视觉网络指数预测（2011-2016）”报告中，思科公司官方预计，仅在2016年，互联网流量将达到1.3ZB，超过了1984年到2012年间所有“互联网年”1.2ZB的全球网络流量。

该公司预计，2015年和2016年之间的全球互联网流量增长将超过330EB，几乎相当于2011年整年产生的总流量。

其中，视频是流量增长的重要来源。

目前，越来越多的用户通过笔记本和手机观看YouTube视频和流媒体电影，而这样的活动将会占用大量带宽。

思科预计，到2016年，视频将会在所有移动互联网流量中占70%，高于2011年时的约52%。

此外，到2016年，全球将有34亿互联网用户，或约占全世界人口的45%。

2011年，平均每个互联网用户每月生成11.5G流量。

到2016年，这个数字将跃至32.2G每月。

企业互联网用户的数量将会2011年的16亿增长到2016年的23亿。

这一趋势将使互联网运营商面临更大的压力。

二、以信息为中心的新型网络体系所谓的以信息为中心的网络，就是将网络中的一切数据内容都看做是可以传输的信息，实现了直接以信息互联的方式而非主机互联。

数据信息将成为网络中的核心对象，通过设计的命名机制得到一个全域唯一的标识。

数据信息依靠其名字的唯一性实现在网络全域的传输，网络系统可以根据其名字来区别和分类每一条数据信息但无法解析数据内容信息的具体含义，对数据内容的深层次挖掘则需要靠发布者与订阅者上层应用的解释。

在各种数据信息驱动下的整个网络及其终端的作用就是对所有信息的传输和缓存进行监控和管理，并及时对信息的接受者作出快速响应。

IPv6网络体系结构与网络改造分析

观察Industry ObservationI G I T C W 产业32DIGITCW2021.03IPv6作为下一代互联网核心协议，在应用后能够逐步取代IPv4协议。

分析IPv6设计初衷可知，目的在于促使网络协议地址空间扩大，IPv6可以让用户获得无限的网络空间。

在地址长度方面，IPv4为32位，IPv6为128位，这也是两者的主要差异。

IPv6和IPv4进行对比，IPv6在现代网络应用中将发挥更大作用，并涉及汽车互联、建筑自动化、传感器网络、非PC 网络和端对端网络等，与人们生活各方面密切相关。

此外，IPv6比IPv4更具安全性，提升了地址空间和包头格式。

IPv6也能得到QoS 支持，具有可扩充优势，通过IPv6网络体系结构与网络改造，确保今后IPv6顺利取代IPv4。

1 I Pv6概述IPv6是“Internet Protocol Version 6”的缩写，也是下一代IP 协议，目的在于取代IPv4，在地址数量方面有了大幅度提升。

因为IPv4的缺陷主要是缺乏足够的网络地址资源，这为互联网应用与发展带来了巨大的限制。

在应用IPv6以后，能够突破网络地址资源数量不足等限制，并在多种接入设备连入互联网方面消除存在的问题。

2016年，互联网数字分配机构（IANA ）已向国际互联网工程任务组（IETF ）提出建议，在新制定的国际互联网标准中不再兼容IPv4，转变为只向IPv6提供支持。

2 I Pv6网络体系结构与网络改造方案2.1 I Pv6网络内部改造对网络改造来说，现在很少的设备能够在软件更新后实现双栈的目的，大部分情况下必须通过全新双栈设备提供支持。

若是中心设备在升级后可以双栈支持，在业务连接、方案设置方面与企业网重新建立雷同[1]。

要想支持更新，我们应注重研发新的双栈设备，让IPv4与IPv6建立内部联系，引进新的双栈设备后，将实现NAT-PT 与IPv6的正常连通。

分析现有网络结构可知，主要采取IPv4网络体系结构，为全面取代IPv4，投入的资金量较大，网络升级改造也不能对网络环境造成影响。

中国高校973首席科学家

中国高校973首席科学家第一名清华大学15个(信息)罗毅支撑高速、大容量信息网络系统的光子集成基础研究(能源)卢强我国电力大系统灾变防治和经济运行的重大科学问题的研究(能源)姚强燃烧源可吸入颗粒物的形成与控制技术基础研究(能源)过增元(合)高效节能的关键科学问题(能源)毛宗强(合)氢能的规模制备、储运及相关燃料电池的基础研究(能源)陈昌和(合)燃煤污染防治的基础研究(信息)吴澄(合)复杂生产制造过程实时、智能控制与优化理论和方法研究(材料)南策文(合)信息功能陶瓷的若干基础问题研究，(生命)陈国强(合)基于生物信息学的药物新靶标的发现和功能研究，(生命)饶子和(合)蛋白质功能、三维结构和折叠原理研究(信息)吴建平新一代互联网体系结构理论研究(信息)雒建斌高性能电子产品设计制造精微化、数字化新原理和新方法(信息)孙家广现代设计大型应用软件的共性基础（生命）孟安明利用模式动物研究遗传性出生缺陷的发生机理（能源）陈昌和燃煤污染物干法联合脱除的基础研究第二名:北京大学14个(农业)王忆平高效生物固氮作用机理及其在农业中的应用(信息)张兴系统芯片中新器件新工艺的基础研究(信息)梅宏Internet环境下基于Agent的软件中间件理论和方法研究(生命)丁明孝细胞重大生命活动的基础与应用研究(生命)唐朝枢心脑血管疾病发病和防治的基础研究(生命)李凌松人胚胎生殖嵴干细胞的分化与组织干细胞的可塑性研究(材料)严纯华稀土功能材料的基础研究(材料)甘子钊超导科学技术(材料)刘忠范/彭练矛纳电子运算器材料的表征与性能基础研究(前沿)赵夔基于超导加速器的SASE自由电子激光的关键物理及技术问题(生命)郑晓瑛(合)中国人口出生缺陷的遗传与环境可控性研究(前沿)姜伯驹(合)核心数学的前沿问题(生命)来鲁华基因功能预测的生物信息学理论与应用(材料) 严纯华新型稀土磁、光功能材料的基础科学问题第三名: 复旦大学、华中科技大学、中国农业大学（并列,各校都有7个973首席科学家）复旦大学7人(环境)金亚秋复杂自然环境时空定量信息获取与融合处理的理论与应用(生命)杨雄里脑功能和脑重大疾病的基础研究(生命)贺福初/杨？M原人类重大疾病的蛋白质组学研究(材料)资剑人工带隙材料的物理机制、制备及其应用研究(材料)杨玉良(合)通用高分子材料高性能化的基础研究(生命)金力(合)环境化学污染物致机体损伤及其防御的基础研究（材料）杨玉良聚烯烃的多重结构及其高性能化的基础研究华中科技大学7人(生命) 魏庆义(合)环境化学污染物致机体损伤及其防御的基础研究，(生命) 马丁(合)恶性肿瘤侵袭和转移的机理及分子阻遏，(能源) 郑楚光(合)燃煤污染防治的基础研究(综合) 罗俊基于弱力测量平台的引力及相关物理规律研究(生命) 肖传国神经损伤修复和功能重建的应用基础研究（信息）丁汉数字化制造基础研究（信息）冯丹下一代互联网信息存储的组织模式和核心技术研究中国农业大学7(农业) 孙其信农作物杂种优势及其利用的分子生物学基础(农业) 王学臣作物抗逆性与水分、养分高效利用的生理及分子基础(农业) 李宁农业动物遗传育种与克隆的分子生物学基础研究(农业) 彭友良农作物重大病虫害成灾机理及调控基础的研究(农业) 巩志忠作物高效抗旱的分子生物学和遗传学基础(农业) 李德发畜禽肉品质性状形成的营养代谢与调控机理（农业）武维华作物应答高盐、低温胁迫的分子调控机理2楼第6名：北京师范大学5个(环境)刘昌明黄河流域水资源演化规律与可再生性维持机理(农业)张新时草地与农牧交错带生态系统重建机理及优化生态－生产范式(综合)李小文地球表面时空多变要素的定量遥感理论及应用(综合)杨志峰生物地球化学及环境的前沿研究(综合)方维海生命体系识别和调控过程中重要化学问题的基础研究上海第二医科大学3+1人[陈竺] 3+1 [滚动项目]+1项[附属医院不属于教育系统](生命)曹谊林组织工程的基本科学问题(生命)盛慧珍干细胞的基础研究与临床应用(生命)陈国强基于生物信息学的药物新靶标的发现和功能研究(生命)曹谊林组织工程学重要基础科学问题研究[滚动课题]----“(生命)陈竺疾病基因组学理论和技术体系的建立（瑞金医院，依托基金委）”中南大学4(材料)钟掘提高铝材质量的基础研究（材料）邱冠周微生物冶金的基础研究（材料）张新明高性能铝材与铝资源高效利用的基础研究（材料）黄伯云高性能炭/炭复合材料的基础研究浙江大学4(信息)鲍虎军虚拟现实的基础理论、算法及其实观(生命)郑树森移植器官慢性失功的免疫学应用基础研究（综合何赛灵新型人工电磁介质的理论与应用研究（农业）吴平作物高效利用氮磷养分的分子机理中国海洋大学3(环境) 翟世奎(合)中国典型河口—近海陆海相互作用及其环境效应(前沿) 耿美玉糖生物学与糖化学－特征糖链结构与功能及其调控机制（环境）吴德星中国东部好大一片陆地架海洋物理环境演变及其环境效应华东理工大学3(材料)钱旭红绿色化学农药先导结构及作用靶标的发现与研究{能源}王辅臣大规模高效气流床煤气化技术的基础研究(材料) 卢冠忠高丰度稀土元素在环境保护领域中高效、高质利用的基础研究南京工业大学3(材料)许仲梓(合)性能水泥制备和应用的基础研究(材料)徐南平面向应用过程的膜材料设计与制备基础研究(前沿)欧阳平凯生物催化和生物转化中关键问题的基础研究中国科技大学3(前沿)郭光灿量子通信与量子信息技术(环境)）范维澄火灾动力学演化与防治基础(生命)姚雪彪调控细胞增殖重要蛋白质作用网络的研究西安交通大学3(能源)刘志刚(合)新一代内燃机燃烧理论和石油燃料替代途径的研究(能源)郭烈锦利用太阳能规模制氢的基础研究（材料）卢天健超轻多孔材料和结构创新构型的多功能化基础研究南京大学2 人三项(材料)王牧光电功能晶体的结构性能、分子、微结构设计和制备过程（综合)孙义燧非线性科学中的若干前沿问题(材料)王牧光电功能晶体结构性能、分子设计、微结构设计与制备过程[滚动]华南理工大学2(能源)华贲(合)高效节能的关键科学问题(材料)曹镛(合)有机／高分子发光材料重大基础问题的研究华东师范大学2(环境)丁平兴(合，副首席)中国典型河口—近海陆海相互作用及其环境效应(生命)胡应和转基因高等动物的创建与高级脑功能分析武汉大学2(环境)李义天长江流域水沙产输及其与环境变化耦合机理研究（环境）龚健雅对地观测数据-空间信息-地学知识的转化机理上海交通大学2{生命}贺林(合)中国人口出生缺陷的遗传与环境可控性研究{生命}任秋实视觉功能修复的基础理论与关键科学问题(生命)3楼四川大学2魏于全基因治疗的应用基础研究顾忠伟组织诱导性生物医用材料的基础研究吉林大学2(综合)裘式纶(合)创造新物质的分子工程学研究(综合)崔田超高压下凝聚态物质的若干前沿问题中山大学2(信息) 许宁生新型场发射平板显示和微显示的基础研究(生命) 屈良鹄人类非编码RNA及其介导的基因表达调控太原理工大学1人2项[滚动课题](能源)谢克昌(合)煤热解、气化和高温净化过程的基础研究谢克昌气化煤气与热解煤气共制合成气的多联产应用的基础研究北京航空航天大学1人2项[ [滚动课题](信息)李未网络环境下海量信息组织与处理的理论与方法研李未海量信息的协同性和可生存性的理论与实践研究究北京理工大学1(能源)吴锋绿色二次电池新体系相关基础研究同济大学1(环境))汪品先地球圈层相互作用中的深海过程和深海记录新疆大学1(环境)潘晓玲中国西部干旱区生态环境演变与调控研究南开大学1(能源)耿新华(合)低价、长寿命新型光伏电池的基础研究天津大学1(能源)苏万华(合)新一代内燃机燃烧理论和石油燃料替代途径的基础研究东北大学1(信息)柴天佑(合)复杂生产制造过程实时、智能控制与优化理论和方法研究中国矿业大学1(环境)谢和平(合)灾害环境下重大工程安全性的基础研究南京农业大学1(农业)郑小波(合)农林危险生物入侵机理与控制基础研究华中农业大学1(农业)张启发(合)农作物资源核心种质构建、重要新基因发掘与有效利用研究国防科学技术大学1（信息）卢锡城虚拟计算环境聚合与协同机理研究中国石油大[北京] 1（能源）鲍晓军重油高效转化与优化利用的基础研究（中石油等）中国地质大学（北京）1（资源）王成善白垩纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化西北大学1(能源)刘池阳多种能源矿产共存成藏（矿）机理与富集分布规律北邮1(信息)任晓敏新一代通信光电子集成器件及光纤的结构工艺创新基础云南大学1(环境)何大明纵向岭谷区生态系统变化及西南跨境生态安全云南农业大学1（农业）朱有勇农业生物多样性控制病虫害和保护种质资源的原理与方法西南农业大学1（农业）夏庆友家蚕主要经济性状功能基因组与分子改良研究首都医科大学1（生命）王晓民神经变性病的机制和防治的基础研究第三军医大学1（生命）蒋建新严重创伤救治与损伤组织修复的基础研究第四军医大学1（生命）陈军脑功能的动态平衡调控各领域分布：“973计划”项目课题验收会围绕落实《规划纲要》，“十一五”期间，973计划将围绕农业、能源、信息、资源环境、人口与健康、材料、综合交叉和重要科学前沿等领域，解决国家重大战略需求领域的关键科学问题，组织实施重大科学研究计划。

可演进的新一代互联网体系结构研究进展

一
步提出了基于Ｉ可演进网络体系结构实验网络的设计思路，期为研究人员提供实验和验证体系结构设计Ｐ的以
的可用平台．实验平台与现有实验平台的主要区别是强调了进行实验的体系结构和协议机制应当符合可演进性该设计原则，得这些体系结构和协议机制在当前互联网中有可能得到实际部署．使
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ＴｈｅｕｒｅｔｎｅｎｔＳｔｈｅｔｇｏｔａｉｉｔｔｅＧｅｒｔｏｎｎｔｒｅｃｒｎＩｔｒｅｉａｔｓａｅｆｒｎｓｔｏｎｏｈｅＮｘｔｎｅａｉＩｅｎｔ
（ＮＧＩ．Ｆｏｒｔｉｅｔｏｆｔ）ｈｅｄｒｃｉｎｏｈｅＮＧＩａｃｔｃｕｅ，ｓｍｅｒｓａｃｅｓａｒｅｗｉｈｔｅ “ ｌａｌｔｒｈｉｅｔｒｏｅｅｒｈｒｇｅｔｈｃｅｎｓａｅ” ａｒｃｐｐｏａｈ，ａｕｇｅｔｔｔＩｔｒｅｈｌｅｒｄｅｉｎｅｎｄｓｇｓｈａｎｅｎｔｓｏｕｄｂｅｓｇｄ，ｂｈｉｒｐｏａｓａｅｄｆｉｕｔｔｕｔｔｅｒｐｏｓｌｒｉｆｃｌｏｂｅｄｐｏｙｄｉｈｅｃｒｎｎｔｒｔｅｌｅｎｔｕｒｅｔＩｅｎｅ．Ｓｏｅｅｒｈｅｓａｅｔｈ “ ｖｌｉａｙａｒａｈ，ａｄｍｅｒｓａｃｒｇｒｅｗｉｈｔｅｅｏｕｔｏｎｒ ” ｐｐｏｃｎｓｇｇｓｈｔｗｅｓｏｕｄｆｕｎｉｕｅｔｔａｈｌｏｃｓｏｍｐｒｉｈｅｃｒｅｎｅｎｅ，ｂｏｆｔｉｏｖｎｇｔｕｒｎｔＩｔｒｔｕｔｓｍｅｏｈｅｒｍｏｄｆｃｔｏｉｉａｉｎｓ

计算机体系结构的研究重点与发展方向分析

计算机体系结构的研究重点与发展方向分析【摘要】：本文首先简要说明了现代计算机的两种主要体系结构CISC 体系和RISC 体系，指出了基于冯·诺伊曼体系结构的现代计算机体系存在的问题及研究重点，并展望了未来计算机体系的发展方向。

【关键词】：体系结构；CIST 体系；RISC 体系一、引言计算机体系结构主要指计算机的系统化设计和构造，不同的计算机体系结构适用于不同的需求或应用。

现代计算机的两种主要体系结构是CISC 体系和RISC 体系。

其中RISC是近20 年的研究主流。

而随着计算机应用的普及，RISC 结构也出现了许多与以多媒体处理和个人移动计算机为主要内容的应用趋势的不协调。

为了消除这些不协调，未来计算机体系结构将会向什么方向发展呢?本文将对这些问题进行阐述和说明。

二、两种主要的计算机体系结构说明当今的计算机体系结构，从传统意义指令界面上来看基本划分成两大类：一类是CISC 体系结构，如INTEL 的X86芯片，另一类是RISC 体系结构，如SPARC、MIPS、POWERPC、等。

不管是CISC 体系结构还是RISC 体系结构，人们在计算机体系结构的设计上均追求两方面的目标：1．面向应用（软件）描述方面设计的计算机体系在面向应用（软件）描述方面使得自己的指令语义层次比较高，这点CISC 较为明显，因为它有许多指令可以直接支持高级语言的语义。

而RISC 则比较隐蔽，它是靠精简指令的优化编译（即通过若干条精简指令有机组合）来支持高级语言的语义。

2．面向应用处理方面设计的计算机体系在面向应用处理方面，使得自己的指令处理速度明显提高，进而加速应用处理的速度。

这点RISC表现的比较明显，因为它的指令硬件译码直接实现和采用流水线技术等大大提高了它的处理速度，而在CISC 中，当初增加硬件的资源支持复杂的高层次的语义的指令，本身就意味着提高应用的处理速度。

在过去的20 年里，RISC 技术不断发展，逐渐取代C1SC成为工作站和服务器的主流技术。

下一代互联网体系结构研究

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对互联网体系结构创新的认识与思考

对互联网体系结构创新的认识与思考在当今这个信息时代，互联网已成为我们生活中不可或缺的一部分。

然而，随着科技的飞速发展，互联网体系结构也在不断地创新和演变。

本文将就互联网体系结构的创新进行深入探讨。

首先，我们要认识到互联网体系结构的创新对于整个网络世界的重要性。

就像一棵参天大树需要坚实的根基一样，一个稳定、高效的互联网体系结构是支撑整个网络世界正常运行的基础。

因此，我们必须高度重视互联网体系结构的创新工作，以确保网络世界的繁荣发展。

其次，我们要关注互联网体系结构创新的方向。

在这个问题上，我们可以借鉴自然界中生物进化的原理。

正如生物通过基因突变和自然选择不断进化一样，互联网体系结构也需要不断地进行创新和优化，以适应不断变化的网络环境和用户需求。

例如，近年来兴起的软件定义网络（SDN）技术就是一种典型的互联网体系结构创新。

它通过将网络控制层与数据转发层分离，实现了网络资源的灵活调度和管理，大大提高了网络的效率和可扩展性。

当然，在进行互联网体系结构创新时，我们也需要注意一些问题。

一方面，我们不能盲目追求技术创新而忽视了实际应用的需求。

毕竟，技术是为了服务于人类的，而不是相反。

因此，在进行互联网体系结构创新时，我们必须充分考虑到用户的实际需求和应用场景，确保创新成果能够真正解决实际问题。

另一方面，我们也要关注创新可能带来的安全风险。

正如一把锋利的刀剑既能保护我们也能伤害我们一样，一项新技术的出现也可能带来新的安全隐患。

因此，在进行互联网体系结构创新时，我们必须加强安全管理和风险评估工作，确保创新成果的安全性和可靠性。

最后，我想用一句形象生动的话来形容互联网体系结构创新的重要性：它就像是给网络世界装上了一双翅膀，让网络世界飞得更高、更远。

因此，我们应该积极拥抱互联网体系结构的创新，为构建一个更加美好、高效、安全的网络世界贡献自己的力量。

总之，互联网体系结构的创新是一个复杂而重要的课题。

我们需要关注其重要性、方向以及可能带来的问题和挑战。

新一代互联网体系结构(2)

新一代互联网体系结构（２）作者：陆璇龚向阳程时端来源：《中兴通讯技术》2009年第05期[编者按] 互联网目前面临着各种问题和挑战,其体系结构再次成为了网络领域研究的热点之一。

本讲座将分为3期介绍互联网体系结构的研究现状及未来的展望。

第1期介绍了目前互联网体系结构面临的挑战以及国内外的研究现状。

第2期介绍现有互联网体系结构向新一代互联网体系结构演进中的关键技术与解决方案,内容涉及新型路由寻址体系结构、端到端原则、网络安全性与可信性等方面的研究。

第3期将介绍以全新的革命性方式来解决当前互联网体系结构缺陷的新一代互联网体系结构,包括国内外的研究现状和主要的解决方案,并对新一代互联网体系结构的研究进行展望和总结。

3 新型路由寻址体系结构近年来,互联网的路由可扩展性问题引起了越来越多的关注。

在互联网的无缺省路由域(DFZ)中,路由表的规模正以“超线性”的速度增长,如图3所示。

由于IPv6拥有比IPv4大得多的IP地址空间,随着IPv6的逐步部署,这种增长速度将会持续下去甚至发生爆炸式的增长。

这无疑严重影响了互联网路由系统的可扩展性。

2006年10月,互联网架构委员会(IAB)在荷兰的阿姆斯特丹举行了路由和寻址专题会议。

与会专家对目前互联网路由系统的可扩展性问题达成一致共识,即运营商独立地址、网络多归属、流量工程以及为应对前缀劫持而采取的策略是导致当前DFZ中路由表规模高速增长的主要原因,其技术上的根本原因是由于IP地址同时承担标识主机身份和寻址双重功能而导致的IP 地址语义过载。

为解决这个问题,多数专家认为需要从根本上对现有路由体系结构进行重新设计规划。

为解决路由系统的可扩展性问题,目前已经提出了多种方案。

这些方案大致可以被归纳为两类:一类方案是通过减少边界网关协议(BGP)消息更新的频率、压缩路由表或转发表来解决扩展性问题,如虚拟聚合方案(VA);另一类方案是基于身份标识和位置标识(ID/Locator)分离的思想,将IP地址的主机身份标识与路由标识功能分开,如主机标识协议(HIP)、位置/身份分离协议(LISP)等。

下一代互联网架构及关键技术研究与实现

下一代互联网架构及关键技术研究与实现随着科技的发展和人们对互联网的需求不断增长，现有的互联网架构已经逐渐显露出一些瓶颈和局限性。

为了适应未来互联网的发展方向，下一代互联网架构的研究和实现成为了重要研究领域之一。

本文将介绍下一代互联网架构及其关键技术的研究与实现。

下一代互联网架构是指在当前互联网基础架构的基础上进行创新和改进的新一代互联网架构，其目标是提升互联网的性能、安全性、可扩展性和灵活性。

下一代互联网架构的研究和实现涉及到多个关键技术领域，包括网络体系结构、传输协议、路由技术、安全机制、资源管理等。

在网络体系结构方面，当前的互联网主要采用了分布式的点对点结构。

而下一代互联网架构则需要更加灵活和可扩展的网络结构来应对日益增长的用户数量和数据流量。

其中，软件定义网络（SDN）是一种被广泛研究的网络体系结构，它将网络控制平面和数据转发平面分离，提供了灵活的网络控制和管理方式，能够更好地适应网络的动态性和可扩展性。

在传输协议方面，下一代互联网架构需要支持更高的带宽和更低的延迟。

当前主流的传输协议如TCP/IP在某些情况下存在性能瓶颈。

因此，研究人员提出了一系列新的传输协议，例如QUIC（Quick UDP Internet Connections）、MultipathTCP等。

这些新的传输协议通过优化数据传输的方式，提升了网络的性能和效率。

在路由技术方面，下一代互联网架构需要更加高效和灵活的路由算法。

当前的路由算法主要是基于距离矢量或链路状态的，存在路由计算复杂和网络收敛慢的问题。

因此，研究人员提出了一些新的路由算法，如源路由、链路状态和距离矢量相结合的路由算法等。

这些新的路由算法能够更好地适应网络的动态变化，提高路由的效率和可靠性。

在安全机制方面，下一代互联网架构需要更加强大的安全机制来应对网络安全威胁。

当前互联网面临着各种各样的安全威胁，如黑客攻击、数据泄露等。

为了增强网络的安全性，研究人员提出了一系列新的安全机制，如网络流量分析、入侵检测系统、身份验证和加密等。