研究可重构信息通信基础网络体系

2016-03-18朱鹏鲲

移动信息 2016年5期

关键词：网络体系重构传输

朱鹏鲲

研究可重构信息通信基础网络体系

朱鹏鲲

公安海警学院，浙江宁波 315801

基于可重构信息通信基础网络体系项目，在论述项目科学问题的基础上，对项目的开展进行了深入分析，提出了创新性方面的主要内容，并通过分析得出了该项目具有提升信息技术影响力作用的结论。

可重构技术；网络体系结构；信息通信

对于当前IP网络结构所存在的主要问题，提出了“可重构信息通信基础网络体系”项目，项目将可重构技术作为核心，创建全新的网络体系结构，实现众多新业务的快速部署，具有十分突出的可扩展性与安全性。而且伴随研究工作的不断加深，这一体系也将得到更为全面的优化和完善。

1 科学问题

当前，网络体系结构存在的主要问题是如何促进新型网络研究的内在动力。以下对目前的TCP/IP网络体系结构面临的各种问题进行分析，进而找出可重构网络分析的突破口与捷径。通过初步研究得知，主要存在四个方面的问题，分别为业务适应性、传输能力、安全可控与资源利用。

1.1 业务适应性

随着数据中心、社交、电子商务等应用型网络的迅速发展，IP网络业务十分丰富，使得目前的网络业务对服务功能提出了更为严格的要求[1]。然而，由于互联网会受到网络体系结构方面的影响与限制，导致其服务功能较为固定，使基本的业务需求和网络能力存在巨大的差距，而且这一差距还有被进一步拉大的趋势，最终使现有网络根本无法适应多样化发展需求。以云计算与数据中心等典型应用网络为例，其会产生大量的网络流量，已经远远超出基础设备的极限承载水平；IP网络根据端口号对服务类型实施区分的传统模式对新应用的快速部署造成了一定的影响；IP网络自身的细腰结构很难实现各项业务需求。由此可见，面对未来海量、多样的业务需求，应用型网络必须具备良好的业务适应性。

1.2 传输能力

TCP/IP网络是以单播通信作为传输模式的，这种模式很难满足新业务需求。与此同时，当前互联网所遵循的“分组转发尽力而为”的基本原则也很难适应新业务对于服务质量提出的高要求。另外，对于IP网络而言，因为流量工程等因素而出现的路由表膨胀问题，使得网络中基本的查询功能不但减弱，而且间接增加了处理的负担。实践证明，互联网依靠的传输能力太过单调，而且长期没有任何的改变，这一现状根本无法促进信息网络的进一步发展。根据“结构决定功能”的基本法则，针对各项高等级需求，优化设计结构体系，增强传输能力逐渐成为有效解决以上问题的关键。

1.3 网络安全

TCP/IP网络设计的初衷为促进科研交流，其对应的网络规模局限在一个极为封闭的空间内，虽然具有一定可行度与可控性，但安全性问题仍不够突出，也使得设计初期没有对内嵌安全机制进行充分的考虑。然而，随着网络应用的快速发展，当前的互联网已经出现巨大的改观，逐渐变成一个多样、开放的体系。管理难度随之扩大，会面临到种种的问题和威胁，网络欺诈、数据泄密以及异常流量等实际问题对互联网应用造成了极大的影响[2]。从本质上讲，缺少安全可控的服务性能是目前互联网存在的根本问题之一。研究表明，网络的结构要素与功能决定了它的安全性和可控性，通过内嵌式安全机制等构建，提升安全性服务水平，是解决上述问题的有效举措。

2 可重构信息通信基础网络体系

2.1 关键技术

为使新型网络可以按照业务的基本需求实施结构与功能重组，继而实现业务多样化等目标，所选核心技术为创建可重构网络理论体系，具体内容有：元能力理论、认知及重构机理和多态寻址路由机制（Polymorphic Addressing Routing Mechanism），可重构网络理论体系如图1所示。

图1 可重构网络理论体系示意图

图1中，元能力理论重点考虑业务需求多样及能力有限确定间存在的差异。研究将业务特征需求作为基础的“网络业务—网络元服务—网络元能力”模型与机制。认知及重构机理主要侧重于网络管理，探究重构功能，并对底层资源实施认知，同时根据认知结果构建承载网的基本结构；多态寻址路由机制的目的在于研究路由协议体系，这一体系不仅可表示成通过基态协议特化的体系，也能表示成某种体系对应的多种运行态[3]。

2.2 创新性

（1）网络元能力。为处理刚性结构无法适应新业务的现实问题，决定从业务、元能力以及元服务三个角度对功能与资源实施划分，提出一种可对元能力理论提供支撑作用的结构模型。（2）宏电路机制。为切实加强网络传输能力，提出一种可满足新型业务需求的信息传输通道，即为宏电路，并创建了和该通道相匹配的路由交换机制。对于宏电路机制而言，其在解决当前网络传输能力较弱的问题上，有着极其重要的作用和意义。基于该机制的研究团队陆续参加了IETF（Internet Engineering Task Force，Internet工程任务组）与ITU（International Telecommunication Union，国际电信联盟）等会议，和国外相关研究组保持着紧密的联系与沟通，进一步推动了此技术与框架的发展。（3）安全理论模型。为处理安全性无法满足系统复杂需求的实际问题，实现根本上的安全可管可控，创建了一个将安全基片作为基础的理论模型，构建了全新的管控机制。这一研究成果也得到了国外许多知名院校学者的认同与肯定。