全球下一代互联网体系结构研究

从上世纪九十年代中期开始，世界各国的下一代互联网研究计划不断启动、实施和重组，其研究和实验正在不断深入。

按照全球地缘政治版图的划分，下一代互联网研究在国家和地域上呈现出明显的不平衡趋势，美国、欧洲、日本、韩国等国家和地区都制定了各自的计划和举措。从研究内容方面看，有的关注网络基础设施和试验平台的建立，有的关注体系结构理论的创新；从技术路线上看，有的遵从“演进性”的路线，有的遵从“革命性”的路线。

1996年10月，美国政府宣布启动“下一代互联网”研究计划。其他国家的全球下一代互联网项目也陆续启动。全球下一代互联网试验网的主干网逐渐形成，规模不断扩大，包括美国的Internet2、欧洲的GEANT2、亚洲的APAN以及跨欧亚的TEIN2等，这些项目的设计大多遵循“演进性”的技术路线。另外一些研究者认为只有从根本上改变互联网的体系结构，才能彻底解决互联网所面临的诸多难题，于是有了“革命性”的研究路线。

早在2000年，美国启动了NewArch项目，其目标是“为未来的10到20年开发和评价一种加强的Internet体系结构”。NewArch项目研究了互联网变化的需求，并对一些关键的体系结构问题和思想进行了探索，形成了一系列的报告。但其具体实现方案仍然沿用了现有互联网技术，仅仅在应用层进行了功能性验证。

2003年，美国科学基金会（NSF）启动Clean Slate研究计划，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2010年实现1亿家庭用100 Mb/s上网。该项目现在已经结束，并未达到预期的目标。此后，美国NSF还启动了FIND、SING、NGNI等研究项目。2005年，美国NSF又启动全球网络创新环境GENI项目，提出了许多新的概念，并引入了OpenFlow作为实验平台。

2006年，美国NSF再次启动全新互联网设计（Clean Slate Design for The Internet）项目，除了斯坦福大学等高校团队以外，还有众多工业界伙伴参与。项目目标是通过建立网络互联、计算和存储的创新平台来彻底改造互联网基础设施和服务，其重点是移动计算。

2006年，日本政府启动新一代网络架构设计AKARI项目。希望重新设计互联网的体系结构。AKARI分3个阶段（JGN2、JGN2+、JGN3）建设试验床。

2007年，欧盟启动未来互联网研究和实验平台计划FIRE。目标是建立欧洲未来互联网实验平台，支持有关解决网络可扩展性、复杂性、移动性、安全性以及透明性问题的新方法研究。

2009年，美国NSF启动针对网络科学与工程的研究计划NetSE。并把FIND、SING、NGNI等3个项目并入到NetSE，希望通过跨学科、跨领域的联合，突破未来互联网体系结构的研究。2010年NSF又设立了未来互联网体系结构计划FIA。

美国、欧洲等国家和地区都对全新的下一代互联网体系结构的研究投入了大量的资金和人力。在这些全新的网络体系结构设计中，网络体系结构的自治性和跨层设计是主要研究方向之一。自治性是指网络体系结构的设计应该使网络具备自属性(自管理、自保护、自优化、自组织等特性)，较强的处理未知变化的能力(例如拓扑、负载、任务、网络能访问的物理及逻辑特征等)，能够优化网络资源的利用，减轻管理高度复杂且动态变化的网络的负担，同时更好地支持目前已有的以及未来将会出现的网络技术和业务(各种联网技术、移动性、为用户提供无所不在的个性化服务等)。跨层设计是部分研究者对传统的分层体系结构提出的挑战。他们认为不透明的分层使得层间信息与功能访问缺乏灵活性，限制了性能优化，应打破这种限制，允许不相邻层间的交互，甚至摈弃分层结构提出不分层的网络体系结构设计方案。

中国下一代互联网研究起步较早，2004年，当时的国家计委等8部委联合发文，建立CERNET开展下一代互联网研究，到2008年12月3日，国家发改委和中国工程院等6部门在北京共同宣布，历经五年发展，我国自主研发的下一代互联网研究取得重大突破，中国已建成全球最大的下一代互联网示范网络，推动并形成了中国的下一代互联网产业群。CNGI-CERNET2是全球最大规模的“纯IPv6大型互联网核心网”，以IPv6为代表的关键技术及设备产业化初成规模，为中国下一代互联网核心技术研究打下了坚实的基础。