朱鵬鯤

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研究可重構(gòu)信息通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系

朱鵬鯤

公安海警學(xué)院，浙江 寧波 315801

基于可重構(gòu)信息通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系項(xiàng)目，在論述項(xiàng)目科學(xué)問題的基礎(chǔ)上，對項(xiàng)目的開展進(jìn)行了深入分析，提出了創(chuàng)新性方面的主要內(nèi)容，并通過分析得出了該項(xiàng)目具有提升信息技術(shù)影響力作用的結(jié)論。

可重構(gòu)技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)；信息通信

對于當(dāng)前IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所存在的主要問題，提出了“可重構(gòu)信息通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系”項(xiàng)目，項(xiàng)目將可重構(gòu)技術(shù)作為核心，創(chuàng)建全新的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)眾多新業(yè)務(wù)的快速部署，具有十分突出的可擴(kuò)展性與安全性。而且伴隨研究工作的不斷加深，這一體系也將得到更為全面的優(yōu)化和完善。

1 科學(xué)問題

當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)存在的主要問題是如何促進(jìn)新型網(wǎng)絡(luò)研究的內(nèi)在動(dòng)力。以下對目前的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)面臨的各種問題進(jìn)行分析，進(jìn)而找出可重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)分析的突破口與捷徑。通過初步研究得知，主要存在四個(gè)方面的問題，分別為業(yè)務(wù)適應(yīng)性、傳輸能力、安全可控與資源利用。

1.1 業(yè)務(wù)適應(yīng)性

隨著數(shù)據(jù)中心、社交、電子商務(wù)等應(yīng)用型網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，IP網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)十分豐富，使得目前的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)對服務(wù)功能提出了更為嚴(yán)格的要求[1]。然而，由于互聯(lián)網(wǎng)會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)方面的影響與限制，導(dǎo)致其服務(wù)功能較為固定，使基本的業(yè)務(wù)需求和網(wǎng)絡(luò)能力存在巨大的差距，而且這一差距還有被進(jìn)一步拉大的趨勢，最終使現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)根本無法適應(yīng)多樣化發(fā)展需求。以云計(jì)算與數(shù)據(jù)中心等典型應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)為例，其會(huì)產(chǎn)生大量的網(wǎng)絡(luò)流量，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出基礎(chǔ)設(shè)備的極限承載水平；IP網(wǎng)絡(luò)根據(jù)端口號對服務(wù)類型實(shí)施區(qū)分的傳統(tǒng)模式對新應(yīng)用的快速部署造成了一定的影響；IP網(wǎng)絡(luò)自身的細(xì)腰結(jié)構(gòu)很難實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)業(yè)務(wù)需求。由此可見，面對未來海量、多樣的業(yè)務(wù)需求，應(yīng)用型網(wǎng)絡(luò)必須具備良好的業(yè)務(wù)適應(yīng)性。

1.2 傳輸能力

TCP/IP網(wǎng)絡(luò)是以單播通信作為傳輸模式的，這種模式很難滿足新業(yè)務(wù)需求。與此同時(shí)，當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)所遵循的“分組轉(zhuǎn)發(fā)盡力而為”的基本原則也很難適應(yīng)新業(yè)務(wù)對于服務(wù)質(zhì)量提出的高要求。另外，對于IP網(wǎng)絡(luò)而言，因?yàn)榱髁抗こ痰纫蛩囟霈F(xiàn)的路由表膨脹問題，使得網(wǎng)絡(luò)中基本的查詢功能不但減弱，而且間接增加了處理的負(fù)擔(dān)。實(shí)踐證明，互聯(lián)網(wǎng)依靠的傳輸能力太過單調(diào)，而且長期沒有任何的改變，這一現(xiàn)狀根本無法促進(jìn)信息網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展。根據(jù)“結(jié)構(gòu)決定功能”的基本法則，針對各項(xiàng)高等級需求，優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系，增強(qiáng)傳輸能力逐漸成為有效解決以上問題的關(guān)鍵。

1.3 網(wǎng)絡(luò)安全

TCP/IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的初衷為促進(jìn)科研交流，其對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模局限在一個(gè)極為封閉的空間內(nèi)，雖然具有一定可行度與可控性，但安全性問題仍不夠突出，也使得設(shè)計(jì)初期沒有對內(nèi)嵌安全機(jī)制進(jìn)行充分的考慮。然而，隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的快速發(fā)展，當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)出現(xiàn)巨大的改觀，逐漸變成一個(gè)多樣、開放的體系。管理難度隨之?dāng)U大，會(huì)面臨到種種的問題和威脅，網(wǎng)絡(luò)欺詐、數(shù)據(jù)泄密以及異常流量等實(shí)際問題對互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用造成了極大的影響[2]。從本質(zhì)上講，缺少安全可控的服務(wù)性能是目前互聯(lián)網(wǎng)存在的根本問題之一。研究表明，網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)要素與功能決定了它的安全性和可控性，通過內(nèi)嵌式安全機(jī)制等構(gòu)建，提升安全性服務(wù)水平，是解決上述問題的有效舉措。

2 可重構(gòu)信息通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系

2.1 關(guān)鍵技術(shù)

為使新型網(wǎng)絡(luò)可以按照業(yè)務(wù)的基本需求實(shí)施結(jié)構(gòu)與功能重組，繼而實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)多樣化等目標(biāo)，所選核心技術(shù)為創(chuàng)建可重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)理論體系，具體內(nèi)容有：元能力理論、認(rèn)知及重構(gòu)機(jī)理和多態(tài)尋址路由機(jī)制（Polymorphic Addressing Routing Mechanism），可重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)理論體系如圖1所示。

圖1 可重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)理論體系示意圖

圖1中，元能力理論重點(diǎn)考慮業(yè)務(wù)需求多樣及能力有限確定間存在的差異。研究將業(yè)務(wù)特征需求作為基礎(chǔ)的“網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)—網(wǎng)絡(luò)元服務(wù)—網(wǎng)絡(luò)元能力”模型與機(jī)制。認(rèn)知及重構(gòu)機(jī)理主要側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)管理，探究重構(gòu)功能，并對底層資源實(shí)施認(rèn)知，同時(shí)根據(jù)認(rèn)知結(jié)果構(gòu)建承載網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)；多態(tài)尋址路由機(jī)制的目的在于研究路由協(xié)議體系，這一體系不僅可表示成通過基態(tài)協(xié)議特化的體系，也能表示成某種體系對應(yīng)的多種運(yùn)行態(tài)[3]。

2.2 創(chuàng)新性

（1）網(wǎng)絡(luò)元能力。為處理剛性結(jié)構(gòu)無法適應(yīng)新業(yè)務(wù)的現(xiàn)實(shí)問題，決定從業(yè)務(wù)、元能力以及元服務(wù)三個(gè)角度對功能與資源實(shí)施劃分，提出一種可對元能力理論提供支撐作用的結(jié)構(gòu)模型。（2）宏電路機(jī)制。為切實(shí)加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)傳輸能力，提出一種可滿足新型業(yè)務(wù)需求的信息傳輸通道，即為宏電路，并創(chuàng)建了和該通道相匹配的路由交換機(jī)制。對于宏電路機(jī)制而言，其在解決當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)傳輸能力較弱的問題上，有著極其重要的作用和意義?；谠摍C(jī)制的研究團(tuán)隊(duì)陸續(xù)參加了IETF（Internet Engineering Task Force，Internet工程任務(wù)組）與ITU（International Telecommunication Union，國際電信聯(lián)盟）等會(huì)議，和國外相關(guān)研究組保持著緊密的聯(lián)系與溝通，進(jìn)一步推動(dòng)了此技術(shù)與框架的發(fā)展。（3）安全理論模型。為處理安全性無法滿足系統(tǒng)復(fù)雜需求的實(shí)際問題，實(shí)現(xiàn)根本上的安全可管可控，創(chuàng)建了一個(gè)將安全基片作為基礎(chǔ)的理論模型，構(gòu)建了全新的管控機(jī)制。這一研究成果也得到了國外許多知名院校學(xué)者的認(rèn)同與肯定。

3 結(jié)束語

綜上所述，結(jié)合可重構(gòu)信息通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系的開展實(shí)情，從解決問題以及研究的主要內(nèi)容出發(fā)對相關(guān)的研究工作實(shí)施論述與總結(jié)。實(shí)踐表明，可重構(gòu)信息通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系的實(shí)行對國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展帶來了全新的發(fā)展契機(jī)，具有提升信息技術(shù)影響力的重要作用。

[1]蘭巨龍，程東年，胡宇翔.可重構(gòu)信息通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系研究[J].通信學(xué)報(bào)，2014（1）：128-139.

[2]蘭巨龍，熊鋼，胡宇翔，劉釋然，程東年.可重構(gòu)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系研究與探索[J].電信科學(xué)，2015（4）：63-71.

[3]李幸一.芻議可重構(gòu)信息通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系[J].中國新通信，2015（12）：7.

TP393.09

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1009-6434（2016）05-0025-01