黃勇軍，朱永慶

（中國電信股份有限公司廣東研究院 廣州510630）

1 引言

信息需求、技術(shù)發(fā)展以及用戶對業(yè)務(wù)體驗(yàn)的持續(xù)追求是互聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展、演進(jìn)的主要動力。近年來，工業(yè)化與信息化融合進(jìn)程的推進(jìn)以及視頻業(yè)務(wù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)與應(yīng)用的興起，特別是移動互聯(lián)網(wǎng)的迅速普及，引發(fā)了互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新一輪熱潮。

由于互聯(lián)網(wǎng)的“無尺度（scale-free）”特性，隨著規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)展，互聯(lián)網(wǎng)在效能、安全、擴(kuò)展性與可控性等方面都面臨巨大挑戰(zhàn)；同時，由于終端與應(yīng)用的高速發(fā)展，以IPv4為基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)地址資源瀕于枯竭。為了應(yīng)對互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)，很多國家與組織紛紛提出未來互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃。但直至目前，未來互聯(lián)網(wǎng)仍缺乏統(tǒng)一的目標(biāo)與定義。

互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是一個循序漸進(jìn)的過程。盡管網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商對IPv6需求迫切，但未來互聯(lián)網(wǎng)不只與IPv6相關(guān)，還需要從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、技術(shù)發(fā)展等方面進(jìn)行深入研究。本文從互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)入手，分析了新一代互聯(lián)網(wǎng)的愿景與特征，進(jìn)而對其重點(diǎn)關(guān)注技術(shù)進(jìn)行了分析探討。

2 新一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢

2.1 互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

社會信息化進(jìn)程是推動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的首要因素。人類社會的任何活動都與信息密不可分?；ヂ?lián)網(wǎng)與數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了數(shù)字化信息的快速增長，推動人類社會進(jìn)入了“大數(shù)據(jù)”時代。根據(jù)美國國際數(shù)據(jù)公司（IDC）的檢測統(tǒng)計(jì)，2011年全球數(shù)據(jù)總量已達(dá)到1 800 Ebyte(1 E=1018)規(guī)模，并仍保持高速增長態(tài)勢。為有效共享與獲取海量信息，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展已擺脫以傳送能力為主的傳統(tǒng)發(fā)展理念，傳送、存儲與計(jì)算能力三者并重，并更加關(guān)注服務(wù)能力與用戶體驗(yàn)?；ヂ?lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在軟件與硬件技術(shù)的推動下，實(shí)現(xiàn)了“應(yīng)用—網(wǎng)絡(luò)—終端”良性互動下的快速發(fā)展。

互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的高清化、互動性與業(yè)務(wù)云化，在產(chǎn)生大量帶寬需求的同時，也加速了互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的創(chuàng)新進(jìn)程。視頻相關(guān)業(yè)務(wù)（尤其是流媒體與即時消息類業(yè)務(wù)）在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中所占比重逐步增加，高清成為寬帶業(yè)務(wù)的普遍需求。而隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的爆發(fā)式發(fā)展，實(shí)時互動性應(yīng)用（如微博、米聊等）迅速成為主流互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。需要特別指出的是，云計(jì)算所催生的大量應(yīng)用（如搜索云、社交云、視頻云、云游戲等）將對互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

與互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展趨勢相對應(yīng)，網(wǎng)絡(luò)終端發(fā)展則呈現(xiàn)智能化、移動化趨勢。終端智能化提升了電視、手機(jī)等終端的多媒體處理和計(jì)算能力，終端移動性使終端以任意方式隨時隨地接入互聯(lián)網(wǎng)成為可能。以此為基礎(chǔ)，“終端即服務(wù)”理念引領(lǐng)互聯(lián)網(wǎng)向泛在廣覆蓋方向發(fā)展，推動互聯(lián)網(wǎng)終端規(guī)模持續(xù)快速擴(kuò)增。據(jù)愛立信公司預(yù)測，到2020年全球?qū)⒂?00億個網(wǎng)絡(luò)終端。

互聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)用與終端的雙重推動下快速發(fā)展。據(jù)思科公司預(yù)測，未來網(wǎng)絡(luò)流量仍將維持高速增長態(tài)勢，到2016年互聯(lián)網(wǎng)流量將達(dá)到110 Ebyte/月。高帶寬、大容量、廣覆蓋的互聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)一步提升了網(wǎng)絡(luò)空間與生活空間的重疊度。為滿足人們的各類互聯(lián)網(wǎng)需求，互聯(lián)網(wǎng)必須具備XaaS（一切皆服務(wù)）能力。

2.2 現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)

互聯(lián)網(wǎng)是在ARPANet基礎(chǔ)上以增量方式快速發(fā)展而來的。由于互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初期缺乏系統(tǒng)性設(shè)計(jì)，當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用發(fā)展到現(xiàn)有規(guī)模時，在網(wǎng)絡(luò)效能、安全、擴(kuò)展性以及創(chuàng)新能力等方面面臨著諸多挑戰(zhàn)。

（1）網(wǎng)絡(luò)效能

網(wǎng)絡(luò)效能集中表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)整體效率與能耗等方面。在網(wǎng)絡(luò)整體效率方面，最突出的問題在于各類OTT應(yīng)用與承載網(wǎng)絡(luò)之間缺乏有效協(xié)同而導(dǎo)致資源浪費(fèi)。以P2P下載類應(yīng)用為例，該類應(yīng)用通常根據(jù)內(nèi)容獲取可靠性、速率以及用戶信譽(yù)度等參數(shù)確定其優(yōu)化方案，幾乎不考慮用戶分布及承載層網(wǎng)絡(luò)資源情況，導(dǎo)致大量網(wǎng)絡(luò)流量繞轉(zhuǎn)與資源浪費(fèi)。此外，現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)中的各個網(wǎng)元無法獲得全局信息，難以做出最優(yōu)決策，從而使得網(wǎng)絡(luò)整體效率難以達(dá)到最佳狀態(tài)。

互聯(lián)網(wǎng)的普及有助于降低社會整體能源消耗，但互聯(lián)網(wǎng)自身也存在能耗較高的問題。長期以來，粗放的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營方式與以增量為主的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方式，導(dǎo)致了互聯(lián)網(wǎng)的高能耗，嚴(yán)重制約了互聯(lián)網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展。除了芯片級、設(shè)備級、系統(tǒng)級以及網(wǎng)絡(luò)級的低能耗設(shè)計(jì)外，還需要從集約化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營、科學(xué)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)與網(wǎng)絡(luò)升級規(guī)劃等方面著手，降低互聯(lián)網(wǎng)能耗。

（2）網(wǎng)絡(luò)安全

隨著海量用戶與智能終端的接入與互聯(lián)，同時伴隨著網(wǎng)絡(luò)攻擊商業(yè)化、利益化趨勢，互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)日益突出。現(xiàn)階段，云計(jì)算等技術(shù)與應(yīng)用的發(fā)展也產(chǎn)生了互聯(lián)網(wǎng)安全方面的新課題：不僅表現(xiàn)在云計(jì)算應(yīng)用的無邊界性、流動性等特征引發(fā)了諸多新的安全問題，而且由于云計(jì)算應(yīng)用的用戶與信息資源的高度集中，更容易成為黑客攻擊的目標(biāo)。由于互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)之初對安全問題考慮不足，現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)安全體系屬于附加、被動的防御體系，是針對互聯(lián)網(wǎng)安全的增量式修補(bǔ)與防范，難以從根本上解決互聯(lián)網(wǎng)安全問題。

（3）網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性

網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性首先表現(xiàn)為地址空間的擴(kuò)展性。任意用戶與終端隨時隨地接入是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基本條件。由于IPv4地址空間的相對狹小以及地址分配的不均衡，目前，大部分國家/地區(qū)的IPv4地址資源基本耗盡?；贗Pv6的網(wǎng)絡(luò)尋址空間可滿足未來互聯(lián)網(wǎng)的長期發(fā)展，但由于IPv4與IPv6的不兼容，互聯(lián)網(wǎng)尋址空間的轉(zhuǎn)換將是一個長期而復(fù)雜的過程。

網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性還表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)的擴(kuò)展性方面。在現(xiàn)有架構(gòu)下，承載網(wǎng)絡(luò)容量很大程度上受制于網(wǎng)元容量與性能，而網(wǎng)元的設(shè)計(jì)是在容量、功能與性能之間尋求整體最優(yōu)的過程。目前高端路由器需要支持5 000多個RFC標(biāo)準(zhǔn)，并不斷增量式追加功能，導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)越來越復(fù)雜。盡管芯片技術(shù)與工藝不斷發(fā)展，但在互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展與網(wǎng)元功能日益復(fù)雜的情況下，網(wǎng)元容量與性能將難以滿足互聯(lián)網(wǎng)流量持續(xù)增長的需求。

（4）創(chuàng)新能力

創(chuàng)新是互聯(lián)網(wǎng)的生命力所在。以用戶體驗(yàn)為導(dǎo)向的創(chuàng)新是互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新的主要發(fā)展方向。未來，社區(qū)化、定制化、個性化的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將成為主流，而快速、高效則成為互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新的基本要求?；ヂ?lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新需要開放的接口與相對統(tǒng)一的平臺。通過相對統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（network operation system），屏蔽硬件差異并抽象網(wǎng)絡(luò)資源，是業(yè)界長期以來的期望。然而，現(xiàn)階段，網(wǎng)元制造商基于自身利益實(shí)施網(wǎng)元優(yōu)化，網(wǎng)元接口開放能力受限，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的統(tǒng)一與開放路途漫長，嚴(yán)重阻礙了互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步創(chuàng)新的步伐。

2.3 新一代互聯(lián)網(wǎng)愿景與基本特征

2.3.1 新一代互聯(lián)網(wǎng)愿景

隨著互聯(lián)網(wǎng)及其用戶規(guī)模的擴(kuò)張，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展環(huán)境正在由“技術(shù)主導(dǎo)”向“用戶體驗(yàn)主導(dǎo)”轉(zhuǎn)變。運(yùn)營商“去電信化”轉(zhuǎn)型就是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展環(huán)境變化的一個重要體現(xiàn)。新一代互聯(lián)網(wǎng)不僅應(yīng)具備為用戶即時提供各類安全便捷服務(wù)的能力，還應(yīng)該具備彈性擴(kuò)展和持續(xù)創(chuàng)新能力。因此，新一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)是一個彈性可控的可信互聯(lián)網(wǎng)，并具備XaaS能力。新一代互聯(lián)網(wǎng)愿景架構(gòu)如圖1所示，可分為互聯(lián)網(wǎng)設(shè)施層、適配層與應(yīng)用層3個層次。

（1）互聯(lián)網(wǎng)設(shè)施層

互聯(lián)網(wǎng)設(shè)施層是所有流量的承載層以及所有用戶與終端的接入?yún)R聚層。用戶與終端可以4A（anything——任意終 端、anytime——任 意 時 間、anywhere——任 意 地 點(diǎn)、anyway——任意方式）方式通過該層接入互聯(lián)網(wǎng)，是互聯(lián)網(wǎng)泛在特性的具體體現(xiàn)。

互聯(lián)網(wǎng)設(shè)施層中，不同網(wǎng)元可通過虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)各類資源的靈活組合與調(diào)度，使互聯(lián)網(wǎng)的傳送、計(jì)算與存儲能力都得到全面展現(xiàn)。

（2）互聯(lián)網(wǎng)適配層

互聯(lián)網(wǎng)適配層介于互聯(lián)網(wǎng)設(shè)施層與應(yīng)用層之間，在兩者之間建立有效的協(xié)同機(jī)制。適配層可屏蔽設(shè)施層內(nèi)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的差異，向應(yīng)用層提供可編程的開放接口。同時，適配層還可感知用戶與網(wǎng)絡(luò)資源，并對各類網(wǎng)元實(shí)施控制。鑒于未來互聯(lián)網(wǎng)的龐大規(guī)模，互聯(lián)網(wǎng)適配層可采用分布式架構(gòu)。

（3）互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層

互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層可基于設(shè)施層與適配層開發(fā)、部署互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，并向用戶與終端提供各類互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)?；ヂ?lián)網(wǎng)應(yīng)用層還可通過適配層實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層與設(shè)施層之間的有效協(xié)同。

2.3.2 新一代互聯(lián)網(wǎng)特征

基于新一代互聯(lián)網(wǎng)愿景及發(fā)展趨勢，新一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)具備高速泛在、可靠承載、安全可信、智能管控以及平滑擴(kuò)展等特征。

（1）高速泛在

隨著終端物聯(lián)化、互聯(lián)化需求的增加，泛在性成為互聯(lián)網(wǎng)基本屬性。新一代互聯(lián)網(wǎng)必須滿足用戶與終端的4A接入需求。互聯(lián)網(wǎng)生活化進(jìn)程推動了用戶對業(yè)務(wù)體驗(yàn)的更高追求，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的最高體驗(yàn)就是在無須感知網(wǎng)絡(luò)存在的情況下，“透明”地“零等待”獲得各種服務(wù)。因此，高帶寬、大容量成為互聯(lián)網(wǎng)最基本的要求。聯(lián)合國寬帶委員會已將接入寬帶視為公民的基本法律權(quán)利。未來，人均帶寬100 Mbit/s（或更高）將是寬帶接入的基本需求。

（2）可靠承載

未來，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用云化將是長期趨勢。應(yīng)用云化促使互聯(lián)網(wǎng)向“終端—管道—云端”方向發(fā)展，用戶與終端將通過網(wǎng)絡(luò)管道訪問云化業(yè)務(wù)。這也預(yù)示著通過網(wǎng)絡(luò)“無障礙”獲得各類信息與服務(wù)的“網(wǎng)絡(luò)生存”時代的到來，而“無障礙”服務(wù)的根本則是互聯(lián)網(wǎng)具備可靠承載能力。

（3）安全可信

“網(wǎng)絡(luò)生存”時代的到來，預(yù)示著基于各種利益的網(wǎng)絡(luò)威脅更加頻繁。網(wǎng)絡(luò)空間已經(jīng)成為繼領(lǐng)土、領(lǐng)海、領(lǐng)空、太空之后的第五空間，網(wǎng)絡(luò)安全正逐步上升為國家安全層面?；ヂ?lián)網(wǎng)持續(xù)健康發(fā)展需要安全可信的環(huán)境，可信終端、可信網(wǎng)絡(luò)與可信平臺將是新一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基本保障。

（4）智能管控

網(wǎng)絡(luò)效能的提升是互聯(lián)網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展的根本。海量終端的接入與互聯(lián)、海量信息的處理以及用戶體驗(yàn)的提升，需要“用戶—網(wǎng)絡(luò)—業(yè)務(wù)”三者之間的有效協(xié)同，以進(jìn)一步優(yōu)化資源使用效率，提升每比特效率，降低互聯(lián)網(wǎng)總體成本。這都需要互聯(lián)網(wǎng)不斷提升智能與管理水平，以滿足網(wǎng)絡(luò)的感知、調(diào)度與管控需求。

（5）平滑擴(kuò)展

平滑擴(kuò)展是互聯(lián)網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展的必要條件。平滑擴(kuò)展不僅體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)空間與尋址空間的擴(kuò)展性上，更體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)容量的持續(xù)平滑擴(kuò)展能力上。

3 新一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展重點(diǎn)關(guān)注技術(shù)

盡管針對新一代互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)與技術(shù)演進(jìn)的探索很多，但目前還沒有出現(xiàn)一種對現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生顛覆性影響的技術(shù)與設(shè)想。從網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)可持續(xù)發(fā)展角度看，新一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)是在現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的演進(jìn)與革新。因此，在新一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方面，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注高速通道以及網(wǎng)絡(luò)虛擬化、智能化、安全與尋址等技術(shù)的發(fā)展。

（1）高速通道技術(shù)

高速通道不僅體現(xiàn)在固網(wǎng)/無線的高帶寬接入，還表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)容量的增長。固網(wǎng)方面，目前PON設(shè)備已可提供10 Gbit/s的下行帶寬，而LTE時代的單基站下行帶寬將可達(dá)300 Mbit/s。網(wǎng)絡(luò)容量擴(kuò)展主要體現(xiàn)為設(shè)備容量的提升與高速端口技術(shù)的應(yīng)用?，F(xiàn)階段，單設(shè)備容量已達(dá)Tbit/s量級，40 Gbit/s、100 Gbit/s端口技術(shù)已開始規(guī)模應(yīng)用，400 Gbit/s以上接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作也已經(jīng)啟動。

高速通道技術(shù)得益于芯片技術(shù)的發(fā)展，芯片工藝水平的提高有助于設(shè)備容量與板卡/端口密度的提升。目前網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的芯片工藝水平已達(dá)22 nm，還有進(jìn)一步提升的空間。光交換技術(shù)可以克服電子交換的容量瓶頸問題，提升帶寬，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與運(yùn)營成本，因此高速通道技術(shù)將向全光網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展。但由于光邏輯器件目前還不能完成復(fù)雜的邏輯處理功能，電控光交換技術(shù)大量存在，在全光技術(shù)方面仍需要大量的工作。

（2）網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)

IP網(wǎng)絡(luò)虛擬化是將相關(guān)物理網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行抽象和邏輯組合，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)精細(xì)化運(yùn)營的一系列技術(shù)的統(tǒng)稱。網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)提供了從鏈路、設(shè)備、系統(tǒng)到組網(wǎng)等多個層面的虛擬化手段，與計(jì)算虛擬化、存儲虛擬化等技術(shù)共同奠定了互聯(lián)網(wǎng)集約化發(fā)展的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)（如MPLS VPN、virtual router等）已在互聯(lián)網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用，但自動化管理工具與OAM技術(shù)仍相對落后。未來，控制平面與數(shù)據(jù)平面在物理層面分離以實(shí)現(xiàn)更大的組網(wǎng)靈活性，將是網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)研究與應(yīng)用的重點(diǎn)，集中表現(xiàn)在虛擬集群與SDN（software defined network）等方面。

虛擬集群借鑒了路由器集群系統(tǒng)的概念，通過網(wǎng)元組合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容量、功能與部署距離的擴(kuò)展，進(jìn)而簡化維護(hù)管理。根據(jù)網(wǎng)元組合類型的不同，虛擬集群可分為同構(gòu)虛擬集群與異構(gòu)虛擬集群等形態(tài)。同構(gòu)虛擬集群在控制平面與數(shù)據(jù)平面分離的基礎(chǔ)上將相同類型的網(wǎng)元組合在一起，形成單一的控制與管理平面以及分布式的數(shù)據(jù)平面，整個系統(tǒng)可對外表現(xiàn)為單個邏輯設(shè)備。異構(gòu)虛擬集群將不同類型的網(wǎng)元組合在一起，通過擴(kuò)展設(shè)備實(shí)現(xiàn)主設(shè)備的端口與接入范圍擴(kuò)展。這種方式下，配置、管理操作集中于主設(shè)備，擴(kuò)展設(shè)備則可實(shí)現(xiàn)零配置。

SDN模型最初是針對現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)所面臨挑戰(zhàn)而提出的，該模型通過控制平面與數(shù)據(jù)平面的物理分離，打造一個可編程的控制平面，旨在為運(yùn)營商/網(wǎng)絡(luò)管理者提供一個簡單、可編程、強(qiáng)隔離的網(wǎng)絡(luò)模型，以加速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開放與互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新?；赟DN的網(wǎng)絡(luò)模型如圖2所示，可分為如下3個層次。

·設(shè)施層：網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面，由路由器、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。由于控制層的存在，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可只具備轉(zhuǎn)發(fā)功能，從而降低基礎(chǔ)設(shè)施成本與復(fù)雜性。

·控制層：網(wǎng)絡(luò)的控制平面，負(fù)責(zé)路由決策與策略下發(fā)，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制采用標(biāo)準(zhǔn)化適配接口（OpenFlow是該接口協(xié)議的一種具體實(shí)現(xiàn)），屏蔽底層網(wǎng)絡(luò)硬件的差異。

·應(yīng)用層：提供各種互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，通過各類API與控制層交互。

SDN作為未來互聯(lián)網(wǎng)參考模型之一，目前還存在一些爭議。但是，SDN所提出的控制平面可編程理念為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的形成產(chǎn)生巨大推動力，并為互聯(lián)網(wǎng)適配層的設(shè)計(jì)提供了思路。此外，SDN模型通過軟硬件分離以及硬件IT化、標(biāo)準(zhǔn)化、虛擬化等方式，可大幅降低網(wǎng)絡(luò)成本與提升網(wǎng)絡(luò)效能。2012年初，谷歌公司將SDN模型成功應(yīng)用于其內(nèi)部IDC（互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心），并將網(wǎng)絡(luò)利用率提升至95%，成為SDN模型規(guī)模應(yīng)用的良好例證。目前，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商與設(shè)備制造商對SDN的研發(fā)迅速升溫，呈現(xiàn)良好的發(fā)展勢頭。

（3）網(wǎng)絡(luò)智能化技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)的集約化發(fā)展需要“終端—網(wǎng)絡(luò)—業(yè)務(wù)”的有效協(xié)同。網(wǎng)絡(luò)智能性對“終端—網(wǎng)絡(luò)—業(yè)務(wù)”的有效協(xié)同至關(guān)重要，也是運(yùn)營商打造“智能管道”的前提條件。網(wǎng)絡(luò)智能化技術(shù)包括網(wǎng)絡(luò)感知、網(wǎng)絡(luò)管控與流量優(yōu)化調(diào)度等技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)感知技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)管控、業(yè)務(wù)運(yùn)營以及實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)絡(luò)—業(yè)務(wù)”協(xié)同的基礎(chǔ)，其感知粒度決定網(wǎng)絡(luò)智能化的程度。網(wǎng)絡(luò)管控技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)感知的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對用戶、業(yè)務(wù)及網(wǎng)絡(luò)資源的管理與調(diào)度，最終實(shí)現(xiàn)用戶/業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)能力的動態(tài)適配。流量優(yōu)化調(diào)度技術(shù)利用網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)的協(xié)同性，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源利用率的優(yōu)化和承載能力的提升。

網(wǎng)絡(luò)感知是網(wǎng)絡(luò)智能化的基礎(chǔ)，也是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展較為薄弱的環(huán)節(jié)。網(wǎng)絡(luò)感知分為用戶感知、應(yīng)用感知與網(wǎng)絡(luò)資源感知等。用戶感知與網(wǎng)絡(luò)資源感知可基于認(rèn)證、網(wǎng)管等信息獲得，重點(diǎn)在于提升信息獲取粒度與即時性。應(yīng)用感知不僅包括傳統(tǒng)的基于五元組的檢測手段，還包括DPI（deep packet inspection，深度分組檢測）技術(shù)。DPI技術(shù)以TCP/IP中的網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層與應(yīng)用層綜合檢測為基礎(chǔ)，結(jié)合行為模式檢測等手段，可有效提升互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用/業(yè)務(wù)的感知精度。但由于存在性能瓶頸，DPI目前在提升網(wǎng)絡(luò)感知能力方面作用有限。如何提升DPI處理能力以及如何綜合利用各種感知手段以提升整體感知能力，是網(wǎng)絡(luò)感知技術(shù)研究的重點(diǎn)。

網(wǎng)絡(luò)智能化還需要借助網(wǎng)元智能化技術(shù)。網(wǎng)元智能化就是在提升網(wǎng)元容量與性能的同時，通過接口開放與功能集成等方式實(shí)現(xiàn)智能性提升。核心路由器等網(wǎng)元主要負(fù)責(zé)流量高速轉(zhuǎn)發(fā)，對智能性要求不高；網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備由于負(fù)責(zé)用戶接入與流量匯聚，成為網(wǎng)元智能化技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備智能化重點(diǎn)發(fā)展兩方面能力：通過開放的第三方接口，提升網(wǎng)絡(luò)管理能力和業(yè)務(wù)部署靈活性；通過DPI與視頻等功能的集成實(shí)現(xiàn)功能增強(qiáng)。由于視頻業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，視頻業(yè)務(wù)的用戶體驗(yàn)成為衡量互聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)的主要標(biāo)準(zhǔn)。因此，將視頻功能與網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備結(jié)合實(shí)現(xiàn)視頻流量的就近訪問，不僅是“網(wǎng)絡(luò)—業(yè)務(wù)”有效協(xié)同的具體體現(xiàn)，而且是提升視頻業(yè)務(wù)用戶體驗(yàn)的一種有效方式。

（4）網(wǎng)絡(luò)尋址技術(shù)

新一代互聯(lián)網(wǎng)以IPv6為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)尋址已成為業(yè)界的共識。由于從IPv4向IPv6的過渡涉及整個互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，不可能一蹴而就，因此，IPv4與IPv6共存將是一個長期過程?；ヂ?lián)網(wǎng)向IPv6過渡的核心是業(yè)務(wù)/應(yīng)用的過渡。由于現(xiàn)階段并未出現(xiàn)基于IPv6的“殺手級”互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，用戶更關(guān)心業(yè)務(wù)體驗(yàn)而非業(yè)務(wù)是否基于IPv6，這種漠然態(tài)度導(dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用/內(nèi)容提供商缺乏向IPv6過渡的足夠動力，因此，IPv6過渡工作需要政府推動并由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商率先落實(shí)。

盡管在互聯(lián)網(wǎng)向IPv6過渡方面存在諸多技術(shù)創(chuàng)新，但仍未超越雙棧、隧道與協(xié)議轉(zhuǎn)換等三大主流技術(shù)范疇。目前業(yè)界缺乏互聯(lián)網(wǎng)由IPv4向IPv6過渡的整體路線規(guī)劃，對過渡過程可能經(jīng)歷的階段以及各階段所采用方案均缺乏清晰的規(guī)劃，嚴(yán)重制約了互聯(lián)網(wǎng)向IPv6過渡的進(jìn)程。

由于技術(shù)發(fā)展存在“路徑依賴”現(xiàn)象，IPv6過渡初期的技術(shù)選擇將對整個過渡期的技術(shù)路徑產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，因而顯得尤為重要。在向IPv6過渡初期，從網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)與保護(hù)用戶權(quán)益的角度，建議網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商基于雙棧+NAT、DS-Lite等方式向IPv6過渡。在網(wǎng)絡(luò)與終端具備IPv6能力后，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的牽引作用就顯得至關(guān)重要。如何進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的IPv6化改造，牽引互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)向IPv6漸進(jìn)過渡是近期重點(diǎn)關(guān)注的問題。

（5）網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)

新一代互聯(lián)網(wǎng)是“用戶—網(wǎng)絡(luò)—業(yè)務(wù)”有效協(xié)同的一體化系統(tǒng)，其安全體系應(yīng)在平臺、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)和用戶等多個層面與互聯(lián)網(wǎng)有機(jī)結(jié)合?，F(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)安全體系以外部防范為主，聚焦在服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備保護(hù)上，難以滿足新一代互聯(lián)網(wǎng)條件下的“用戶—網(wǎng)絡(luò)—業(yè)務(wù)”全方位一體化的安全防護(hù)需求。

新一代互聯(lián)網(wǎng)安全體系應(yīng)具備縱深防御、一體化協(xié)同、安全管理可視化與安全策略自適應(yīng)等安全防護(hù)特征，因此，在研究如何將云計(jì)算理念與技術(shù)引入互聯(lián)網(wǎng)一體化安全防護(hù)體系的同時，業(yè)界在互聯(lián)網(wǎng)安全方面的關(guān)注重點(diǎn)集中在全網(wǎng)分布式安全感知與管控、終端安全防護(hù)、應(yīng)用安全防護(hù)、內(nèi)容安全管控以及身份認(rèn)證/密鑰管理等方面。

IPv6自身的內(nèi)在機(jī)制可保證一定的網(wǎng)絡(luò)層安全性，但I(xiàn)Pv6的引入并未使互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)發(fā)生根本性變革，不會對互聯(lián)網(wǎng)安全體系架構(gòu)產(chǎn)生質(zhì)的影響。因此，與IPv6相關(guān)的安全技術(shù)研究重點(diǎn)集中在IPv6自身安全問題（如ICMPv6與擴(kuò)展分組頭等都可能成為網(wǎng)絡(luò)攻擊熱點(diǎn)）以及由IPv4向IPv6遷移過程中的安全問題等領(lǐng)域。

4 結(jié)束語

技術(shù)的進(jìn)步來源于對人們對生活、工作便利性的持續(xù)追求，互聯(lián)網(wǎng)亦然。為更好地滿足未來社會信息化發(fā)展需求，互聯(lián)網(wǎng)向新一代互聯(lián)網(wǎng)的演進(jìn)過程必然是一個將網(wǎng)絡(luò)傳送、計(jì)算與存儲能力逐步有機(jī)融合的過程。未來互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與技術(shù)發(fā)展外，還需要有效整合互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的全部力量，才能使互聯(lián)網(wǎng)步入更加快速和健康的發(fā)展軌道，為人類社會的進(jìn)步做出更大貢獻(xiàn)。

1 蔡康，唐宏，朱永慶.超寬帶城域網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)思路和關(guān)鍵技術(shù)淺析.電信科學(xué)，2012(1)：1～6

2 ONF White Paper.Software-Defined Networking:the New Norm for Networks,2012

3 Huawei Technologies Co Ltd.Huawei SoftCOM:Reshaping the Future of Network Architecture,2013

4 IETF.Software Defined Networks Use Case for Virtual Connection and Network on Demand.Draft-mm-sdn-vc-vn-on-demand-use-case，2012

5 IETF.Software-Defined Network(SDN)Problem Statement and Use Cases for Data Center Applications.Draft-pan-sdn-dcproblem-statement-and-use-cases，2012

6 金華敏，何明，王帥.可信互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系和建設(shè)思路.電信技術(shù)，2010(6)

7 韋樂平.電信業(yè)的未來與去電信化的思考.電信科學(xué),2013,29(2)