美NSF致力于創(chuàng)建未來互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)

新一期1500萬(wàn)美元的投資，將未來互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)（FIA）計(jì)劃的成果從設(shè)計(jì)階段轉(zhuǎn)向試驗(yàn)部署階段。

命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)致力于一種同樣開放的方法積蓄動(dòng)力，這種方法激發(fā)了學(xué)術(shù)界和業(yè)界的廣泛興趣。我們正在計(jì)劃在一個(gè)開放的革新模式下建立一個(gè)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)，意在對(duì)架構(gòu)核心元素的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)加以限制。

——張麗霞

前不久，美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)（NSF）計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)與工程分委員會(huì)（CISE）出資1500萬(wàn)美元，用以支持三個(gè)多機(jī)構(gòu)研究項(xiàng)目，進(jìn)一步發(fā)展、部署和試驗(yàn)未來的互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)。

這些試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，旨在增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全性，應(yīng)對(duì)剛剛出現(xiàn)的服務(wù)方面的挑戰(zhàn)，在使用者對(duì)信息基礎(chǔ)設(shè)施的依賴性不斷增加的情況下，保證其可升級(jí)性能。

這筆投資體現(xiàn)了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)長(zhǎng)期以來一直秉承的支持互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)研究的理念。從2010年起，美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)通過未來互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)（FIA）計(jì)劃開始資助一些項(xiàng)目并獲得成功。

支持新的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)想

新一筆投資的目的在于將未來互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)（FIA）計(jì)劃的成果從設(shè)計(jì)階段轉(zhuǎn)向試驗(yàn)部署階段，研究如何讓設(shè)計(jì)出來的成果在極富挑戰(zhàn)性的現(xiàn)實(shí)環(huán)境下大范圍地運(yùn)作。美國(guó)的城市、非盈利性組織、學(xué)術(shù)學(xué)院和業(yè)界伙伴都會(huì)與研究人員一起合作，對(duì)新的設(shè)計(jì)成果展開試驗(yàn)。

“由國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助的研究在推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展上已經(jīng)開始發(fā)揮作用。首次大規(guī)模地使用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)網(wǎng)絡(luò)將研究人員與國(guó)家超級(jí)計(jì)算機(jī)中心相連，把網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變成為我們?nèi)缃袼淖晕夜芾砗途哂猩虡I(yè)價(jià)值的互聯(lián)網(wǎng)，”美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)工程部負(fù)責(zé)人Farnam Jahanian說，“通過類似未來互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)（FIA）的計(jì)劃，國(guó)家科學(xué)基金會(huì)正在支持對(duì)互聯(lián)網(wǎng)未來構(gòu)想的研究，并激發(fā)研究者設(shè)計(jì)出新的方法設(shè)想網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以滿足在網(wǎng)絡(luò)的健全性、安全性和可靠性方面不斷增長(zhǎng)的需求。”

最近公布的研究項(xiàng)目將在新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)概念，例如新的通訊協(xié)議等方面進(jìn)行探索，在目前的網(wǎng)絡(luò)組件、網(wǎng)絡(luò)機(jī)制和應(yīng)用需求基礎(chǔ)上做進(jìn)一步延伸。研究人員將探索各種設(shè)計(jì)方案和系統(tǒng)構(gòu)架以供選擇，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的前沿工作不斷前進(jìn)。

這些研究項(xiàng)目同時(shí)也考慮到在互聯(lián)網(wǎng)和社會(huì)之間相互作用下產(chǎn)生的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和法律等方面的一些更大的問題。

“在未來互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)新一期（FIA-NP）的工作中，我們的目標(biāo)是支持在目前已經(jīng)獲得重大成功的FIA項(xiàng)目的基礎(chǔ)上所進(jìn)行的進(jìn)一步研究，特別是，一些更加成熟的架構(gòu)已經(jīng)經(jīng)過先進(jìn)的原型在一個(gè)甚至多個(gè)環(huán)境下進(jìn)行了測(cè)試和評(píng)估，而我們現(xiàn)在尋求的是把現(xiàn)有的FIA設(shè)計(jì)從早期的原型中拿到這些更加成熟的架構(gòu)里進(jìn)行研究。這些項(xiàng)目目前只是在研究怎樣才能創(chuàng)造出一個(gè)全規(guī)模的未來互聯(lián)網(wǎng)，不過最終的目標(biāo)是設(shè)計(jì)和部署一個(gè)能夠服務(wù)于所有社會(huì)需求的網(wǎng)絡(luò)。”美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)部門主任Keith Marzullo如是說。

FIA三大項(xiàng)目進(jìn)展

未來互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)新一期(FIA-NP)計(jì)劃資助的三個(gè)項(xiàng)目如下：

一是eXpressive互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架（XIA-NP）的部署驅(qū)動(dòng)評(píng)價(jià)和發(fā)展，由卡內(nèi)基梅隆大學(xué)領(lǐng)銜，與威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校、杜克大學(xué)和波士頓大學(xué)共同合作；

二是命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（NDN-NP）新一期研究，由加州大學(xué)洛杉磯分校領(lǐng)銜，與伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校、圣地亞哥加州大學(xué)、華盛頓大學(xué)、密歇根大學(xué)、科羅拉多州大學(xué)、孟菲斯大學(xué)和亞利桑那大學(xué)共同合作；

三是MobilityFirst項(xiàng)目新一期研究(MobilityFirst-NP)，從構(gòu)架和協(xié)議設(shè)計(jì)到高級(jí)服務(wù)和試驗(yàn)性部署，由羅格斯大學(xué)領(lǐng)銜，與威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校、麻省理工學(xué)院、密歇根大學(xué)、內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校、馬薩諸塞大學(xué)阿姆赫斯特分校和杜克大學(xué)共同合作。

各個(gè)研究小組獲得的豐碩成果帶來的是歷史性的轉(zhuǎn)變，不僅改變了目前互聯(lián)網(wǎng)的使用方法，也影響到了已經(jīng)顯現(xiàn)出的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)，很多人相信它將塑造互聯(lián)網(wǎng)未來的使用。

羅格斯大學(xué)知名教授和無(wú)線信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室主任、MobilityFirst項(xiàng)目主要研究人Dipankar Raychaudhuri說：“互聯(lián)網(wǎng)正處于一個(gè)歷史性的轉(zhuǎn)折點(diǎn)上，從誕生之日起，移動(dòng)平臺(tái)和移動(dòng)應(yīng)用迅速替代了一度主宰互聯(lián)網(wǎng)的固定主機(jī)或者服務(wù)器的通訊模式。這種根本性的轉(zhuǎn)變，為我們開發(fā)新一代高效、健全和安全的互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)帶來了一個(gè)難得的機(jī)遇。在這個(gè)架構(gòu)中，無(wú)線設(shè)備和移動(dòng)應(yīng)用將成為新設(shè)計(jì)的主要驅(qū)動(dòng)因素?！?/p>

這些項(xiàng)目都設(shè)計(jì)了新網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試版，并且在限定的設(shè)置下進(jìn)行試驗(yàn)。研究小組還吸納了社團(tuán)群體參與。

“一個(gè)新體系架構(gòu)的成功需要眾多社團(tuán)的參與以及遍布全世界的試驗(yàn)，”加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)計(jì)算機(jī)系教授、命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（NDN）項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)者張麗霞說，“命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)致力于一種同樣開放的方法積蓄動(dòng)力，這種方法激發(fā)了學(xué)術(shù)界和業(yè)界的廣泛興趣。我們正在計(jì)劃在一個(gè)開放的革新模式下建立一個(gè)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)，意在對(duì)架構(gòu)核心元素的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)加以限制?！?/p>

新的體系架構(gòu)將進(jìn)入試驗(yàn)部署

在下一個(gè)階段，每一個(gè)項(xiàng)目都要測(cè)試它的系統(tǒng)在真實(shí)環(huán)境下的工作狀況。

XIA-NP的架構(gòu)將在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試，一個(gè)是匹茲堡市的汽車聯(lián)網(wǎng)部署，另外一個(gè)是在大規(guī)模視頻傳輸環(huán)境下的測(cè)試。

互聯(lián)網(wǎng)正處于一個(gè)歷史性的轉(zhuǎn)折點(diǎn)上，從誕生之日起，移動(dòng)平臺(tái)和移動(dòng)應(yīng)用迅速替代了一度主宰互聯(lián)網(wǎng)的固定主機(jī)或者服務(wù)器的通訊模式。

命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目目前正在與非盈利性患者中心保健生態(tài)系統(tǒng)Open mHealth，以及加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)設(shè)備管理中心合作，后者負(fù)責(zé)西海岸西門子第二大建筑中監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行工作。

MobilityFirst將在三個(gè)截然不同的網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試。在威斯康星州麥迪遜，與無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商 (5Nines)一起進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)服務(wù)試驗(yàn)；在賓夕法尼亞州進(jìn)行WHYY電視臺(tái)以及其他公共廣播電臺(tái)的內(nèi)容制作和傳播網(wǎng)絡(luò)的試驗(yàn)；在達(dá)拉斯-沃斯堡地區(qū)與網(wǎng)絡(luò)終端使用者一起進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)、緊急通報(bào)等公共服務(wù)系統(tǒng)的情景感知測(cè)試。

卡內(nèi)基梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與電子和計(jì)算機(jī)工程教授、XIA-NP項(xiàng)目主要研究人Peter Steenkiste說：“這些部署將我們深入安全網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方面的工作，其中包括提供可用基礎(chǔ)和安全認(rèn)證機(jī)制。利用它們，我們還能夠建立和測(cè)試一個(gè)健全的XIA網(wǎng)絡(luò)，為我們構(gòu)架的使用，例如支持靈活性和提高虛擬性，提供最好的實(shí)踐條件?！?/p>

我們并不期望這些體系架構(gòu)中的某一個(gè)可以大規(guī)模地替代互聯(lián)網(wǎng)。從某種意義上，概念驗(yàn)證將會(huì)通過業(yè)界或者政府所接受的方式，展示出一種優(yōu)于目前互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的方法。它可以幫助我們應(yīng)對(duì)目前面臨的和即將出現(xiàn)的挑戰(zhàn)。

“從信息分配到合作工作空間，互聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展進(jìn)化和滿足各種各樣需求方面展示了它難以想象的能力，而我們所面臨的則是要不斷推出網(wǎng)絡(luò)發(fā)展所需要的新方法和新體系架構(gòu)，”監(jiān)督FIANP計(jì)劃的美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)官員Darleen Fisher說，“通過對(duì)新體系架構(gòu)研究的支持，我們期盼FIA-NP項(xiàng)目能夠產(chǎn)生并持續(xù)提供未來創(chuàng)新所需的智力資本。同樣還希望FIA-NP項(xiàng)目繼續(xù)依照國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)的要求，在開發(fā)、設(shè)計(jì)和部署大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方面培養(yǎng)新一代研究人員。”

（本文譯自internet2.org，翻譯：鄧堅(jiān)）