清华大学SRT（学生研究训练）项目新型网络体系结构和关键技术研究.pdf

清华大学 SRT （学生研究训练）项目 “新型网络体系结构和关键技术研究” 项目内容详细介绍 毕 军 清华大学网络科学与网络空间研究院 网络体系结构和 IPv6 研究室 /~junbi/ １项目对象 目前本课题组负责国家863 项目“未来网络体系结构和创新环境”(2013- 2015) ，本 SRT 项目的研究依托该 863 项目进行。 本 SRT 项目面向清华大学计算机系、电子工程系、软件学院的 2012 、2011 、 2010 级本科生，学分 2 学分。 如有本校工程硕士或外校工学或工程硕士感兴趣此研究方向，欢迎来电子邮 件进一步具体讨论硕士学位论文课题。 如有本校或外校本科生感兴趣此研究方向，欢迎来电子邮件进一步具体讨论 本科毕业设计、工程实践或实习等其他培养方式。 感兴趣者请联系junbi@ 。 2 项目背景 互联网从上世纪 70 年代发展至今已有 40 多年的历史，如今已成为世界上覆 盖范围最广、规模最大、信息资源极其丰富的社会和经济高度依赖的全球信息基 础设施。随着互联网的快速发展，当前互联网面临着许多重大技术挑战，如地址 空间濒临枯竭、网络流量重复拥塞、服务质量无法有效保证、网络安全难以根本 解决、网络管理手段匮乏等问题。同时，随着互联网使用目标、覆盖范围、应用 类型的不断扩大，互联网通过不断增加新的协议以及对网络体系结构进行各式修 补来适应网络的高速发展。但是，这些方法在解决了互联网快速发展中遇到的各 种问题的同时也加剧了互联网体系结构的复杂性及管理难度。产生这些问题的本 质原因主要是由当前互联网自身体系结构所决定的，所以，设计新型网络体系结 构以解决当前网络所存在的问题已经成为学术界、产业界和运营商的迫切需要。 软件定义的网络（SDN ）是一种新型的网络体系结构，通过将网络控制与网 络转发解耦合构建开放可编程的网络体系结构。SDN 认为不应无限制地增加网 络的复杂度，需要对网络进行抽象以屏蔽底层复杂度，为上层提供简单的、高效 的配置与管理。SDN 旨在实现网络互联和网络行为的定义和开放式的接口，从 而支持未来各种新型网络体系结构和新型业务的创新。OpenFlow 技术作为 SDN 转发抽象的实现之一，已经受到学术界和工业界普遍关注和广泛研究。Openflow 实现了将设备控制平面与数据平面相分离，让用户对设备的控制和修改变得更容 易。SDN 目前已成为当前全球网络领域最热门的研究方向，在权威机构IT 领域 预测未来五年十大关键趋势和技术影响中排名第二 （/news-report/htm2012256567.shtml ）。 谷歌、 微软等互联网公司均在 SDN 领域投入了大量的科研力量，思科、华为、爱立信、 IBM 、HP 等 IT 厂商也正在研制 SDN 控制器和交换机。本课题组从 SDN 初始研 究就与美国 SDN 领域顶级大学斯坦福大学、UC Berkley 大学、普林斯顿大学等 保持紧密的学术交流和合作，每年在 ONS、INFOCOM 等大会做主题展示并取 得很好的效果。本人还应本领域权威组织 ONF 邀请担任研究顾问 （/about/research-associates ） 另一方面，当前互联网中 99% 以上的流量都可以归为对命名的数据块的请求 和分发，以内容为中心的互联网应用模式和需求的演变正深刻地影响着互联网的 使用和演变。美国国家科学基金（NSF ）资助的NDN （Named Data Networking ） 项目正是从“ 以内容分发为中心”角度而重新设计的下一代互联网体系结构方案 之一。NDN 采用层次化的名字对内容直接命名，基于名字而非 IP 地址对内容的 请求进行路由转发，网络设备可以对内容进行缓存，以减少核心网络中内容的重 复传输。NDN 正成为一种被广泛认同的、“ 以内容分发为中心” 网络的一个代表， 且成为未来互联网体系结构的重要研究方向之一。本课题组与美国 NDN 项目负 责人 UCLA Lixia Zhang 教授等在此领域保持紧密的演剧合作。 目前互联网基于目的地址路由，二维路由技术是结合源地址和