《未来网络与物联网》PPT课件

1、未来网络体系结构研究 及其对物联网影响,李乐民 2010.09.08,内容提要,1.网络的发展与存在问题 2.解决可扩展性的方案 2.1 名址分离 2.2 边缘网与骨干网分离 3.对物联网影响 4.结语,1. 网络的发展与存在问题,为了适应数据等多种业务，网络向分组化发展。 传统的电话网（电路交换）不适合突发性业务运用。 传统的Internet采用了IP，但是，当初的设计思想与目前情况不适应,当初有下列几点,认为网络用户是基本友好的。 欠考虑商业应用。 欠考虑用户移动性、边缘的多样化。 网络不透明，对管理者和用户的可知性差。 欠考虑应用的多样性需求,因此，国内外对未来互联网的研究十分重视。 由

2、于三网融合，现在常说要研究“未来网络”。 在日本，他们说要研究“新一代网络” 未来网络也包括传感器网络等,日本,AKARI 项目 A small light in the dark pointing to the future New Generation Network,Whats “New Generation Network” or NWGN,Present Network,RevisedNXGN,New Generation Network (NWGN,2005,2010,2015,Past Network,Next GenerationNetwork (NXGN,2) modific

3、ation,1) clean-slate,Examples: Cell Phones 2G 3G 4G?Internet IPv4 IPv6 IPv,Next Generations,New Generations,AKARI a small light in the dark pointing to the future,研究考虑的问题,1.可扩展性 路由表的扩大 2.安全性 原地址欺骗，DDoS 攻击 3.移动性 快速切换,4.多归宿（Multi-homing) 5.业务量工程（Traffic Engineering,2. 可扩展性,IPv4采用了32比特的地址码，有约40亿个地址码，但是

4、，现在面临地址枯竭的境遇。 IPv6采用了128比特的地址码,地址空间比IPv4增加了2的96次方倍。但是，IPv6还存在可扩展性问题，主要是忧虑核心网中路由器的路由表扩大得太快，超过了电子器件的实现能力。即使不超过，电能消耗大也是不利的。 IPv6还存在着安全、可控可管等问题,BGP路由器中转发信息表条目数,传统的IP地址码既有位置标识的功能，又有身份标识的功能，这会使路由表的条目数增加，影响可扩展性。 从压缩路由表的角度，一个用户单位内的IP地址最好由提供商分配，使他们可会聚，合用前缀。但是，换提供商时，用户的IP地址要改，不方便，且易出错。因此，有的用户采用独立的IP地址，会增加路由表的

5、条目数。 采用多归宿、流量工程，也会增加条目数,名址分离,解决可扩展性的方案之一是采用名址分离。 除有利可扩展性外，也有利于解决移动性等。 已提出多种方案。其中有： HIP-Host Identity Protocol LISP等,2.1 HIP,主机标识协议（HIP）方案： 在传输层和网络层之间增加了主机标识层。 应用层和传输层通信，基于加密的主机标识。 IP地址只用于选路,HIP- Host Identity Protocol,The new Host Identity layer,IP addr,Process,Transport,IP layer,Link layer,IP addre

6、ss,The Host Identity Layertranslates HIs to IP addressess and vice versa,IP layer,Fragmentation,HIP 分层功能,Link Layer,Forwarding,IPsec,Transport Layer,End-to-end, HIT,Hop-by-hop, IP address,HIP,2.2 LISP,HIP要对主机进行更改，主机要有相当的运算能力，这影响HIP的推广应用。 Cisco公司提出了LISP（Locator Identifier Split Protocol），不改变主机。而把分离放在

7、边缘网和骨干网连接处。在连接处再采用全球路由地址,LISP,EID Endpoint identifier (您是谁？） RLOC Routing Locator (您连在网络何处？） 分离后，RLOC可有效地会聚。 LISP采用了边缘网和骨干网分离的概念,名址映射（Mapping,在名址分离的网络中，需要解决名址映射，是一个新问题,Hongbin Luo, Yajuan Qin, Hongke Zhang A DHT-Based Identifier-to-locator Mapping Approach for a Scalable Internet IEEE Trans. on Para

8、llel and Distributed Systems, 20(10),Oct.2009,全局位置、局部位置和身份分离,Lisp中，边缘网中身份和位置仍合在一起，因此提出再加Local Locator。 成为： Global Locator, Local Locator, and Identifier Split 但要改变主机,究竟哪种体系结构好，还在研究中,3. 对物联网影响,3.1 物联网的传感器网若在局部地区使用，可用其自己的体系结构（作为边缘网）。 例如，6LoWPAN（IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks ） 在802.15.4 无线网上运行IPv6协议。 若要连到骨干网去，需作地址变换。如将来用LISP，则用其连至骨干网的路由器,3.2 物联网中要考虑安全功能，可参考HIP。 P. Urien, et al. HIP-Tags, a new paradigm for the Internet of Things. Wireless Days,1st IFIP 2008,3.3 ONS（Object Naming Service，对象名服务） ONS系统主要处理电