[发明专利]一种适用于未来互联网的结构化网络系统

说明书

技术领域

本发明属于网络技术领域，特别是涉及一种适用于未来互联网的结构化网络系统的设计技术。

技术背景

对未来网络的研究工作已经在多个国家中展开，研究内容包括体系结构理论的创新、实验平台和基础设施的搭建。在体系结构上，出现以信息/服务/用户等为中心的新网络结构，同时，可编程和虚拟化技术伴随着未来网络的深入研究而得到长足发展。

ICN(以信息为中心的未来网络)关注网络中的信息对象及其属性，也关注数据接收者的兴趣爱好。ICN中，返回的数据沿路缓存以提高网络的利用率。

SCN(以服务为中心的未来网络)对ICN进行扩展，允许对服务对象和数据对象进行编址，并将服务及数据当做关键的网络设计元素，这类网络支持多种服务，客户发送兴趣包请求服务，服务执行的结果以数据包返回给客户。

以用户为中心的未来网络的主要目标是无缝移动通信，提供基于用户体验质量的网络选择机制，该机制独立于底层网络以实现更快及多种技术间的切换。

欧洲的4WARD未来网络项目由六个工作单元组成。其中，新架构观念和原则组研究一种允许多元化和多种类网络结构的新技术；网络虚拟化组负责不同网络结构共存的工作；网内管理组提供网络性能的发现和网络的自适应管理；通用路径组提取吸收现阶段的传输效率增强技术的优势；信息网络化组实现一个以信息为中心的示例。

欧洲的Trilogy未来网络项目围绕三个工作单元组成。可达性组关注于创造一种互联网络服务，该服务灵活而防止改变，以可扩展的方式提供和管理透明的可达性；资源控制组关注于有效、公平、激励兼容的资源控制方法的统一；社会和商业控制组明确有力地表达了驱动其他两组技术工作的原则。

SAIL未来网络项目专注于提供用户/应用控制访问的方法来建立适应未来互联网的需求的连接。未来的传输和联网机制利用诸如光网络的链路技术的先进特性，网络和路径的多元化、先进的编码技术被使用，用户的泛在移动、内容和信息对象将被用统一的方式处理。

ICN引入了位置独立的内容标识方法。然而，ICN面对着一个由数十亿设备及10²¹字节量级的数据，急需一种突破性方法解决命名和编制问题。

可编程和虚拟化特性在未来网络中得到长足发展，GENI就是为新一代网络架构和分布式系统而建立的虚拟化可编程设施，OpenFlow是GENI里的一个项目，OpenFlow的可编程项是不同交换机和路由器中的流表。通过选择路由器和用流表处理来控制流，流经网络的流被认为是互相独立并被分别处理，对流的分别处理要求频繁改动网络中流表的路线，使得网络高度不稳定，而且忙于传输处理连接请求的信令。

传统上，网络被认为是数据传输的载体，而ICN中将存储能力固化到网络所有节点中，则被认为对网络架构有深远的影响。然而，类似人工神经网络的并行处理/计算能力还未被发掘。

Internet是复杂和无结构的，网络中节点和链路可以自由附着和离开，对于大规模的无结构网络，需要分布式而复杂的编址、路由和查询机制，相反，结构化的网络采用全球统一而简单的编址、路由和查询机制。同时，基于结构化网络的应用能很好地实现：内容/服务编址、语义搜索、移动支持、安全的基于位置的服务、多播、入侵检测、网络测量、数据融合、网页分级和流量负载均衡，等等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种未来互联网的结构化网络系统。利用该技术能实现网络的并行处理/计算能力和简单转发机制，并使构建的网络具有可编程及虚拟化特征。

为了实现发明目的，采用的技术方案如下：

通过虚拟层在物理网络上构建和维护共存的多个结构化网络(SN)。结构化网络的实用化例子包括：超立方体网络、人工神经网络和Batcher网络。

所述的虚拟层在物理网络上构建和维护共存的多个SN的方法如下：

一、虚拟层利用虚拟机和虚拟路由器的技术，把每个物理节点的资源虚拟化为多个独立的处理单元，使得每个SN都可以利用这些处理单元、物理链路、逻辑链路构成所需的拓扑结构。其中物理链路用于连接物理上相邻的处理单元，逻辑链路用于连接物理上不相邻的处理单元。一条逻辑链路可以是MPLS/GMPLS网络的标签交换通路LSP、ATM的虚电路VC、IP网络的隧道或连接。