新一代网络体系结构.ppt

计算机网络体系结构的发展 主讲: 刘胜全 教授 目录 一、计算机网络与Internet 二、全方位重新认识计算机网络体系结构的涵义 三、新一代网络体系结构 一、计算机网络与Internet 　　在Tanenbaum教授编著的《计算机网络》一书中，把计算机网络定义为自治计算机(autonomous computers)的互联集合。 这里自治计算机的含义是指在网络中，每台计算机的地位都是对等的，没有谁受谁控制的问题。 计算机网络的发展已经有了几十年的历史，发展到今天，最大的也是大家最熟悉的计算机网络就是Internet。 Internet是人类历史发展中一个伟大的里程碑，它是未来信息高速公路的雏形，人类正由此进入一个前所未有的信息化社会。人们用各种名称来称呼Internet，如国际互联网络、因特网、交互网络、网际网等，它正在向全世界各大洲延伸和扩散，不断增添吸收新的网络成员，已经成为世界上覆盖面最广、规模最大、信息资源最丰富的计算机信息网络。 Internet目前已经连接了全球240多个国家和地区，联网主机超过4亿台。在Internet的发展过程中，研究人员和技术人员协作解决了无数的技术问题，使之可以成功运行。 实际上，在30年前，没有一个人敢设想Internet能够发展到这样大的规模，并且还能够成功运行。当然，Internet中仍然存在着许多还没有解决的问题，也不断地有新的问题出现。这也需要我们不断去研究，去尝试解决这些问题，推动Internet的发展。 随着INTERNET规模的扩大，传统网络体系结构的局限性越来越突出，如管理和 维护困难、新协议新业务部署较慢等。面对这些问题，以主动网络技术为代表的新一代网络体系结构应运而生。这些新型的网络体系结构将使得网络朝着自适应、动态、智能化的方向发展。 二、全方位重新认识计算机网络体系结构的涵义 当前计算机网络发展所面临的严峻现实,迫使 我们不得不回过头来更加深刻地反思计算机网络体系结构的本质和内涵,以期为研究和建立满足下一代网络发展需求的新一代网络体系结构提供参考、借鉴和指导。然而,尽管“网络体系结构”是在计算机网络及其相关研究领域中几乎随处可见的高频用词,但这一名词至今仍然没有一个普遍认可的严格定义。 McCabe认为网络体系结构是设计和构造一个网络的艺术 , Tanenbaum 认为网络体系结构是分层和协议的集合, Peterson等人认为网络体系结构是指导网络设计与实现的通用蓝图 ,而Clark 等人则认为网络体系结构是指导网络技术设计(尤其是协议、机制和算法的设计) 的一组抽象设计原则等。 其中,Tanenbaum 的观点比较被广大的计算机网络研究人员所认同,一方面是因为OSI/ RM 的设计思想和TCP/ IP参考模型的协议实现对研究人员产生了根深蒂固的巨大影响,另一方面是因为谈论分层和协议这种“有形”的概念较容易被人们所接受。 综合考虑计算机网络的发展历史和现状,有学者认为对“网络体系结构”这一名词的全面理解和正确把握,必须注意到网络体系结构概念的如下六个方面涵义。 　 网络体系结构具有统领所有计算机网络研究的普适性 。概括起来,通用网络体系结构研究主要包括以下几方面的内容 (字母A 代表aspect) : A1) 关于网络系统构成要素及功能的研究; A2) 关于网络中命名、编址和路由的研究; A3) 关于网络协议设计和构造方法的研究; A4) 关于网络系统中的状态和功能部署位置的研究; A5) 关于资源的管理、控制和分配的研究; A6) 关于网络的功能、性能和管理的研究等。 　网络体系结构具有针对某一特定计算机网络的特指性 网络体系结构也并不是一个完全空泛的概念,因为任何网络体系结构最终必然要落实到某一个具体的网络系统,才能使其具有现实的指导意义。由于各种特定计算机网络系统在需求目标和侧重点上的差异性,使得某一特定计算机网络系统所对应的具体网络体系结构,必然会在具有通用网络体系结构研究共性的同时,又具有其自身鲜明的特殊性(即个性) ,也即是说网络体系结构通常具有专门针对它所考虑的特定计算机网络系统的特指性。 如IBM 提出的系统网络体系结构SNA、DEC 提出的数据网络体系结构DNA、ISO 提出的开放系统互连OSI 参考模型、以及互联网所采用的TCP/ IP 参考模型等。所有这些网络体系结构在研究背景、总体结构、层次划分、构成元素、组网形式、通信协议等方面都存在或多或少的差异。 　网络体系结构具有区别于网络具体实现技术的抽象性 现实中人们对于网络体系结构在观念和指向上的差异性,可以从宏观和微观两个层次全面把握。宏观意义上的网络体系结构,是指针对某一特定网络系统的体系结构需求目标而提出的一系列具有指导意义的