刷了知乎很久,不知道为什么知乎上从来没有看到关于未来网络架构的文章。也许是因为这个问题太学术了吗?所以没有人关注这个问题。于是,本人打算成为第一吃“螃蟹”的人。在知乎上和大家聊一a未来网络架构。既可以说说自己的看法,又可以帮助不做学术研究的人普及一些科学知识,何乐而不为。

在写之前,需要申明一下。接下来关于信息中心网络的内容,有些是自己的观点。有些是翻译自文献,RFC等。如有问题,希望大家包涵,并多多讨论。

另外,既然写到了知乎,就不会写成学术论文survey的形式,因此,如果为了学术的目的了解,建议大家还是去搜索一些survey的Paper看看来的实在。

信息中心网络-Information centric networking

首先,简单聊聊什么是信息中心网络、以及我们为什么需要信息中心网络。

现有互联网我们知道是OSI七层的网络模型。简化为5层后,从下到上分别为物理层,数据链路层,网络层,传输层,应用层。计算机网络从设计指出,只是用来在美国的5所大学之间共享昂贵的计算资源。那时候一个计算随随便便就是一间屋子。随着摩尔定律的提出,和计算机硬件的飞速发展。计算机变得更加实用。这时,人们就有了通过建立计算及网络来传输,共享知识,传递资料、信息的需求。由于需求相对简单,设计之初,并没有想象到后来计算机网络会发展的如此迅速,并且极大的改变人们的生活方式。从设计者的角度,并没有考虑到后来出现的安全、内容发布(多播广播)、IP地址不够用、移动通信、空天地一体化(传输协议)、缓存等等问题。而是采用了相对简单,实用的TCP/IP的沙漏模型。

随着近几年来,IP资源的耗尽,科研人员和工业界,也在积极地寻求未来计算机网络发展的可行办法。有人提出在现有的IP网络上进行改进,提出了IPv6。也有人提出,我们与其在现有网络上“缝缝补补”,不如提出一种全新的、颠覆性的网络架构。于是,就有了内容中心网络,或者称之为信息中心网络,ICN的提出。目前,信息中心网络还停留在学术研究的阶段。大公司的预研机构,例如华为2012实验室,据说有研究ICN的,不过本人并没有考证过。

ICN与传统网络最大的不同之处在于,它使得内容、或者数据独立于计算机的应用方式,存储位置、传输路径。并天然的支持一些IP网络不能解决的问题,例如,移动性,In-network caching网络缓存,内容分发等。此外,还有提高用户隐私,网络安全等好处。学术界也提出了很多的ICN架构,NDN/CCN,DONA,PURSUIT, MobilityFirst,CoLoR等等。由于是科普文,就不一一详细描述这些架构的内容。感兴趣的朋友可以联系我做进一步讨论。

ICN的问题

ICN虽然发展了很多年,但是仍然存在很多问题。其中一个最大的难题就是部署,不考虑网络设备的替换,应用和软件的通信模式,现有计算机的协议栈,很可能都需要重新设计。因此,这成为了ICN短时间内难以产生经济效益的重要原因。(除了学术圈,公司的人估计没几个听过ICN的)

除了部署问题。ICN也还存在着其他很多问题。概述有以下一些问题:

1. 命名问题 2. 隐私性问题 3. 内容认证、授权问题 4. 安全问题 5. 内容路由(内容名解析)扩展性问题 6. 移动性问题(IOT,5G) 7. 新模式的拥塞控制 8. In-Network Caching 9. 网络管理 10. 建立ICN架构上的应用程序。

以上10个方面,又包含许许多多小的问题。在后续的文章更新中,我会逐一展开描述。

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这是本人在知乎的第一篇文章,关于ICN的话题,希望能申请通过专栏,在之后以每周一到2更的速度为大家普及ICN的东西。欢迎感兴趣的朋友关注。

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