美NSF致力于创建未来互联网体系架构

美NSF致力于创建未来互联网体系架构

新一期1500万美元的投资，将未来互联网体系架构（FIA）计划的成果从设计阶段转向试验部署阶段。

命名数据网络致力于一种同样开放的方法积蓄动力，这种方法激发了学术界和业界的广泛兴趣。我们正在计划在一个开放的革新模式下建立一个产业协会，意在对架构核心元素的自主知识产权加以限制。

——张丽霞

前不久，美国国家自然科学基金会（NSF）计算机与信息科学与工程分委员会（CISE）出资1500万美元，用以支持三个多机构研究项目，进一步发展、部署和试验未来的互联网体系架构。

这些试验网络的设计，旨在增强网络安全性，应对刚刚出现的服务方面的挑战，在使用者对信息基础设施的依赖性不断增加的情况下，保证其可升级性能。

这笔投资体现了美国国家科学基金会长期以来一直秉承的支持互联网技术基础研究的理念。从2010年起，美国国家自然科学基金会通过未来互联网体系架构（FIA）计划开始资助一些项目并获得成功。

支持新的网络构想

新一笔投资的目的在于将未来互联网体系架构（FIA）计划的成果从设计阶段转向试验部署阶段，研究如何让设计出来的成果在极富挑战性的现实环境下大范围地运作。美国的城市、非盈利性组织、学术学院和业界伙伴都会与研究人员一起合作，对新的设计成果展开试验。

“由国家科学基金会资助的研究在推动网络技术发展上已经开始发挥作用。首次大规模地使用互联网技术，通过美国国家科学基金会网络将研究人员与国家超级计算机中心相连，把网络转变成为我们如今所知的自我管理和具有商业价值的互联网，”美国国家科学基金会计算机与信息科学工程部负责人Farnam Jahanian说，“通过类似未来互联网体系结构（FIA）的计划，国家科学基金会正在支持对互联网未来构想的研究，并激发研究者设计出新的方法设想网络技术，以满足在网络的健全性、安全性和可靠性方面不断增长的需求。”

最近公布的研究项目将在新的网络架构和网络概念，例如新的通讯协议等方面进行探索，在目前的网络组件、网络机制和应用需求基础上做进一步延伸。研究人员将探索各种设计方案和系统构架以供选择，推动网络设计的前沿工作不断前进。

这些研究项目同时也考虑到在互联网和社会之间相互作用下产生的社会、经济和法律等方面的一些更大的问题。

“在未来互联网体系架构新一期（FIA-NP）的工作中，我们的目标是支持在目前已经获得重大成功的FIA项目的基础上所进行的进一步研究，特别是，一些更加成熟的架构已经经过先进的原型在一个甚至多个环境下进行了测试和评估，而我们现在寻求的是把现有的FIA设计从早期的原型中拿到这些更加成熟的架构里进行研究。这些项目目前只是在研究怎样才能创造出一个全规模的未来互联网，不过最终的目标是设计和部署一个能够服务于所有社会需求的网络。”美国国家自然科学基金会计算机和网络系统部门主任Keith Marzullo如是说。

FIA三大项目进展

未来互联网体系结构新一期(FIA-NP)计划资助的三个项目如下：

一是eXpressive互联网构架（XIA-NP）的部署驱动评价和发展，由卡内基梅隆大学领衔，与威斯康辛大学麦迪逊分校、杜克大学和波士顿大学共同合作；

二是命名数据网络（NDN-NP）新一期研究，由加州大学洛杉矶分校领衔，与伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校、圣地亚哥加州大学、华盛顿大学、密歇根大学、科罗拉多州大学、孟菲斯大学和亚利桑那大学共同合作；

三是MobilityFirst项目新一期研究(MobilityFirst-NP)，从构架和协议设计到高级服务和试验性部署，由罗格斯大学领衔，与威斯康辛大学麦迪逊分校、麻省理工学院、密歇根大学、内布拉斯加大学林肯分校、马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校和杜克大学共同合作。

各个研究小组获得的丰硕成果带来的是历史性的转变，不仅改变了目前互联网的使用方法，也影响到了已经显现出的互联网发展趋势，很多人相信它将塑造互联网未来的使用。

罗格斯大学知名教授和无线信息网络实验室主任、MobilityFirst项目主要研究人Dipankar Raychaudhuri说：“互联网正处于一个历史性的转折点上，从诞生之日起，移动平台和移动应用迅速替代了一度主宰互联网的固定主机或者服务器的通讯模式。这种根本性的转变，为我们开发新一代高效、健全和安全的互联网体系架构带来了一个难得的机遇。在这个架构中，无线设备和移动应用将成为新设计的主要驱动因素。”

这些项目都设计了新网络的测试版，并且在限定的设置下进行试验。研究小组还吸纳了社团群体参与。

“一个新体系架构的成功需要众多社团的参与以及遍布全世界的试验，”加州大学洛杉矶分校(UCLA)计算机系教授、命名数据网络（NDN）项目领导者张丽霞说，“命名数据网络致力于一种同样开放的方法积蓄动力，这种方法激发了学术界和业界的广泛兴趣。我们正在计划在一个开放的革新模式下建立一个产业协会，意在对架构核心元素的自主知识产权加以限制。”

新的体系架构将进入试验部署

在下一个阶段，每一个项目都要测试它的系统在真实环境下的工作状况。

XIA-NP的架构将在两个网络环境中进行测试，一个是匹兹堡市的汽车联网部署，另外一个是在大规模视频传输环境下的测试。

互联网正处于一个历史性的转折点上，从诞生之日起，移动平台和移动应用迅速替代了一度主宰互联网的固定主机或者服务器的通讯模式。

命名数据网络项目目前正在与非盈利性患者中心保健生态系统Open mHealth，以及加州大学洛杉矶分校(UCLA)设备管理中心合作，后者负责西海岸西门子第二大建筑中监控系统的运行工作。

MobilityFirst将在三个截然不同的网络试验环境下进行测试。在威斯康星州麦迪逊，与无线互联网服务供应商 (5Nines)一起进行无线数据服务试验；在宾夕法尼亚州进行WHYY电视台以及其他公共广播电台的内容制作和传播网络的试验；在达拉斯-沃斯堡地区与网络终端使用者一起进行天气预报、紧急通报等公共服务系统的情景感知测试。

卡内基梅隆大学计算机科学与电子和计算机工程教授、XIA-NP项目主要研究人Peter Steenkiste说：“这些部署将我们深入安全网络运行方面的工作，其中包括提供可用基础和安全认证机制。利用它们，我们还能够建立和测试一个健全的XIA网络，为我们构架的使用，例如支持灵活性和提高虚拟性，提供最好的实践条件。”

我们并不期望这些体系架构中的某一个可以大规模地替代互联网。从某种意义上，概念验证将会通过业界或者政府所接受的方式，展示出一种优于目前互联网体系架构的方法。它可以帮助我们应对目前面临的和即将出现的挑战。

“从信息分配到合作工作空间，互联网在发展进化和满足各种各样需求方面展示了它难以想象的能力，而我们所面临的则是要不断推出网络发展所需要的新方法和新体系架构，”监督FIANP计划的美国国家自然科学基金会官员Darleen Fisher说，“通过对新体系架构研究的支持，我们期盼FIA-NP项目能够产生并持续提供未来创新所需的智力资本。同样还希望FIA-NP项目继续依照国家自然科学基金会的要求，在开发、设计和部署大规模网络系统方面培养新一代研究人员。”

（本文译自internet2.org，翻译：邓坚）