新型互聯(lián)網(wǎng)體系研究現(xiàn)狀與對(duì)策

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一、國(guó)際研究態(tài)勢(shì)

當(dāng)前，新型互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究受到世界各國(guó)普遍重視，已成為信息網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域最重要和最迫切的研究問(wèn)題。美國(guó)FIND(FutureInternetDesign，未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)）計(jì)劃針對(duì)不同角度對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)需求，支持新型體系架構(gòu)、路由機(jī)制、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)和光纖網(wǎng)絡(luò)等50多個(gè)項(xiàng)目的研究。美國(guó)GENI（GlobalEnvironmentforNetworkInnovations，全球網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新環(huán)境）計(jì)劃在2008年提出了SDN及OpenFlow技術(shù)，現(xiàn)已成為新型網(wǎng)絡(luò)研究的熱點(diǎn)。美國(guó)NASA啟動(dòng)SCaN（SpaceCommunicationsandNavigation，空間通訊與導(dǎo)航）計(jì)劃，通過(guò)實(shí)現(xiàn)深空網(wǎng)、近地網(wǎng)和空間網(wǎng)互聯(lián)互通進(jìn)而打造下一代空間網(wǎng)絡(luò)。美國(guó)FIA（FutureInternetArchitecture，未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)）計(jì)劃資助NDN、MobilityFirst、NEBULA、XIA、ChoiceNet五個(gè)主要項(xiàng)目，從不同方面研究新型互聯(lián)網(wǎng)體系。2012年，美國(guó)啟動(dòng)USIGNITE計(jì)劃（點(diǎn)燃計(jì)劃），進(jìn)一步完善信息網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用的基礎(chǔ)研究。2015年，美國(guó)陸軍啟動(dòng)了WIN-T項(xiàng)目，研發(fā)自組織、自愈合的新型綜合軍用網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，美國(guó)的商業(yè)公司啟動(dòng)OneWeb項(xiàng)目和O3b項(xiàng)目，開(kāi)始超大規(guī)模衛(wèi)星組網(wǎng)以及互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)研究。在亞洲，日韓等國(guó)也相繼啟動(dòng)了新型互聯(lián)網(wǎng)研究。日本于2006年啟動(dòng)了AKARI（微光計(jì)劃）項(xiàng)目，設(shè)計(jì)全新的互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)。2010年，日本啟動(dòng)NWGN（NewGenerationNetwork，新一代互聯(lián)網(wǎng)）研究與發(fā)展計(jì)劃，目標(biāo)是覆蓋新一代網(wǎng)絡(luò)研究各領(lǐng)域的核心技術(shù)成果。2008年，韓國(guó)設(shè)立FIF（FutureInternetForum，未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)論壇），以針對(duì)未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展研究，積極探討新型網(wǎng)絡(luò)體系與機(jī)制。在歐盟，德國(guó)啟動(dòng)了G-Lab計(jì)劃，研究未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)的新應(yīng)用以及相應(yīng)的新技術(shù)。2014年，歐盟FP-7計(jì)劃陸續(xù)啟動(dòng)了一系列H2020項(xiàng)目，比如：2014年的H2020-ICT項(xiàng)目關(guān)注信息通信技術(shù)，2015年的H2020-VITAL項(xiàng)目關(guān)注新型天地一體化網(wǎng)絡(luò)，2016年的H2020-SEC項(xiàng)目關(guān)注網(wǎng)絡(luò)安全，2017年進(jìn)一步設(shè)立H2020-FI項(xiàng)目關(guān)注未來(lái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

二、我國(guó)研究現(xiàn)狀

從“十一五”開(kāi)始，我國(guó)973計(jì)劃和863計(jì)劃相繼啟動(dòng)了一系列項(xiàng)目?！笆晃濉逼陂g，973計(jì)劃的“一體化可信網(wǎng)絡(luò)與普適服務(wù)體系基礎(chǔ)研究”項(xiàng)目，創(chuàng)造性地提出并設(shè)計(jì)了以“四種標(biāo)識(shí)”和“三種映射”為特征的未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)新體系機(jī)理與架構(gòu)，改進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)的安全性、移動(dòng)性、路由可擴(kuò)展性，以及可控可管性等能力；“多域協(xié)同寬帶無(wú)線通信基礎(chǔ)研究”項(xiàng)目，主要探索從根本上提高頻譜資源利用率，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)寬帶無(wú)線通信技術(shù)體系及核心關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新；“可測(cè)可控可管的IP網(wǎng)的基礎(chǔ)研究”項(xiàng)目主要探究現(xiàn)有IP網(wǎng)的可測(cè)可控可管性；“新一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議基礎(chǔ)研究”項(xiàng)目，從互聯(lián)網(wǎng)基本組成、工作原理和實(shí)現(xiàn)機(jī)理上，進(jìn)行新一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議和算法設(shè)計(jì)的研究；“認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目,圍繞認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的適變性、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多域環(huán)境的認(rèn)知性,以及認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)管理與控制的自主性三大科學(xué)問(wèn)題展開(kāi)研究；“信息服務(wù)的模型與基礎(chǔ)研究”項(xiàng)目，在信息服務(wù)的表達(dá)性和適配性兩個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題的研究上形成重要?jiǎng)?chuàng)新成果，改變了傳統(tǒng)信息服務(wù)研究的特定性和表觀性，為互聯(lián)網(wǎng)信息處理的本征研究奠定了重要理論基礎(chǔ)?！笆濉逼陂g，973計(jì)劃繼續(xù)支持了“面向服務(wù)的未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與機(jī)制研究”和“可重構(gòu)信息通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系研究”。前者以面向服務(wù)為核心的設(shè)計(jì)理念，以服務(wù)內(nèi)容命名驅(qū)動(dòng)路由和數(shù)據(jù)傳輸，在體系結(jié)構(gòu)和核心機(jī)理層面進(jìn)行針對(duì)性的研究；后者側(cè)重于構(gòu)建一個(gè)功能可動(dòng)態(tài)重構(gòu)的基礎(chǔ)物理網(wǎng)絡(luò)，為不同業(yè)務(wù)構(gòu)建滿足其需求的邏輯承載網(wǎng)，以解決目前網(wǎng)絡(luò)層“靜態(tài)、僵化”導(dǎo)致的功能瓶頸。2013年，支持了“智能協(xié)同寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)理論基礎(chǔ)研究”和“智慧協(xié)同網(wǎng)絡(luò)理論基礎(chǔ)研究”兩個(gè)項(xiàng)目。前者重點(diǎn)研究了寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源的智能協(xié)同理論與機(jī)制；后者研發(fā)了全新的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)以及相關(guān)理論機(jī)制，創(chuàng)建了以三層（智慧服務(wù)層、資源適配層和網(wǎng)絡(luò)組件層）、兩域（實(shí)體域、行為域）為典型特征的智慧協(xié)同標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系模型與總體架構(gòu)。同期，863計(jì)劃則在未來(lái)一體化標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)和示范方面進(jìn)行支持。2008年支持了目標(biāo)導(dǎo)向類課題“身份與位置分離的新型路由關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”，研究身份與位置標(biāo)識(shí)分離的新型路由尋址體系結(jié)構(gòu)及解決方案。2010年啟動(dòng)了“三網(wǎng)融合演進(jìn)技術(shù)與系統(tǒng)研究”重大項(xiàng)目，將“面向三網(wǎng)融合的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)”列為重要研究?jī)?nèi)容。2015年立項(xiàng)的“未來(lái)一體化標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)和示范”項(xiàng)目主要探究了一體化標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)，并進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。進(jìn)入“十三五”，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃在2016年支持了“天地一體化網(wǎng)絡(luò)信息安全保障技術(shù)”和“網(wǎng)絡(luò)空間擬態(tài)防御技術(shù)機(jī)制研究”兩個(gè)項(xiàng)目。前者主要從物理層、運(yùn)行層、數(shù)據(jù)層3個(gè)層面分析天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)面臨的威脅，并對(duì)抗干擾、安全接入、安全傳輸?shù)劝踩Ｕ霞夹g(shù)進(jìn)行研究；后者主要從擬態(tài)防御的科學(xué)問(wèn)題和理論框架等方面對(duì)網(wǎng)絡(luò)空間的安全問(wèn)題進(jìn)行探究。2017年，支持了“地址驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)安全管控體系結(jié)構(gòu)及其機(jī)理研究”項(xiàng)目。該項(xiàng)目以IPv6為基礎(chǔ)，從源地址認(rèn)證的角度入手，力圖提高現(xiàn)有IPv6網(wǎng)絡(luò)的安全性。此外，2013年2月，國(guó)務(wù)院8號(hào)文件將“未來(lái)網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)施(CENI)”項(xiàng)目列入“國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長(zhǎng)期規(guī)劃”；2016年12月，國(guó)家發(fā)改委立項(xiàng)支持“國(guó)家發(fā)展改革委關(guān)于未來(lái)網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)設(shè)施（簡(jiǎn)稱CENI項(xiàng)目）重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目”。雖然我國(guó)持續(xù)開(kāi)展相關(guān)領(lǐng)域研究，但總體來(lái)講，我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家自主創(chuàng)新能力依然不足，互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)長(zhǎng)期受西方發(fā)達(dá)國(guó)家主導(dǎo)和控制，對(duì)我國(guó)網(wǎng)絡(luò)空間主權(quán)造成了重大威脅，使得信息化和網(wǎng)絡(luò)安全方面的任務(wù)和挑戰(zhàn)日益復(fù)雜多元。特別是在“互聯(lián)網(wǎng)+”的大背景下，隨著我國(guó)智能制造、高鐵等核心技術(shù)的對(duì)外輸出，迫切需要新型自主安全可控的網(wǎng)絡(luò)體系與系統(tǒng)，需要在智慧協(xié)同網(wǎng)絡(luò)的理論研究和技術(shù)方面的持續(xù)深入研究，為我國(guó)核心支柱產(chǎn)業(yè)提供安全保障和技術(shù)支撐。

三、對(duì)策建議

不論是搶占國(guó)際科學(xué)發(fā)展前沿，還是滿足國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，創(chuàng)建自主可控、安全可信、滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展需要的全新互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與機(jī)制都迫在眉睫。因此建議：堅(jiān)持前瞻性布局，系統(tǒng)性部署。瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿，圍繞搶占智慧協(xié)同網(wǎng)絡(luò)研究的國(guó)際學(xué)術(shù)制高點(diǎn)和未來(lái)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)市場(chǎng)的潛在需求，從基礎(chǔ)研究的源頭出發(fā)，進(jìn)行前瞻性、系統(tǒng)性部署，而不是僅針對(duì)某一項(xiàng)技術(shù)需求進(jìn)行短期布局，不能以短期內(nèi)是否能夠應(yīng)用作為基礎(chǔ)研究布局的依據(jù)。在自主可控的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)、融合互聯(lián)網(wǎng)/移動(dòng)網(wǎng)/空間網(wǎng)的天地一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)虛擬化及智慧路由系統(tǒng)等方向上需系統(tǒng)規(guī)劃。新布局兼顧與前期研究基礎(chǔ)的銜接。可選取前期研究基礎(chǔ)好、創(chuàng)新性強(qiáng)、已經(jīng)形成階段性突出成果的項(xiàng)目繼續(xù)支持，加快促進(jìn)前期研究成果的推廣和示范應(yīng)用，凝聚和培養(yǎng)優(yōu)勢(shì)研究團(tuán)隊(duì)，形成對(duì)行業(yè)和領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的長(zhǎng)效支撐。在新一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)機(jī)制和體系結(jié)構(gòu)方向上部署基礎(chǔ)研究項(xiàng)目。希望通過(guò)此類部署，產(chǎn)生一批對(duì)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展具有突破性的基本原理、機(jī)制和結(jié)構(gòu)，為解決新的應(yīng)用環(huán)境中網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性、安全性和可監(jiān)管性，性能與效能、用戶體驗(yàn)等問(wèn)題提供基本原理和技術(shù)支撐。部署的研究?jī)?nèi)容和主要方向可包括新一代適應(yīng)大規(guī)模、大數(shù)據(jù)和人工智能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)機(jī)制和體系結(jié)構(gòu)，包含靈活簡(jiǎn)潔的互聯(lián)機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)的性能、效率和用戶體驗(yàn)，網(wǎng)絡(luò)的安全性和可控可管性，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的靈活性，以及網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的可擴(kuò)展性等。

作者：吳根 張宏科 單位：科學(xué)技術(shù)部高技術(shù)研究發(fā)展中心 北京交通大學(xué)