1995年互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)化取得巨大成功，促使電信業(yè)從1998年開始了IP化的進(jìn)程，但是電信業(yè)沒有接受互聯(lián)網(wǎng)分布自治的理念和運(yùn)營(yíng)模式。
　　目前，實(shí)際上已經(jīng)形成無(wú)所不在的全球互聯(lián)網(wǎng)(NGI)和運(yùn)營(yíng)商的可管理的IP網(wǎng)(NGN)并存的局面。目前我國(guó)的固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)將公共互聯(lián)網(wǎng)和可管理的IP網(wǎng)在物理上分開為兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)分別管理運(yùn)營(yíng)。如中國(guó)網(wǎng)通分別使用“CNCMAX我世界”和“CNC connected寬帶商務(wù)”兩個(gè)品牌。原小網(wǎng)通的貫穿南北的IP/MPLS網(wǎng)做為可管理的IP網(wǎng)專門為寬帶商務(wù)服務(wù)。中國(guó)電信正在建立一張新的IP/MPLS網(wǎng)-ChinaNet2為VIP企業(yè)客戶服務(wù)。原有ChinaNet用于公共寬帶業(yè)務(wù)。目前公共互聯(lián)網(wǎng)接入和寬帶業(yè)務(wù)收入與可管理的IP網(wǎng)提供的IP-VPN等增值數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)收入比例大約是2:1。兩者之和占電信業(yè)務(wù)總收入大約百分之十幾。
從可管理的IP網(wǎng)到NGN和Infranet
　　發(fā)展可管理的IP網(wǎng)的目的是在使用IP協(xié)議的分組網(wǎng)上解決服務(wù)質(zhì)量QoS保證，安全性和可管理性問題，其主要服務(wù)對(duì)象是中，大型企業(yè)，跨國(guó)公司，外交和國(guó)際組織等VIP用戶。他們對(duì)服務(wù)質(zhì)量和安全性有很高要求，有使用租用專線的體驗(yàn)。主要業(yè)務(wù)方式是IP/MPLS-VPN。電信運(yùn)營(yíng)商正在使用IP/MPLS整合其傳統(tǒng)和IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。這種具有分類計(jì)費(fèi)和結(jié)算能力的可管理的IP網(wǎng)提供了一個(gè)開放平臺(tái)，一個(gè)統(tǒng)一的承載網(wǎng)，在此基礎(chǔ)上發(fā)展各種新的增值業(yè)務(wù)還需要增加各種增值業(yè)務(wù)系統(tǒng)。例如要提供多媒體通信業(yè)務(wù)就需要基于SIP的軟交換系統(tǒng)。這樣就形成了一個(gè)向下一代網(wǎng)絡(luò)NGN演化的過(guò)程。
　　發(fā)展NGN的基本思路是明確的：基于IP技術(shù)，引入電信運(yùn)營(yíng)理念，為多個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)一個(gè)統(tǒng)一的承載網(wǎng)。為了進(jìn)行有效的管理控制需要有一個(gè)統(tǒng)一的承載控制層，這將成為運(yùn)營(yíng)商的專網(wǎng)。在收費(fèi)模型方面，是對(duì)各種業(yè)務(wù)提供區(qū)別服務(wù)，基于QoS和使用量計(jì)費(fèi)。
　　目前NGN正在發(fā)展中，有不同方案，一般都是將NGN分為承載、控制和業(yè)務(wù)三層。邊界路由器識(shí)別出業(yè)務(wù)流，通知承載控制層按業(yè)務(wù)要求控制分配承載網(wǎng)資源保證服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)資源管理和規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)可運(yùn)營(yíng)、可管理。邊界路由器對(duì)業(yè)務(wù)流進(jìn)行合法性檢查和控制，保證安全性。目前業(yè)界主流意見是采用IP/MPLS用于承載網(wǎng)，以移動(dòng)通信3GPP的基于SIP的IMS為基礎(chǔ)發(fā)展統(tǒng)一的NGN。實(shí)現(xiàn)移動(dòng)和固定融合。
　　這種體系結(jié)構(gòu)的問題是其管理控制只在一個(gè)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有效，要跨越運(yùn)營(yíng)商的邊界，需要解決接口標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)算等一系列問題。這個(gè)問題不解決，其使用的有效性將大大降低。應(yīng)該使不同運(yùn)營(yíng)商的可管理的IP網(wǎng)/NGN像PSTN一樣能夠方便地互通互連，方便結(jié)算。
　　為此，Juniper公司提出“Infranet倡議”(Infranet Initiative)，希望通過(guò)設(shè)備制造商與運(yùn)營(yíng)商合作解決各個(gè)運(yùn)營(yíng)商IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)和結(jié)算，實(shí)現(xiàn)IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)全球任意到任意應(yīng)用的功能互連，并保證性能和安全性。Infranet的實(shí)施將大大擴(kuò)大每一個(gè)運(yùn)營(yíng)商的NGN專網(wǎng)的通達(dá)能力，但是在無(wú)所不在的滲透能力方面，以及支持P2P方面Infranet還遠(yuǎn)比不上公共互聯(lián)網(wǎng)。
　　可管理的IP網(wǎng)/NGN提供的業(yè)務(wù)基本上還是原有業(yè)務(wù)的延伸，基本上沒有開拓新的應(yīng)用和新的運(yùn)營(yíng)模式。對(duì)于在快速發(fā)展、普及的互聯(lián)網(wǎng)上，已經(jīng)和正在發(fā)展的新應(yīng)用新業(yè)務(wù)，如對(duì)等連接P2P和傳感器網(wǎng)，機(jī)-機(jī)網(wǎng)絡(luò)，NGN的體系結(jié)構(gòu)并不能很好勝任。
　　需要發(fā)展具有分布管理能力的NGI，利用互聯(lián)網(wǎng)做為基層承載網(wǎng)，在其上應(yīng)用層建立重疊網(wǎng)支持P2P應(yīng)用和提供分布式管理。
互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用新模式--重疊網(wǎng)對(duì)等連接P2P應(yīng)用
　　近年來(lái)互聯(lián)網(wǎng)上對(duì)等連接P2P應(yīng)用發(fā)展迅速，MP3和視頻文件共享下載的P2P流已經(jīng)成為寬帶用戶流量的主體�；�于P2P的即時(shí)通信和互聯(lián)網(wǎng)電話發(fā)展迅速，對(duì)等廣播正在興起。P2P協(xié)同計(jì)算和網(wǎng)格方興未艾。而網(wǎng)絡(luò)通信的對(duì)象正在從人-人，人-機(jī)發(fā)展到機(jī)-機(jī)，從家庭網(wǎng)絡(luò)和傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)到軍事上網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的全球信息網(wǎng)格GIG。NGN是從以人-人為主的傳統(tǒng)通信模式、體驗(yàn)和需求演化來(lái)的，不能有效支持這種概括起來(lái)可以稱之為無(wú)所不在的互聯(lián)網(wǎng)的新應(yīng)用新模式。
　　實(shí)現(xiàn)P2P的第一步是在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行檢索，找到擁有有所需內(nèi)容和計(jì)算力的節(jié)點(diǎn)的地址，第二步是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)等連接。為了充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)無(wú)所不在的優(yōu)勢(shì)，不能對(duì)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議進(jìn)行任何修改。解決的方法是在基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)上架設(shè)一個(gè)P2P重疊網(wǎng)。
　　P2P重疊網(wǎng)分為“無(wú)組織的P2P重疊網(wǎng)”和“有組織的P2P重疊網(wǎng)”。兩大類。目前在互聯(lián)網(wǎng)上廣泛使用的大多是無(wú)組織的P2P重疊網(wǎng)。當(dāng)今寬帶用戶流量中一半以上是這種P2P流。而有組織的P2P重疊網(wǎng)目前還處于學(xué)術(shù)界研究階段。如Tapestry、Chord、Pastry、和CAN等。正在研究的新一代的P2P應(yīng)用包括多播、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等都運(yùn)行在這種有組織P2P重疊網(wǎng)上。
　　無(wú)組織的P2P重疊網(wǎng)已經(jīng)演進(jìn)了四代。第一代P2P網(wǎng)絡(luò)采用中央控制網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。早期的Napster就采用這種結(jié)構(gòu)。第二代P2P采用分散分布網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。適合在自組織(ad-hoc)網(wǎng)上的應(yīng)用，如即時(shí)通信等。第三代P2P采用混合網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。這種模式綜合第一代和第二代的優(yōu)點(diǎn)，用分布的超級(jí)節(jié)點(diǎn)取代中央檢索服務(wù)器。目前常用的P2P軟件BitTorrent，edonkey和Gnutella等都屬于此類。第四代P2P目前發(fā)展中。主要發(fā)展技術(shù)有動(dòng)態(tài)口選擇和雙向下載。動(dòng)態(tài)口選擇。需要發(fā)展適應(yīng)P2P應(yīng)用的分布式管理系統(tǒng)。
智能節(jié)點(diǎn)重疊網(wǎng)和分布式管理
　　1.發(fā)展重疊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)的分布式管理的研究
　　由于現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模已經(jīng)非常龐大，又分別為不同運(yùn)營(yíng)商和機(jī)構(gòu)擁有和管理，要想同步改變體系結(jié)構(gòu)幾乎是不可能的。而等待各個(gè)子網(wǎng)逐步改變又太慢。解決這些問題的方法是在保持現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)繼續(xù)工作的同時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的演進(jìn)，近年來(lái)國(guó)際上在研究發(fā)展在互聯(lián)網(wǎng)上重疊網(wǎng)，以進(jìn)行分布式控制和支持P2P重疊網(wǎng)。與電信業(yè)發(fā)展具有集中控制的下一代網(wǎng)NGN的思路不同，這是一種分布式的控制管理，保持了互聯(lián)網(wǎng)分布自治的特性。我們稱之為無(wú)所不在的NGI，這方面研究工作最突出有代表性的是：彈性重疊網(wǎng)RON、Tapestry和Planetlab。
　　2.彈性重疊網(wǎng)RON
　　彈性重疊網(wǎng)RON做為應(yīng)用層被重疊在現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)選路層上。RON的節(jié)點(diǎn)監(jiān)視互聯(lián)網(wǎng)路徑的機(jī)能和質(zhì)量，根據(jù)這些信息決定是直接利用它來(lái)傳輸數(shù)據(jù)還是通過(guò)其他RON的節(jié)點(diǎn)。用RON可以減少丟包率，降低時(shí)延，提高吞吐量。在幾秒鐘內(nèi)發(fā)現(xiàn)路徑損耗和周期性性能下降并且使之恢復(fù)正常。而目前使用的廣域路由協(xié)議BGP等為此要耗費(fèi)幾分鐘。
　　RON的節(jié)點(diǎn)被放置的不同的選路域中，它們之間可以協(xié)同工作互相轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。因?yàn)锳S是獨(dú)立行政管理、配置和選路的，屬于不同運(yùn)營(yíng)商，很少有共享的內(nèi)部鏈路。AS發(fā)生的故障彼此之間是獨(dú)立的。
　　RON通過(guò)主動(dòng)探測(cè)和監(jiān)視節(jié)點(diǎn)之間的鏈路來(lái)發(fā)現(xiàn)問題。如果下面互聯(lián)網(wǎng)的路徑是最好的，就使用這路徑，不需要其他節(jié)點(diǎn)介入。如果下面互聯(lián)網(wǎng)路徑不是最好的，RON將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到其他節(jié)點(diǎn)，建立最佳路徑。RON的節(jié)點(diǎn)間交換路徑的質(zhì)量信息，據(jù)此建立包括丟包率、時(shí)延和吞吐量等參數(shù)的路徑質(zhì)量表，在此基礎(chǔ)上通過(guò)路由協(xié)議建立轉(zhuǎn)發(fā)表。每一個(gè)RON的節(jié)點(diǎn)通過(guò)綜合主動(dòng)探針探測(cè)和被動(dòng)觀察運(yùn)行的數(shù)據(jù)傳輸，建立路徑質(zhì)量表。
　　RON的第二個(gè)目標(biāo)是將選路和路徑選擇與分布應(yīng)用綜合，使之具有根據(jù)應(yīng)用特性來(lái)選擇路徑的能力。在提供多媒體會(huì)議業(yè)務(wù)時(shí)可以直接使用RON的數(shù)據(jù)庫(kù)透明地構(gòu)成包括所有參會(huì)成員的重疊網(wǎng)，提供低丟包率和時(shí)延抖動(dòng)和高吞吐量。網(wǎng)絡(luò)管理員可以利用RON路由器在若干個(gè)局域網(wǎng)之間構(gòu)成重疊網(wǎng)，成為“重疊VPN”。這個(gè)概念進(jìn)一步發(fā)展成為“重疊ISP”。“重疊ISP”向傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商買帶寬，通過(guò)RON連接不同的傳統(tǒng)的ISP的POP點(diǎn)，利用RON的選路機(jī)制，可以為用戶提供更有彈性和容錯(cuò)能力的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。
　　RON的第三個(gè)目標(biāo)是提供框架，以實(shí)現(xiàn)管制路徑選擇的顯式路由策略，用來(lái)管理網(wǎng)絡(luò)中路徑的選擇。RON很容易對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行識(shí)別分類，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)可接受的使用或強(qiáng)制控制轉(zhuǎn)發(fā)速率。
　　3.Tapestry和PlanetLab計(jì)劃？有組織的P2P重疊網(wǎng)
　　(1)Tapestry
　　Tapestry是一種有組織的P2P重疊網(wǎng)，可擴(kuò)展的基礎(chǔ)設(shè)施。通過(guò)分布式的目標(biāo)定位和選路DOLR提供高性能，可擴(kuò)展和位置無(wú)關(guān)的選路，使用局部資源將消息送到最靠近的終點(diǎn)。目的是提高效率，減少消息時(shí)延和提高吞吐量。
　　(2)PlanetLab
　　這是一個(gè)全球性的民間的研究計(jì)劃，建立分布全球的研究實(shí)驗(yàn)床，連接各處的智能節(jié)點(diǎn)，建立Tapestry分布式的目標(biāo)定位和選路DOLR網(wǎng)絡(luò)，發(fā)揮類似發(fā)展Linux開放源代碼的開放合作精神。PlanetLab在全球互聯(lián)網(wǎng)的主要地區(qū)設(shè)置智能節(jié)點(diǎn)(初期1000個(gè))，連接骨干網(wǎng)，構(gòu)成分布的虛擬計(jì)算環(huán)境。這些節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)：異常檢測(cè)，魯棒選路，儲(chǔ)存內(nèi)容分發(fā)(盡量接近數(shù)據(jù)源)，數(shù)據(jù)融合，提供分散在多個(gè)獨(dú)立域的高生存性存儲(chǔ)等。而連接這些智能節(jié)點(diǎn)的重疊網(wǎng)是重疊在現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)上的，便于擴(kuò)展演化。構(gòu)建了上百種可以在該平臺(tái)上運(yùn)行的全新服務(wù)。智能節(jié)點(diǎn)重疊網(wǎng)INON實(shí)現(xiàn)無(wú)所不在的NGI
　　本文提出發(fā)展統(tǒng)一的智能節(jié)點(diǎn)重疊網(wǎng)INON，架構(gòu)在互聯(lián)網(wǎng)的頂部，以無(wú)縫且持續(xù)演進(jìn)的方式構(gòu)建，不但可以提供分布式控制，還可以支持P2P等各種的全新應(yīng)用服務(wù)。智能節(jié)點(diǎn)重疊網(wǎng)做為一種概念框架可以包容前述各方面的努力，是一種正在發(fā)展中的技術(shù)。
　　智能節(jié)點(diǎn)重疊網(wǎng)是一個(gè)可以支持由多個(gè)服務(wù)商提供的服務(wù)所組成的價(jià)值鏈的開放的、標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)平臺(tái)。服務(wù)可以分為兩類。第一類服務(wù)是分布式控制。以互聯(lián)網(wǎng)本身為對(duì)象的服務(wù)。這些基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)將監(jiān)控并解決諸如容量、可靠性、QoS和安全性等問題。第二類是用戶P2P應(yīng)用服務(wù)，以及為用戶服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施。如網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、內(nèi)容分配、P2P檢索，對(duì)等廣播等。
　　1.智能節(jié)點(diǎn)重疊網(wǎng)絡(luò)的原理和構(gòu)成
　　智能節(jié)點(diǎn)重疊網(wǎng)絡(luò)采用分布管理模式，在網(wǎng)絡(luò)上關(guān)鍵部位設(shè)置智能節(jié)點(diǎn)，用來(lái)監(jiān)視周圍網(wǎng)絡(luò)上的資源分布和帶寬利用率，傳輸延時(shí)，路由走向、流量模式和分布，中斷和故障以及病毒感染流行等情況。智能節(jié)點(diǎn)之間交換這些信息，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和控制，即時(shí)做出響應(yīng)。如提供路由探測(cè)選擇、病毒發(fā)現(xiàn)消滅以及內(nèi)容的檢索、分類和管理。
　　智能節(jié)點(diǎn)的另外一個(gè)用途是支持各種P2P應(yīng)用，如做為無(wú)組織混合型P2P重疊網(wǎng)的超級(jí)節(jié)點(diǎn)提供分層檢索能力或支持有組織P2P重疊網(wǎng)。
　　智能節(jié)點(diǎn)擁有較強(qiáng)的計(jì)算能力，它向網(wǎng)絡(luò)核心注入大量計(jì)算資源。與當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)靜態(tài)地將應(yīng)用和數(shù)據(jù)分配到指定位置的具體設(shè)備中不同，智能節(jié)點(diǎn)重疊網(wǎng)可以動(dòng)態(tài)分配計(jì)算和存儲(chǔ)能力，這樣就可以按照用戶的需要將其放置在最佳地理位置上。
　　2.智能節(jié)點(diǎn)的布設(shè)和運(yùn)營(yíng)模式
　　在一些重要站點(diǎn)不同運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)是重合的，在這些站點(diǎn)設(shè)置智能節(jié)點(diǎn)連接各運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)，可以監(jiān)視各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的資源分布和帶寬用率，傳輸路由走向、流量模式和分布，中斷和故障以及病毒感染流行等情況。智能節(jié)點(diǎn)之間交換這些信息，從而即時(shí)做出響應(yīng)實(shí)現(xiàn)分布控制。
　　智能節(jié)點(diǎn)設(shè)備可以由許多不同的服務(wù)提供商，分布安裝于多個(gè)不同站點(diǎn)，進(jìn)行維護(hù)并提供給用戶。擁有并操作這些設(shè)備的組織聯(lián)盟可以是一個(gè)擁有并管理互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的類似于聯(lián)盟的實(shí)體。
　　智能節(jié)點(diǎn)互相連接在互聯(lián)網(wǎng)上構(gòu)成一個(gè)重疊網(wǎng)，執(zhí)行單個(gè)、聯(lián)合以及開放服務(wù)提供平臺(tái)功能的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于不同的功能這些標(biāo)準(zhǔn)尚在發(fā)展中。例如在Plan-etlab計(jì)劃中共享網(wǎng)絡(luò)計(jì)算力資源時(shí)，這些標(biāo)準(zhǔn)將包括虛擬機(jī)器接口，以提供借以編寫服務(wù)的API。該接口將為每種應(yīng)用業(yè)務(wù)提供自己的虛擬機(jī)器，針對(duì)該業(yè)務(wù)計(jì)算資源被組織成為“片斷”，不同的應(yīng)用業(yè)務(wù)運(yùn)行在不同的片段上。每個(gè)片斷都由分布在多個(gè)分散物理機(jī)器中的計(jì)算、內(nèi)存和儲(chǔ)存組成。重疊網(wǎng)的資源必須可以按照需要以經(jīng)濟(jì)高效的方式靈活使用�？蛻�(可以包括用戶或服務(wù)提供商)只需按照使用量支付費(fèi)用，如同使用水電等公用設(shè)施服務(wù)一樣。這將形成一種新的生態(tài)系統(tǒng)。
　　智能節(jié)點(diǎn)重疊網(wǎng)的布設(shè)和運(yùn)營(yíng)對(duì)于運(yùn)營(yíng)商的發(fā)展是至關(guān)重要的。智能節(jié)點(diǎn)重疊網(wǎng)是建立在應(yīng)用層上的，從產(chǎn)業(yè)鏈看屬于增值業(yè)務(wù)，具體的業(yè)務(wù)模式目前還沒有形成。對(duì)于虛擬運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)這是一個(gè)機(jī)會(huì)，是有待開拓的新市場(chǎng)。對(duì)于電信運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)掌握分布管理對(duì)于提高基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)效率和可靠性，提供新業(yè)務(wù)一代P2P業(yè)務(wù)都是至關(guān)重要的。其重要性不亞于目前定義的NGN。
結(jié)語(yǔ)
　　可管理的IP網(wǎng)/NGN采用集中控制的統(tǒng)一的承載網(wǎng)提供綜合業(yè)務(wù)，解決了QoS、安全性和可管理問題。但是也因此削弱和喪失部分無(wú)所不在性能。Infranet解決不同運(yùn)營(yíng)商的IP/MPLS網(wǎng)之間的互連互通和結(jié)算問題，提高了通達(dá)能力。但是在支持以P2P為代表的互聯(lián)網(wǎng)新應(yīng)用和無(wú)所不在性能仍然先天不足。
　　無(wú)所不在的NGI以公共互聯(lián)網(wǎng)為基層承載網(wǎng)，提供架設(shè)重疊網(wǎng)來(lái)支持P2P應(yīng)用，提供分布式管理解決QoS和安全性等問題�？梢员３脂F(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)繼續(xù)工作的同時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的向下一代演進(jìn)。

網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)網(wǎng)