摘 要：扼要闡述未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的研究意義，介紹未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程，全面分析未來(lái)網(wǎng)絡(luò)在多媒體網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)址分配、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)安全及故障診斷等相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，并在此基礎(chǔ)上預(yù)測(cè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、開(kāi)放開(kāi)源、傳輸速度等方面的發(fā)展前景。最后指出在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意的網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)節(jié)能及商業(yè)模型構(gòu)建等問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：未來(lái)網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)計(jì)算；IPv6；數(shù)據(jù)中心；故障診斷

1 研究未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的意義

“未來(lái)網(wǎng)絡(luò)”[1]是對(duì)未來(lái)一定時(shí)期內(nèi)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的稱呼與描述。由于未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的含義過(guò)于抽象，至今學(xué)術(shù)界無(wú)法對(duì)它進(jìn)行明確的定義。概括地說(shuō)，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)是能夠提供現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)難以做到的服務(wù)、能力和設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)，是為了解決現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題、滿足用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能的更多需求、順應(yīng)將來(lái)一定時(shí)期內(nèi)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的總體趨勢(shì)而提出的新型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)想。

對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的研究并非空中樓閣。首先，建立在TCP/IP體系結(jié)構(gòu)上的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)面臨著諸多問(wèn)題：網(wǎng)絡(luò)規(guī)模被動(dòng)擴(kuò)張、IP地址資源缺乏、網(wǎng)絡(luò)速度無(wú)法適應(yīng)高速網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)時(shí)時(shí)因負(fù)載過(guò)高而崩潰、網(wǎng)絡(luò)體系本身無(wú)法保證網(wǎng)絡(luò)傳輸內(nèi)容的安全……對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的研究最主要的目的就是力圖跨越傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)障礙，解決出現(xiàn)的各種問(wèn)題。

同時(shí)，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的功能基礎(chǔ)上，人們希望未來(lái)網(wǎng)絡(luò)可以擁有更強(qiáng)大的商業(yè)與應(yīng)用價(jià)值。隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等大量新型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的開(kāi)展以及大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)從技術(shù)上已越來(lái)越難滿足用戶日益高漲的新需求，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)在各個(gè)方面都已表現(xiàn)出傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不可比擬的優(yōu)越性。

2 未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程

未來(lái)網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)在發(fā)展過(guò)程中并無(wú)明確的界限與鴻溝，而是一種漸進(jìn)式地演變。一般認(rèn)為，20世紀(jì)90年代初期起，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始逐漸暴露出各種問(wèn)題，拉開(kāi)了對(duì)“未來(lái)網(wǎng)絡(luò)”規(guī)劃與研究的序幕。

自互聯(lián)網(wǎng)誕生以來(lái)，美國(guó)一直占據(jù)著全球網(wǎng)絡(luò)格局規(guī)劃的主導(dǎo)地位。20世紀(jì)90年代之后，由于當(dāng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)本身存在著技術(shù)上的不足，加之接入網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)量猛增，使得Internet不堪重負(fù)。1993年，美國(guó)政府率先提出NGII計(jì)劃，該計(jì)劃的目標(biāo)是在解決現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)存在問(wèn)題的同時(shí)，開(kāi)發(fā)規(guī)模更大、速度更快的下一代網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，提供更先進(jìn)、更實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，同時(shí)保證網(wǎng)絡(luò)信息的可靠性和安全性。

隨著NGII計(jì)劃的開(kāi)展，到了20世紀(jì)末，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展到了一個(gè)新層次。IP電話、網(wǎng)絡(luò)視頻等網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)也逐步向傳統(tǒng)電信領(lǐng)域延伸，這給電信產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了沖擊。在巨大的競(jìng)爭(zhēng)壓力下，電信業(yè)提出了關(guān)于下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN） 的發(fā)展構(gòu)想。NGN計(jì)劃以軟交換為中心，提供QoS數(shù)據(jù)傳送技術(shù)，力圖在一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上提供多媒體業(yè)務(wù)，以實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)業(yè)務(wù)使用的一致性。

之后的若干年里，全球互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步向開(kāi)放、融合、高速、高性能的方向發(fā)展。為了滿足時(shí)代對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出的新要求，2005年，美國(guó)啟動(dòng)了全球網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新環(huán)境計(jì)劃（GENI）[2]。GENI計(jì)劃以“虛擬化、可編程、可切片”理念為核心，重新設(shè)計(jì)互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)。同期設(shè)立的還有未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)研究計(jì)劃（FIND），該計(jì)劃更側(cè)重于對(duì)未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的研究。

在全球發(fā)展未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的潮流影響下，歐盟及其成員國(guó)也迅速成立了相關(guān)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，先后設(shè)立了FEDERICA計(jì)劃[3]、FIRE計(jì)劃[4]等等。這些未來(lái)網(wǎng)絡(luò)研究項(xiàng)目大多開(kāi)展面向多方面、寬領(lǐng)域的未來(lái)網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)的研究，同步建設(shè)大規(guī)模開(kāi)放性未來(lái)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)合作實(shí)驗(yàn)逐步構(gòu)建出未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。

3 未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀

3.1 多媒體網(wǎng)絡(luò)

多媒體網(wǎng)絡(luò)是一種將包括文本、圖像、視頻和音頻等形式的信息結(jié)合在一起，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行綜合處理的全新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，最新提出的新一代多媒體網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思想主要包括以下三個(gè)方面[5]：一是通過(guò)抽象的方法，如名址分離、可編程路由等，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的可演進(jìn)性；二是采用分布式的系統(tǒng)架構(gòu)方法提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性；三是在接入設(shè)備中加入存儲(chǔ)、視頻處理等計(jì)算功能，提高數(shù)據(jù)的傳輸效率與面向終端用戶的自適應(yīng)能力。

當(dāng)前多媒體網(wǎng)絡(luò)的研究重點(diǎn)包括：將網(wǎng)絡(luò)帶寬提高到適合多媒體內(nèi)容傳輸?shù)姆椒?；多媒體網(wǎng)絡(luò)中信息交換方式與高層協(xié)議；多媒體網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)器的構(gòu)架；多媒體網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議及性能等。

3.2 解決網(wǎng)絡(luò)地址問(wèn)題

當(dāng)前網(wǎng)址分配體系的最大問(wèn)題是網(wǎng)絡(luò)地址資源有限：IPv4的網(wǎng)絡(luò)地址已于2011年2月3日在全球范圍內(nèi)分配完畢。地址不足限制了同一時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)終端的接入數(shù)量，嚴(yán)重阻礙了互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大與功能擴(kuò)展。當(dāng)前學(xué)術(shù)界對(duì)如何解決未來(lái)網(wǎng)絡(luò)地址分配問(wèn)題主要持“改良式”與“革命式”這兩種截然不同的觀點(diǎn)。

持改良式觀點(diǎn)的研究者認(rèn)為：IPv6協(xié)議與IPV4協(xié)議同屬TCP/IP協(xié)議體系，其主要優(yōu)勢(shì)[6]包括擴(kuò)大了的地址空間（采用128位地址長(zhǎng)度，擁有的地址達(dá)到2^128個(gè)）、支持移動(dòng)和即插即用、可以更好實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)多播、在IPV4的基礎(chǔ)上增加了路由探測(cè)、參數(shù)探測(cè)、地址自動(dòng)配置與解析等功能；在網(wǎng)絡(luò)安全方面，采用身份驗(yàn)證方式阻止信息報(bào)探測(cè)、IP欺騙、連接截獲等網(wǎng)絡(luò)不安全行為的發(fā)生；也增加了諸如源地址檢查、無(wú)狀態(tài)地址映射等新技術(shù)。

IPv6取代IPv4的關(guān)鍵是過(guò)渡技術(shù)的選取，當(dāng)前對(duì)IPv6的研究重點(diǎn)也主要在這一方面?，F(xiàn)已提出并經(jīng)過(guò)實(shí)證可行的過(guò)渡技術(shù)主要有以下三種：1.雙棧技術(shù)[7]：在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上同時(shí)運(yùn)行IPv4和IPv6的協(xié)議棧，根據(jù)收到的分組切換使用；2.隧道技術(shù)：當(dāng)數(shù)據(jù)需要在使用不同協(xié)議的鏈路（隧道）上傳送時(shí)，將數(shù)據(jù)包封裝在合適的協(xié)議中，通過(guò)鏈路（隧道）后再解封；3.翻譯技術(shù)：通過(guò)建立IPv4與IPv6地址間的映射表，以分配臨時(shí)IP地址的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。

當(dāng)前國(guó)際學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為：用IPv6取代IPv4是維持當(dāng)前地址增長(zhǎng)趨勢(shì)的惟一可行途徑。2012年開(kāi)始，IPv6在全球逐漸進(jìn)入商業(yè)部署階段，國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)組織也制定了相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)現(xiàn)階段的CNKI工程[8]、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和三網(wǎng)合一等多項(xiàng)業(yè)務(wù)都是在采用IPV6的基礎(chǔ)上開(kāi)展的。

“革命式”方法也被稱作“clean-slate”[9]，意指拋棄現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)體系，從白板開(kāi)始設(shè)計(jì)一個(gè)全新的未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。持這種觀點(diǎn)的研究者認(rèn)為：造成當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題的根本原因是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)體系設(shè)計(jì)本身的缺陷，IPv6僅僅是IPv4的延續(xù)和改進(jìn)，無(wú)法從根本上解決網(wǎng)絡(luò)中存在的問(wèn)題，因此需要構(gòu)建全新的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)中充分考慮現(xiàn)有IP網(wǎng)存在的基因性缺陷，以期徹底解決當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題。

革命性技術(shù)路線不是憑空想象的“閉門(mén)造車(chē)”，而是從堅(jiān)實(shí)的現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)起步，以未來(lái)網(wǎng)絡(luò)為實(shí)現(xiàn)領(lǐng)域進(jìn)行探索性研究。當(dāng)前全球基于“Clean Slate”理念的研究項(xiàng)目有很多，具有代表意義的包括美國(guó)的CCN[10]、NDN[11]和斯坦福大學(xué)的Clean-Slate項(xiàng)目[12]等等，這些項(xiàng)目都取得了不少階段性成果。

3.3 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算

網(wǎng)絡(luò)計(jì)算是將分布在網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)、軟件、信息、知識(shí)等數(shù)據(jù)資源和計(jì)算資源組織成一個(gè)邏輯整體，將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)虛擬化為一臺(tái)計(jì)算能力超強(qiáng)、資源接近無(wú)限的超級(jí)計(jì)算設(shè)備。隨著未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，信息處理方式也已步入網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的時(shí)代。

網(wǎng)絡(luò)計(jì)算主要有四種典型形式：網(wǎng)格計(jì)算、對(duì)等計(jì)算、企業(yè)計(jì)算、和普適計(jì)算。其中網(wǎng)格計(jì)算與對(duì)等計(jì)算是網(wǎng)絡(luò)計(jì)算研發(fā)的主要方向。當(dāng)前發(fā)展較為成熟的是基于網(wǎng)格計(jì)算思想的“云計(jì)算”技術(shù)。

云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)[13]是在數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的，網(wǎng)絡(luò)核心可以智能地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源配置，把用戶提交的計(jì)算處理任務(wù)拆分成若干較小的服務(wù)，分配給網(wǎng)絡(luò)中的海量計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，最后將結(jié)果收集整合，返回給用戶。對(duì)用戶而言，云計(jì)算模式隱藏了基礎(chǔ)設(shè)施的復(fù)雜情況。與傳統(tǒng)的多機(jī)系統(tǒng)相比，云計(jì)算模式弱化了地理因素的限制，擁有更強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算能力。

當(dāng)前云計(jì)算領(lǐng)域主要研究?jī)?nèi)容包括計(jì)算資源調(diào)度算法、虛擬化技術(shù)、云平臺(tái)安全技術(shù)等[14]。在世界云計(jì)算商用領(lǐng)域，Google云在全球已擁有100多萬(wàn)臺(tái)高性能服務(wù)器；Amazon、IBM、Microsoft、Yahoo也各自擁有幾十萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器。與國(guó)外同期發(fā)展情況相比，國(guó)內(nèi)云計(jì)算發(fā)展規(guī)模相對(duì)較小，在功能與安全性方面尚有改進(jìn)之處。

3.4 數(shù)據(jù)中心

維基百科對(duì)數(shù)據(jù)中心給出的定義是：“數(shù)據(jù)中心是一整套復(fù)雜的設(shè)施，它不僅包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和其它與之配套的設(shè)備（例如通信和存儲(chǔ)系統(tǒng)），還包含冗余的數(shù)據(jù)通信連接、環(huán)境控制設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備以及各種安全裝置”。數(shù)據(jù)中心主要經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段：20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的以主機(jī)為核心的微型數(shù)據(jù)中心、70年代后以廣域網(wǎng)，局域網(wǎng)系統(tǒng)為核心的小型數(shù)據(jù)中心、90年代開(kāi)始形成的以互聯(lián)網(wǎng)為核心的Internet數(shù)據(jù)中心、以及2007年至今發(fā)展起來(lái)的“現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心”[15]。

現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心是虛擬化技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的產(chǎn)物，通常由至少上萬(wàn)臺(tái)超級(jí)服務(wù)器主機(jī)按某種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接而成，采用先進(jìn)的虛擬化網(wǎng)絡(luò)分配技術(shù)、大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)和任務(wù)分配調(diào)度算法，通過(guò)因特網(wǎng)為用戶提供高性能的大數(shù)據(jù)處理服務(wù)。目前，全球數(shù)據(jù)中心總量大約為350萬(wàn)個(gè)，主要集中分布在美國(guó)、歐洲、日本和中國(guó)等地區(qū)。

現(xiàn)階段關(guān)于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的研究以虛擬化、數(shù)據(jù)中心運(yùn)行效率、新型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)節(jié)能方法為主。虛擬化領(lǐng)域主要研究成果包括軟件定義數(shù)據(jù)中心、“OpenFlow”網(wǎng)絡(luò)交換模型[16]，提出了動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)流量調(diào)度模型[17]、模塊化數(shù)據(jù)中心[18]等方法以改進(jìn)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行與管理效率，代表性的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有Fat-Tree、BCube、DCell、Monsoon、VL2、雪花結(jié)構(gòu)模型[19-20]等。網(wǎng)絡(luò)節(jié)能方向主要是提出通過(guò)調(diào)節(jié)設(shè)備狀態(tài)節(jié)能[21]、改進(jìn)虛擬機(jī)和任務(wù)調(diào)度算法節(jié)能[22-23]等等。根據(jù)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展，在未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)，新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、虛擬化地址配置方法、整體節(jié)能方案等將是數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)可預(yù)見(jiàn)的研究重點(diǎn)[24]。

3.5 網(wǎng)絡(luò)安全與故障診斷

在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，安全問(wèn)題也不容忽視。傳統(tǒng)的反病毒模式已逐漸不能滿足新型網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的安全需求，應(yīng)運(yùn)而生的是云安全（Cloud Security）技術(shù)。

云安全的思想[25]是將計(jì)算機(jī)用戶與負(fù)責(zé)安全保護(hù)的服務(wù)商技術(shù)平臺(tái)聯(lián)系起來(lái)，組成一個(gè)大型查殺網(wǎng)絡(luò)。與傳統(tǒng)的反病毒技術(shù)相比，云安全技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)：一方面，云中病毒樣本是在全網(wǎng)用戶中收集的，它比傳統(tǒng)病毒庫(kù)更全面；另一方面，云安全技術(shù)將病毒查殺工作主要放在服務(wù)端，節(jié)省了計(jì)算機(jī)用戶本地的資源耗費(fèi)，提高了查殺病毒的能力和效率。

當(dāng)前對(duì)于未來(lái)網(wǎng)絡(luò)安全方面的研究還包括未來(lái)網(wǎng)絡(luò)核心系統(tǒng)的安全性、新型防火墻設(shè)備、身份識(shí)別、訪問(wèn)控制機(jī)制、認(rèn)證與授權(quán)機(jī)制、傳送安全機(jī)制等等。

在網(wǎng)絡(luò)防御策略、病毒查殺手段層出不窮之余，對(duì)由于各種原因出現(xiàn)故障的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷的技術(shù)也在同步發(fā)展。國(guó)外研究者在傳統(tǒng)多機(jī)系統(tǒng)故障診斷方法的基礎(chǔ)上，提出了分層自適應(yīng)分布式診斷模型、基于比較的診斷策略、超立方體診斷模型和利用遺傳算法、人工免疫算法等進(jìn)行故障診斷[26-31]。筆者在[32-34]等文中也研究了系統(tǒng)級(jí)故障診斷的相關(guān)問(wèn)題，提出對(duì)PMC等幾種常見(jiàn)故障模型進(jìn)行方程診斷的新型算法。系統(tǒng)級(jí)故障診斷的許多思想和方法可用于未來(lái)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的故障識(shí)別與診斷。

4 未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展前景

未來(lái)網(wǎng)絡(luò)究竟會(huì)發(fā)展成什么樣？我們可以根據(jù)現(xiàn)有的研發(fā)情況及相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，預(yù)測(cè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展前景。

4.1 未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模將更大

截至2012年，全球的互聯(lián)網(wǎng)用戶總數(shù)已經(jīng)達(dá)到24億。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)預(yù)測(cè)，隨著未來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)范圍的廣泛覆蓋，接入網(wǎng)絡(luò)成本的降低，2020年之前，全球的網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量將達(dá)到50億。由此帶來(lái)的是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的急劇擴(kuò)大。

4.2 未來(lái)網(wǎng)絡(luò)將更開(kāi)放

未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放有兩層含義：第一，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的接口是開(kāi)放的，各類異構(gòu)終端設(shè)備都支持在統(tǒng)一的接入標(biāo)準(zhǔn)下，經(jīng)由通用的外部接口接入未來(lái)網(wǎng)絡(luò)；第二，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)資源是共享的[35]，用戶能夠方便地在全網(wǎng)找到需要的公開(kāi)信息與文檔，現(xiàn)存的信息資源缺乏、信息不對(duì)等的問(wèn)題將逐漸消失。

4.3 大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)

越來(lái)越多的有價(jià)值數(shù)據(jù)將在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)中存儲(chǔ)并傳遞，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量的激增使全球網(wǎng)絡(luò)逐漸進(jìn)入“大數(shù)據(jù)”時(shí)代。大數(shù)據(jù)將以PB、EB甚至ZB為計(jì)量單位，對(duì)大數(shù)據(jù)的分析和使用往往需要在極短的時(shí)間內(nèi)完成，甚至實(shí)時(shí)使用。IBM的研究報(bào)告指出：在整個(gè)人類文明所獲得的全部數(shù)據(jù)中，90%是在過(guò)去兩年內(nèi)產(chǎn)生的，預(yù)計(jì)到2020年，全球網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)規(guī)模將達(dá)到現(xiàn)在的44倍。

4.4 網(wǎng)絡(luò)高速化與移動(dòng)化

高速化的含義有兩點(diǎn)：一是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行速度的高速化，即未來(lái)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)擁有更大的傳輸帶寬、更精簡(jiǎn)的路由表及更快的網(wǎng)絡(luò)分包傳輸機(jī)制；二是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的高速化，對(duì)于高計(jì)算強(qiáng)度、大數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，借助龐大的云系統(tǒng)，在服務(wù)質(zhì)量機(jī)制（QoS）保證下可以快速完成。高速化是大數(shù)據(jù)趨勢(shì)的技術(shù)基礎(chǔ)。

移動(dòng)化是指未來(lái)網(wǎng)絡(luò)可以擺脫地理位置與環(huán)境條件的束縛，各類終端幾乎在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間都可以接入網(wǎng)絡(luò)。高質(zhì)量的無(wú)線接入與衛(wèi)星通信技術(shù)將在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛的運(yùn)用?，F(xiàn)已研發(fā)出的HSPA、WiMax、LTE、AIE等新型移動(dòng)接入技術(shù)都促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性的發(fā)展。

4.5 未來(lái)網(wǎng)絡(luò)將更加開(kāi)源

種種跡象表明，技術(shù)開(kāi)源化是當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個(gè)大趨勢(shì)，越來(lái)越多的技術(shù)聯(lián)盟及非營(yíng)利組織支持向大眾公開(kāi)核心與非核心的一切相關(guān)技術(shù)。開(kāi)源的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品有初創(chuàng)成本低、用戶可參與產(chǎn)品的維護(hù)與修改、bug可以被及時(shí)發(fā)現(xiàn)與修復(fù)、產(chǎn)品質(zhì)量更可靠等優(yōu)點(diǎn)。在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，服務(wù)提供商間的競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈，開(kāi)源網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的透明與安全性會(huì)吸引更多的用戶，開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)低與市場(chǎng)適應(yīng)能力強(qiáng)促使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商提供開(kāi)源化的產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)。

5 未來(lái)網(wǎng)絡(luò)研發(fā)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題

未來(lái)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的研發(fā)勢(shì)頭迅猛，根據(jù)以往網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，我們指出一些在技術(shù)創(chuàng)新時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題，并提出相應(yīng)的建議。

安全性問(wèn)題：在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)云平臺(tái)創(chuàng)建初期，由于理論尚不健全，技術(shù)剛剛起步，難免存在漏洞或缺陷，給網(wǎng)絡(luò)黑客創(chuàng)造了可乘之機(jī)。當(dāng)前云平臺(tái)主要面臨的安全難題是如何在虛擬化技術(shù)中實(shí)施安全隔離和安全監(jiān)控。云平臺(tái)應(yīng)當(dāng)建立有效的流量監(jiān)控機(jī)制、防火墻隔離制度與全平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)防御機(jī)制，對(duì)平臺(tái)中主干線路和局部塊域予以實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，同時(shí)應(yīng)當(dāng)有破壞恢復(fù)與隔離機(jī)制，減少網(wǎng)絡(luò)攻擊與局部故障發(fā)生后可能引發(fā)的全局性反應(yīng)。

網(wǎng)絡(luò)節(jié)能問(wèn)題[36]：當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)設(shè)備生產(chǎn)商研究的重點(diǎn)大多是大容量、高運(yùn)行速度的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開(kāi)發(fā)、高傳輸速率的通信載體構(gòu)建等等。然而，更高速的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備服務(wù)往往意味著更大的運(yùn)行功率，運(yùn)行功率又與耗電量正相關(guān)。截至目前，互聯(lián)網(wǎng)耗電量約占全球總電量的5.14%。顯然，僅僅為了節(jié)能而拒絕開(kāi)發(fā)新技術(shù)是因噎廢食，但在提高未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)效率同時(shí)，重視節(jié)能設(shè)備的開(kāi)發(fā)、采用恰當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)布局規(guī)劃、研究高效的網(wǎng)絡(luò)尋址分包算法、精簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)的整體架構(gòu)也不失是一條節(jié)能的可行之路。

商業(yè)模型問(wèn)題：各研究力量在投入資源對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行深入研究的同時(shí)，良好商業(yè)模型的同步構(gòu)建也應(yīng)當(dāng)予以足夠的重視?；仡橳CP/IP協(xié)議體系結(jié)構(gòu)在全球范圍內(nèi)的形成過(guò)程[37]，1977年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織開(kāi)始對(duì)全球通用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)框架進(jìn)行研究，形成了OSI/RM七層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)雛形，90年代初，全套的OSI/RM國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)都已制定完成。然而，由于OSI標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有足夠的商業(yè)驅(qū)動(dòng)力，加之網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商對(duì)TCP/IP體系的默認(rèn)，采用TCP/IP協(xié)議的因特網(wǎng)已經(jīng)在事實(shí)上覆蓋了全世界，最終，耗費(fèi)巨大科研力量產(chǎn)生的OSI/RM結(jié)構(gòu)體系僅僅是一整套“完美而龐大”的理論。在其它行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)制定中，專家與科研機(jī)構(gòu)往往占據(jù)了絕對(duì)的話語(yǔ)權(quán)和決定權(quán)，而在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這一技術(shù)發(fā)展迅速、可以創(chuàng)造巨大商業(yè)價(jià)值的領(lǐng)域，具有強(qiáng)勁市場(chǎng)背景的國(guó)際大型IT公司在“事實(shí)”標(biāo)準(zhǔn)化方面的影響力亦不可小覷。因此，任何優(yōu)秀可行的未來(lái)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃理念都必須找到合適的商業(yè)模型作為推廣基礎(chǔ)，以免重蹈OSI/RM的覆轍。

6 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，世界范圍內(nèi)關(guān)于未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的研究正在廣泛開(kāi)展，在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)提速、網(wǎng)絡(luò)性能、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)查殺、故障診斷理論與技術(shù)創(chuàng)新等方面取得了不少重大成果；于此同時(shí)，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的安全管理、綠色節(jié)能和商業(yè)推廣模式問(wèn)題也不應(yīng)被忽視。只要繼續(xù)加大研究力度，在現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上繼續(xù)推進(jìn)，增進(jìn)全球范圍內(nèi)的交流與合作，相信未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的宏偉規(guī)劃必將早日實(shí)現(xiàn)，為全球網(wǎng)絡(luò)體系帶來(lái)一個(gè)劃時(shí)代的技術(shù)飛躍。

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