從上世紀(jì)九十年代中期開始,世界各國的下一代互聯(lián)網(wǎng)研究計(jì)劃不斷啟動(dòng)、實(shí)施和重組,其研究和實(shí)驗(yàn)正在不斷深入。
按照全球地緣政治版圖的劃分,下一代互聯(lián)網(wǎng)研究在國家和地域上呈現(xiàn)出明顯的不平衡趨勢,美國、歐洲、日本、韓國等國家和地區(qū)都制定了各自的計(jì)劃和舉措。從研究內(nèi)容方面看,有的關(guān)注網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和試驗(yàn)平臺(tái)的建立,有的關(guān)注體系結(jié)構(gòu)理論的創(chuàng)新;從技術(shù)路線上看,有的遵從“演進(jìn)性”的路線,有的遵從“革命性”的路線。
1996年10月,美國政府宣布啟動(dòng)“下一代互聯(lián)網(wǎng)”研究計(jì)劃。其他國家的全球下一代互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目也陸續(xù)啟動(dòng)。全球下一代互聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)網(wǎng)的主干網(wǎng)逐漸形成,規(guī)模不斷擴(kuò)大,包括美國的Internet2、歐洲的GEANT2、亞洲的APAN以及跨歐亞的TEIN2等,這些項(xiàng)目的設(shè)計(jì)大多遵循“演進(jìn)性”的技術(shù)路線。另外一些研究者認(rèn)為只有從根本上改變互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu),才能徹底解決互聯(lián)網(wǎng)所面臨的諸多難題,于是有了“革命性”的研究路線。
早在2000年,美國啟動(dòng)了NewArch項(xiàng)目,其目標(biāo)是“為未來的10到20年開發(fā)和評價(jià)一種加強(qiáng)的Internet體系結(jié)構(gòu)”。NewArch項(xiàng)目研究了互聯(lián)網(wǎng)變化的需求,并對一些關(guān)鍵的體系結(jié)構(gòu)問題和思想進(jìn)行了探索,形成了一系列的報(bào)告。但其具體實(shí)現(xiàn)方案仍然沿用了現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),僅僅在應(yīng)用層進(jìn)行了功能性驗(yàn)證。
2003年,美國科學(xué)基金會(huì)(NSF)啟動(dòng)Clean Slate研究計(jì)劃,針對“推倒重來,從零開始”的設(shè)計(jì)方法論、全面的網(wǎng)絡(luò)框架及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧設(shè)計(jì)等3個(gè)方面展開研究,計(jì)劃到2010年實(shí)現(xiàn)1億家庭用100 Mb/s上網(wǎng)。該項(xiàng)目現(xiàn)在已經(jīng)結(jié)束,并未達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。此后,美國NSF還啟動(dòng)了FIND、SING、NGNI等研究項(xiàng)目。2005年,美國NSF又啟動(dòng)全球網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新環(huán)境GENI項(xiàng)目,提出了許多新的概念,并引入了OpenFlow作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
2006年,美國NSF再次啟動(dòng)全新互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)(Clean Slate Design for The Internet)項(xiàng)目,除了斯坦福大學(xué)等高校團(tuán)隊(duì)以外,還有眾多工業(yè)界伙伴參與。項(xiàng)目目標(biāo)是通過建立網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、計(jì)算和存儲(chǔ)的創(chuàng)新平臺(tái)來徹底改造互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù),其重點(diǎn)是移動(dòng)計(jì)算。
2006年,日本政府啟動(dòng)新一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)AKARI項(xiàng)目。希望重新設(shè)計(jì)互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)。AKARI分3個(gè)階段(JGN2、JGN2+、JGN3)建設(shè)試驗(yàn)床。
2007年,歐盟啟動(dòng)未來互聯(lián)網(wǎng)研究和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)計(jì)劃FIRE。目標(biāo)是建立歐洲未來互聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),支持有關(guān)解決網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性、復(fù)雜性、移動(dòng)性、安全性以及透明性問題的新方法研究。
2009年,美國NSF啟動(dòng)針對網(wǎng)絡(luò)科學(xué)與工程的研究計(jì)劃NetSE。并把FIND、SING、NGNI等3個(gè)項(xiàng)目并入到NetSE,希望通過跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的聯(lián)合,突破未來互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的研究。2010年NSF又設(shè)立了未來互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)計(jì)劃FIA。
美國、歐洲等國家和地區(qū)都對全新的下一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的研究投入了大量的資金和人力。在這些全新的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的自治性和跨層設(shè)計(jì)是主要研究方向之一。自治性是指網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)該使網(wǎng)絡(luò)具備自屬性(自管理、自保護(hù)、自優(yōu)化、自組織等特性),較強(qiáng)的處理未知變化的能力(例如拓?fù)洹⒇?fù)載、任務(wù)、網(wǎng)絡(luò)能訪問的物理及邏輯特征等),能夠優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源的利用,減輕管理高度復(fù)雜且動(dòng)態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān),同時(shí)更好地支持目前已有的以及未來將會(huì)出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和業(yè)務(wù)(各種聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)性、為用戶提供無所不在的個(gè)性化服務(wù)等)。跨層設(shè)計(jì)是部分研究者對傳統(tǒng)的分層體系結(jié)構(gòu)提出的挑戰(zhàn)。他們認(rèn)為不透明的分層使得層間信息與功能訪問缺乏靈活性,限制了性能優(yōu)化,應(yīng)打破這種限制,允許不相鄰層間的交互,甚至擯棄分層結(jié)構(gòu)提出不分層的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。
中國下一代互聯(lián)網(wǎng)研究起步較早,2004年,當(dāng)時(shí)的國家計(jì)委等8部委聯(lián)合發(fā)文,建立CERNET開展下一代互聯(lián)網(wǎng)研究,到2008年12月3日,國家發(fā)改委和中國工程院等6部門在北京共同宣布,歷經(jīng)五年發(fā)展,我國自主研發(fā)的下一代互聯(lián)網(wǎng)研究取得重大突破,中國已建成全球最大的下一代互聯(lián)網(wǎng)示范網(wǎng)絡(luò),推動(dòng)并形成了中國的下一代互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)群。CNGI-CERNET2是全球最大規(guī)模的“純IPv6大型互聯(lián)網(wǎng)核心網(wǎng)”,以IPv6為代表的關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備產(chǎn)業(yè)化初成規(guī)模,為中國下一代互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。