未来网络架构与设计：4WARD项目_（葡萄牙）Luis M. Correia（路易斯?M.克里亚）　等编，计宏亮　等译_9787121309953

未来互联网架构与设计》从技术和非技术角度对未来网络和未来互联网进行了研究，主要介绍4WARD（未来互联网架构与设计）项目的一些研究成果。4WARD是欧洲第七框架计划内的一个综合项目，采取创新性方式方法来研究未来互联网问题。今天的网络架构压制创新，特别是限制了应用层面的创新，因此急需在结构上进行改变。由于目前没有哪种设备可以设计、优化和兼容新的网络，因此必须对那种对许多应用而言并不完美、互联网自身不能支撑创新的架构进行融合。4WARD利用移动和无线技术，采用激进的架构方式突破了这种瓶颈。本书的主题包括：提升能力，设计具有兼容性且互补性的网络架构体系；通过组网资源的电信级虚拟化实现通用平台上多个网络的共存；通过网络自我管理增强网络的公用性；利用多元化提高网络的鲁棒性和效能；通过一种全新的信息中心范式来代替旧有的主机中心方法，提高应用支撑能力。这些解决方案涵盖了整个技术领域，包括光线骨干网到无线网和传感器网络。

序言 / Foreword
我们直到最近才知道，计算和资源共享的发展方向即将大逆转，因为其重心正随着技术和服务架构的改变而改变，从而使应用程序迁移到云环境中。这种从Web 2.0到Web 3.0的转移使服务互联网达到了前所未有的范围和规模。我们现在正在进入一个由信息通信技术（ICT）驱动并基于服务互联网的新的创新发展阶段。通过所谓的移动无线网络，人们将越来越容易访问服务互联网。如今，无线技术的应用程序已成为欧盟经济体内经济价值的主要驱动力。这些价值据估计达到了2500亿欧元或GDP的2%～3%，而且这些数字还在上升。未来5年，预计将近70亿用户或整个地球的人口会使用移动电话，其中绝大多数移动电话为智能手机。
这是一种前所未有的发展态势，其发展速率已经超过了电视甚至纸笔等技术。这不仅体现在普及率和使用率上，还体现在市场占有速度上。我们应当预料到会有一批新的应用程序出现，并可能彻底改变我们的生活方式和工作方式。这方面的例子不胜枚举：供应链中的工商业应用程序，为移动工作者提供的移动服务，通过将重要信息交到现场急救员手中从而挽救生命的远程环境监测系统或防灾安全系统，以及卫生和教育服务。
在这个重塑的世界中，新的联盟将会形成，新的利益相关者会出现，新的互动模式会惠及商务活动，新的商业模式会激增。互联网本身将不再是将计算机和服务器简单连接的网络之网，而是成为将各种事物连接起来的互联网：数十亿人使用的通信设备、汽车、各种机器、家用电器、电表、窗户、灯等。围绕这种新型互联网，将会诞生一种由基于网络服务与应用程序构成的新经济体。
这个新型互联网蕴含着两种重要意义。首先，这个由会思考的东西组成的新型互联网会创造一种感知网络，让人类对我们生活的这个世界的认知实现一次飞跃。这个互联网适宜于各种新用途，如能源效率、卫生与福利服务、高效运输等。如果在这方面做得好，那么我们的生活质量和可持续性会大为改善，这不只是因为服务，不只是因为作为早起的鸟儿所具有的竞争优势，还因为欧洲的开放与民主价值观将决定着互联网的表现形式。
其次，我们必须解放单一欧洲市场的经济潜力这种潜力现在还被禁锢在碎片化的各国市场中。尤其重要的是，我们现在必须通过刺激在高价值商品及服务方面与真实市场需求相适应的稳健而可持续的业务增长，使实体经济增强。随着不可避免的结构变化在当前的不确定时期中出现，从未来世界中寻找发展机遇显得很重要。当然，集聚在未来网络架构会议上的工业团体和研究团体是有能力塑造未来的。我们所需要的只是克服市场碎片化的雄心，以及通过为创新型产品及服务创建单一开放市场及努力实现创新和变革使我们的实力增强的意愿。
在创造可使欧洲从新兴商机中受益的条件时，我们必须确保未来网络仍然是开放的。当前互联网的主要经济特性是它为新服务的创新和发展创建了一个从未如此开放的平台。我们必须确保以开放标准并最终以开源软件作为我们行动的核心，从而保持这种开放特性。虽然全世界有很多公司的财务健康仍基于专有模式和把关人业务模式，但我们前方的世界需要的是能通过其经济基础为消费者或企业提供更大自由度的那些模式。
随着未来网络在我们面前展开，基础设施要求更智能、更环保。这不仅是个重大挑战，还是个大好机会，因为它将使互联网的范围延伸到新的应用领域和工业部门。的确，现在到了在已有成果的基础上超前一步的时候了。我们必须将我们的未来网络技术研发与社会价值高的应用领域（如卫生、城市交通、能源网或智能城市）紧密结合。这样就能够针对我们当前面临的众多社会挑战提早做出互联网响应。
为定义未来的互联网，目前世界上已出现了多个区域性计划。日本和韩国公布了宏大的u-日本和u-韩国计划。中国正通过雄心勃勃的综合产业政策为这个领域提供支持。在美国，全球网络创新环境（GENI）计划及设施正在引发关于互联网未来前景的争论。这些计划并非都把解决互联网发展问题作为其核心目标的一部分，但肯定与定义未来网络时显然需要考虑的技术与社会经济情境［Ubiquity（泛在性）软件、连接装置］有关。
从欧盟的角度来看，在这些不同计划的基础上创造条件以使与定义、测试和验证工作有关的所有参与方形成更密切的互补合作关系是一件有益的事情。多边伙伴关系的其中一个主要目标应当是出台全球标准。的确，标准是实现互操作性和开放性的一个关键因素，而互操作性和开放性是促成互联网成功的两大基本特性。事实上，不断增加的参与方多重性及不同部门的合并已导致标准制定过程变得越来越复杂。围绕知识产权组合及开放度、透明度和可访问度进行的辩论足以说明这一点。
因此，在新技术上的提早合作及国际伙伴关系是促成关键参与方在标准上达成更广泛共识并提早达成一致意见的关键，同时也是纾解后续知识产权争端的前提。
我们要注意的一个要点是由互联网创建的新经济，除掀起商业革命外，还带来了可创造巨大环境效益的独一无二的机遇尤其是在基础设施层面上做出正确技术选择时。除减少由商业消耗的能源及材料用量及提高总体生产力外，新互联网还有望彻底改变经济增长与环境之间的关系。
在上述背景下，我很高兴能与您分享我对欧盟研发项目4WARD成果的满意心情。您正要阅读的这本书详述了该项目对开发未来网络的坚实科技基础所做出的大量独特贡献。其中关键性的贡献与新架构框架有关。移动性、多宿主性和安全性已成为新架构框架的固有组成部分，而不是附加的方案，因此可以让各种网络发展成为一个网络间彼此协作、互为补充同时各网络各自达到其各项要求（如移动性、服务质量、安全性、恢复力、无线传输和能量意识等要求）的网络体系。另外，4WARD很好地解决了虚拟化如何让网络服务供应商有机会推出新的架构、协定和服务并共享通用实体基础设施的问题。网络管理已经与虚拟化紧密耦合。在这种情况下，4WARD 通过提倡一种使管理职能嵌入装置中的方法，开辟了新的领域。4WARD还比其他网络更前进了一步，即认识到了从以节点为中心的时代向以信息为中心的时代转变所带来的模式变化。
我们要恭贺4WARD的合作伙伴和科研人员所做的工作。他们还完善地阐述了欧洲的承诺和创造力将如何撬动未来这一点也可喜可贺。

Joao Schwarz da Silva博士
欧盟委员会DG-INFSO前主管
前言 / Preface
当前的互联网已在商业上取得巨大成功，而且在作为学术研究网络投入使用之后便广泛普及，成为普通人日常生活中的网络。如今的互联网起源于20世纪70年代，它本质上简单，对新应用程序开放，而且是为固定网络设计的。不过，一方面互联网正不断受到基于无线电和光纤等新传输技术的挑战，另一方面的挑战则来自于日益依赖叠层网络来弥补核心互联网架构不足之处的新应用程序和新类型媒体。尤其值得一提的是，移动网络的更大成功让人们更加质疑当前的互联网，因为互联网在移动性支持、互操作性、配置和管理及（在不可靠的世界里）易受攻击性方面达到了高度复杂的状态。
4WARD项目始于2008年1月，终止于2010年6月，其任务是研究未来网络的架构和设计。本项目采用了从头开始（革命性）的研究方法，意思是在研究中不受当前互联网的约束。但这并不意味着本项目赞成采用全新部署。相反，在关于如何将研究成果应用于当前互联网方面，我们看到本项目采用了迁移法。
本项目在欧盟第七框架计划下，从欧盟那里获得了部分资助，并由33个合作伙伴组成。项目中有120多名工作人员，为此我们不可能列出所有对本项目及其成果做出贡献的人员。但我们要感谢他们做出的有价值的贡献。除此之外，我们要感谢项目经理苏萨（Paulo de Sousa）博士给予的帮助和支持，以及与我们之间的良好合作。我们还要感谢丹尼尔?塞巴斯蒂奥［Daniel Sebastiao，里斯本高等理工学院（IST）］为编辑工作付出的努力。
本书描述了本项目的显著成果，不仅阐述了技术成果，还探讨了社会经济问题。

编者

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