張北川 命名資料網路(NDN)

2021-08-16 18:30:46 字數 2952 閱讀 7116

蘭巨龍:下面有請亞利桑那大學副教授張北川做報告。

張北川:我今天講的是可重疊,是我們最近過去幾年很大的專案,一直在做關於未來網際網路架構的工作。這個ndn是美國nsf在過去五六年支援未來網際網路架構的專案之一。時間有限,技術上的問題很難講清楚,我主要是講一下大概的ndn的最基本的概念,為什麼要做這個事情,以及現在ndn專案研究的一些大的方面的進展。

並不是說我們為了想創造乙個新的架構而創造新的架構,是為了適應網路的發展。我們看過去一兩百年通訊網路的發展,昨天幾位院士也都提到,可以看到三個不同的階段,最開始的階段就是**網,要從一端到另一端,就是打**,從19世紀一直到今天,這個**功能基本上就是這乙個。從19世紀最開始的時候,當時沒有任何通訊網路,你要想建立乙個**網路,關鍵之一,要把這個網路建起來,整個**網路要想象開始是用手動來做這個交換的時候,實際上這個**號碼告訴你在某乙個地方插**,把這個事情做完以後,實際上已經建立乙個網路的迴路,然後就可以通話,**號碼是告訴你這個網路號,按照這個**號碼建立這麼一條路徑。到了70年代,我們發明因特爾,從做的事情上來講,和**網路非常不一樣的,從設計思路來講,大家當時想象,我們只有這個**網路,從乙個使用者端到乙個主機端之間怎麼通訊,最後的解決方案是不一樣的,但是解決的問題是一樣的。到了今天大家看到物聯網,還有各種各樣的大資料的發展,端到端之間的通訊,通訊模式已經在改變了,今天開啟膝上型電腦上網,實際上並不是想要去某乙個具體的地方,並不是兩端的通訊,實際上要拿到乙個**,拿到乙個檔案,你所關心的是這個資訊,並不關心從**來,不知道具體從**來,它實際上是最根本的推動,是我們這個通訊技術,最開始只有**所以建立**網路,今天推動我們網際網路基本架構前進的東西,並不是我們在座的人想建立乙個新的網路,將來也許過五年,這樓裡面所有的東西都是聯網的,是因為最底層的根本的發展要推動網際網路架構的前進。

對應三個不同的階段,我們看網際網路,我們看網路的發展,具體的網路,各種各樣的線段,網路做的一件事情,把所有具體的資源都管好,然後告訴使用者或者告訴應用,這個是可以用的乙個抽象的東西,比如**,它給你的東西,這是個號碼,你可以撥這個號碼,到最後給你的是可以和這個號碼連線的一端打**。具體要根據這個號碼在網路中間建立乙個路徑。在pc階段,因特爾不是和對方打個**,而是把你連到乙個具體的路徑上,是端到端的,你不用告訴走哪條路,所以就是中間我畫的雲,從使用者端只要告訴網路,具體要去哪乙個ip,網路會有路由協議,有交換協議,想辦法把你的包傳到目的地,如果中間有一路壞了,可以單獨再找。

ndn更進一步,最終的伺服器都挪到中間的雲裡面。你不僅不需要告訴我走哪條路取這個資訊,關鍵在於你想要什麼資訊。比如說我到這個樓裡面,我要是想知道這個具體的溫度,到處都是溫度的感測器,這件事情在現有的網路架構裡面,ip這個架構不好做,可以做,但是比較麻煩,我到這個樓裡面怎麼知道那個溫度感測器的ip位址呢,我需要知道它的ip位址,它需要知道我的ip位址,這個就比較麻煩。ndn是說我如果把這個網路建好了,我就發乙個請求,我想要知道這個房間的溫度,任何一點它有這個資訊,它就把這個資訊傳給我,不僅不需要知道具體怎麼拿這個資訊,而且也不需要具體知道這個資訊從**來。

這種不匹配,在現在的情況來講,已經經過了一二十年的優化,並感覺不出來,感受並不強,如果在將來情況下,這個物聯網很多很小,到處都是,互相連線,在大資料的情況下,當你需要傳很多資料,你就會想,就是這種不匹配變的非常明顯,這個問題非常明顯。

具體一點,ip是什麼?這是ip的資料報,給我乙個資料報,我把它傳到目的位址,各種各樣所做的事情就是把這件事情做快做好。很大的產業,ip基本的架構就是這樣,中間走了很多節點,可能有你要的東西,但是這個資料報不會停下來,不會回來,會一直走到你最終要求的目的地。

這個資料可以從任何地方拿來,如果有很多伺服器,乙個伺服器壞了,自然而然從另外乙個伺服器拿來。必須我這裡重新發乙個請求,指定到第二個伺服器,但是ndn裡面不需要,那邊任何乙個伺服器只要它在工作,都沒有關係。

如果拿著筆記本從這裡去另外乙個樓裡,乙個ndn沒有位址,所以一切不會變化,還是同樣的人在請求同樣的檔案,它的下屬會一直繼續,沒有變化,有變化的是底層的位址的變化。

最後說一下ndn作為乙個專案的大概的情況。是從2023年開始,是美國nsf支援的,這個專案現在是第二期,一直是張利霞老師帶領的,我們這個專案已經做了5年了,但是不僅僅是整個的研究工作,可以說基本的架構和一些研究工作是我們這個專案做的,但是很多任務作是專案以外的人做的,因為大家被這個基本的想法所吸引,從美國、歐洲、亞洲都有很多人在做這個事情。並且工業上的有很多公司,思科、華為、三星、松下,他們這些公司都有單獨的研究組在做ndn的研究,比如說九月份開會的時候,思科的副總在5g以上的戰略就是ndn,把這個ndn應用到5g的發展上。每年都舉辦一次會議,對ndn感興趣的都會過來參會。

我們做ndn的專案開發的基本指導思想,並不是說為了做網路架構而做網路架構,從尋找應用,這些應用可以驅動我們的網路設計,樓宇的控制,移動的健康應用,還有家裡的應用,車聯網,是用具體的需求幫助我們做網路設計。同樣的思想,並不是說僅僅是為了做網路而做,我們花了很多時間精力做原型**。不僅在我們平時的平台上可以做,也可以在很當的嵌入式的系統上做。這是我們的乙個發展方向。

現在的這個實驗床,到現在有大約27個點,在美國有,在歐洲有,中國、日本、南韓都有,這個實驗床也是對外開放的,前面提到的**的開發,也都是開放的,如果有任何人感興趣,願意加入實驗床,願意一起開發**,我們都是非常歡迎的。

最後說一下這個圖。這是美國的乙個著名的第三方公司,每年都要發表乙個圖,具體的這個圖是對網路、通訊裝置的乙個圖,拿二三十個他們認為對工業,對現實生活會有衝擊,有影響的技術,有大的技術,小的技術,放在這個圖上面。這個圖橫軸是時間,縱軸是大家對這個技術的期望值,一開始大家的期望值比較低,但是大家看到了它技術上的創新點,所以就會有不斷的發展,隨著時間的推移,大家的期望值達到了頂峰,大家看到了它的侷限性,它的期望值降到了谷底,從谷底到頂峰,這個是大多數我們做研究的在這個時候做了研究,最後比較平緩,這段時間主要是工業上的開發、應用和普及。今年2023年,ndn第一次作為技術,被選用放在了這個圖上,認為ndn這個技術本身有很大的潛力,將來對我們的未來網際網路有很大的衝擊。ndn在最下面,它剛剛在起步,感興趣的可以底下交流。大家談了很多sdn,它最重要的研究已經結束,大家看到很多廠商已經有了裝置。要想對未來網路的設計有根本性大的促進,有這個影響,你的工作應該是在左邊,當你的技術在左邊的時候,它會更理想化。

命名資料網路introduction

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