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摘 要 以自主创新及市场驱动导向为基点,论述包括NGN与NGI、NGBWM的关系 及GENI、FIND与高可信网络等在内的未来信息通信网络的相关发展战略。
关键词 下一代网络 软交换 固定移动融合 高可信网络
0 前言
面对3G/3G演进、下一代网络(NGN)、下一代宽带无线移动(NGBWM)、Wireless Internet/Mobile IP 等热火朝天的研究、开发与推进,进入21世纪的信息全球化及全球巨大的个人多媒体通信流量与无缝隙覆盖需求,宽带无线移动手段,包括各类卫星手段,将会发挥其愈来愈重要的战略作用。以空间段为基础的卫星系统与技术,应该、也必须积极利用其独特优势,扮演一个重要的角色。
自主知识产权与国际标准化问题是一个甚为关键与敏感的问题。目前全世界约1.6万项国际标准中,约99.8%是由国外(主要是美国)机构所制定的,中国参与制定的不足千分之二,这与进入21世纪的中国的大国地位极不相称,亦严重制约与影响我国相关高技术产业快速、健康的发展。把增强自主创新能力作为国家战略,坚持走中国特色的自主创新道路,用15年时间使我国进入创新型国家行列,这是党和国家的最新号召,是时代赋予我们的光荣使命。
从市场驱动导向下的新技术、新业务发展规划与战略层面考虑,如何认识与处理好一系列重要关系,诸如,NGN与NGI及NGBWM的相互关系、软交换与IMS及FMC的相互关系、信息通信网络体系架构进一步创新与现有以IP为基础的多业务网络发展与演进融合的关系,3G/3G演进与WiMAX/Wi-Fi/Mobile-Fi互补、集成与和谐发展的关系,以及以IPTV/Triple Play及手机电视(移动及手机视频多媒体)为代表的新一代宽带流媒体、视频业务发展与多核心监管协同、统一与三网融合的关系等,均为信息通信产业发展面临的紧迫研究课题,必须积极地面对。
本文针对这一背景,以自主创新及市场驱动导向为基点,就未来信息通信网络的相关发展战略谈一些个人看法,供分析参考。
1 NGN与NGI及NGBWM的关系
NGN是继20世纪90年代中后期的NGI提法(1996年10月10日,美国克林顿政府明确提出了下一代互联网行动计划NGI)及ITU与ETSI、IETF相应工作的结晶。NGN概念的提出,正是IP技术的成功普及同时暴露出诸多明显不足、三网融合对IP技术所寄予的期望、“.COM”泡沫及其后全球电信低迷与ARPU值下降的全球电信竞争压力以及现代数字传输、信号处理及高级软件工程技术等现代科技进步的综合产物,标志着人们期望由NGN的具体实施步骤逐步向GII这一理想目标迈进,亦标志着前后向兼容平滑演进、便于多业务增值与可赢利的新一代网络时代应该到来。
从广义的无线通信概念看,无线的宽带化及其宽带资源将呈现出无限广阔的发展空间,但鉴于无线空间传输介质的不稳定性与时变特征,核心传输平台技术依然是光纤。而宽带在此指同时包括小于等于2 Mbit/s与大于2 Mbit/s的“Wideband”与“Broadband”这两种不同场合,快速移动运营场合甚至将50 kbit/s左右亦视为宽带运行。
2004年2月,ITU-T第13研究组经过激烈的辩论,给出了NGN的基本定义为:NGN是一个基于分组交换技术的网络,它能提供包括电信服务在内的各种服务,能够利用多种宽带且具有保证服务质量能力的传送技术。此网络应使各种与服务有关的功能的实现及各种与传送有关的技术使用相对独立。NGN使用户可自由接入到不同的业务提供商;NGN并支持通用移动性,从而可向用户提供一致的和无处不在的服务。
虽不能说上述NGN定义已十分满意,例如尚未计及其安全性、可信性、智能网管、可赢利与经济性等考虑,但其本质内涵至少达成了新一代网络时代发展目标的一些最基本共识,有其目标性及指导性。
因此,从广义角度观察,应该说,NGN是一种目标网络。它不是下一代Internet,亦不是下一代PSTN、下一代电信网、下一代有线电视网及广播电视网,而是一代由新的分组交换传送及IP协议为基础的融语音、视像、数据于一体的面貌全新的网络。它将真正使网络设施不受时间、空间和带宽的限制,充分实现网络个性化与个体化,使基于网络的虚拟世界与现实世界完美地融合,具有优良的网络端到端QoS性能,满意的网络与系统的可靠性与可用性,以及足以信赖的网络安全性。网络管理可达全局智能化,既有利于可赢利商业模式运作的集中智能网管,同时将网络智能分布化及推向边缘,保持与发扬Internet终端智能化的长处,摈弃其整体网管弱智与缺乏可赢利商业模式运作的严重缺憾。网络接入可达到灵活、多样化、个性化的5W(5A)方式的无缝宽带接入,有跨协议、跨标准的国际漫游能力,以市场与业务驱动为导向,将呼叫控制与网络传送层及业务层完全分离,可进行服务的快速布设与移植,可充分利用平台的分布性、开放性与标准性,积极调动运营商及第三方的天才与创造性,快速丰富业务种类与市场应用等等特征的一种理想化的网络,充分体现其满足社会与个人愈来愈高的综合性全球通信要求:多业务、高质量、宽带化、分组化、智能化、移动性、安全性、开放性、分布性、兼容性、可管理性与可赢利性等一系列全业务综合运作的基本特征,这是目前Internet、电信网、移动网、广播电视网及专用通信网等均不能全面具备的基本特征,亦是它们进一步按NGN定义与框架目标要求进一步演进、互补、集成、协同、汇聚与融合所期望达到的目标要求的基本特征。按此,各类在NGN概念导引下前向演进产生的新一代网络均为NGN集合的子集。[4]而NGN的核心理念为“开放、创新与融合”。
对NGN技术层面的框架目标,尽管随时代认识演进肯定会逐步有所提高,但在每一阶段应该拟订共同遵循的“MinMax.”准则框架,即最低限度要求确立的最高框架目标,进行约束与演进。
显然,按上述框架目标实施的NGN决不可能轻而易举地一步到位,必然是一个分阶段积极稳妥、科学求实地一步步向GII演进发展的漫长征途。因此从定义至实施策略看,制定明确、科学、稳健的长远及各阶段的NGN发展步骤依然十分必要。
另一方面,NGN是一种广受欢迎的网络装备新概念,内含诸多未知及不确定因素,但亦不能将NGN神秘化,只能走一步、看一看再说;或者将其目标设定得太短浅与局部化,从而又回归PSTN原先的理念与局限之中。以GII为终极目标的NGN装备性目标网络必须有一个较统一合理定义才好,这应计及各类下一代子集网络的进一步发展,包括NGI、下一代电信网(NGTN)、IEEE 802.xy在内的3G演进范畴的下一代移动网(NGMN)与稍广义的下一代宽带无线移动网(NGBWMN)的发展,及下一代广播电视网(NGBVN)的发展等,促进电信网、计算机网、广播电视网三网能真正逐步有效地汇聚与融合。既要有务实的阶段发展基础,发挥各类下一代子集网络的创新积极性,又要有统一合理的框架目标与定义作指导,稳步有序地向前演进发展。
在这些意义上,可按上述“MinMax.”准则,简单地公式化描述目标的NGN表达为:
阶段性
NGN=■i(NGN-i) (i=1,2,…,n)
集合性……→GII目标
NGN=Uj(NGXjYjZj) (j=1,2,…,m)
从NGN的“N”语义观点看,将“N”释义为“Next”、“New”及“Non”均无大碍。因为就“代”而言,永远有“下一代”或“新一代”,因此,实际沿用NGI的“NGx”方式引入的“NGN”的定名,本身并非十分精确和令人满意,但其确定的概念与目标是明确和有意义的。在于立足NGN“开放、创新与融合”的核心理念与基本内涵基础上,不断无缝演进,“积极、稳妥、科学、求实”地发展,这才是真正必须追求的目标。
当然,以IP为基础、甚至所谓全IP发展NGN的策略是否稳妥,依然有不少怀疑与争议。有人认为Internet及其IP网的三大缺陷为安全失控、QoS无保障及网管弱智,特别是安全性问题最为严重,全IP化即使用IPv6也不能有本质改进的演化,必须从中间件层入手,才能真正取得隔离功能及解决安全问题。对此,其实IP和Internet研究的权威机构——IETF,对现有Internet及IP协议的缺陷与不足亦已有足够的认识,曾在其年会中提出过主题“因特网的十字路口”,列举了Internet下一步发展面临的十大技术问题:身份识别技术、保护IPR技术、保护个人隐私技术、新一代Internet通信协议IPv6技术、下一代Internet结构的网格(Grid)技术、无线Internet技术,传统电话网与Internet融合的技术、更有效地在网上传输的视频技术、防止垃圾邮件的过滤技术及网络安全技术。如果无法在网络安全、个人隐私及IPR保护方面取得突破,Internet将无法成为一种真正可信的商业工具。而此十大技术问题中有一半以上与安全性有关,可见IP安全问题的实际严重性。
IP包结构兼含“内容”加“地址”(源地址及目的地址),在网内传送时,来龙去脉清楚、自我暴露性强。黑客可借助地址引导,利用“地址过滤”的方法窃取信息及实施攻击,因而有人提议有“中间件”层的ICA结构解决这一难题。尽管具体的操作途径尚需花大力气探讨,但指明其“中间件”层的突出作用是正确的。从而,在目前推进IP为基础的NGN发展过程中,不光是应用层面,对安全性、IP-QoS、智能网管等目标,均应该在多维层面上,大量发挥各类“中间件”的重要作用才行。而目前之所以要强调在IP基础上下功夫,一方面是基于其全球大规模普及成功的事实,并具备多业务增值的基本吸引力,更主要的是目前尚未找到一种比IP协议更适合现实操作的其他途径。
而且,信息安全有更广义的内涵,应包括反黄色信息危害青少年身心健康等信息环境营造在内,需政策监管与技术措施双管齐下才能奏效。信息对策的老三样“堵漏洞、筑高墙、防外攻”属消极防御措施,尤其是其单独实施,愈来愈不能奏效。一方面要想出更积极的对抗措施,包括对其源头跟踪堵截等;另一方面,即使对单个用户而言,也需要防黑防毒、漏洞修复、数据拯救等集成于一体,形成综合对抗能力更强的整体安全系统才行。另外,信息安全对策应根据不同类别安全用户的实际要求提供不同的有效解决方案,就像TCP/IP的“尽力而为”BE策略不能保证语音等实时业务的QoS要求,但如果用户只需要BE类业务,又何不作为简单、经济、实惠的解决方案呢!
因此,总体来看,一方面应针对目前IP大量普及多业务运行紧迫需求的现实状况,积极采取一系列有效的措施,诸如多层面中间件安全隔离缓冲连接、网络准入控制(NAC)计划及网闸(GAP)等,以改进IP安全性;另一方面,积极推进美国NSF提出的GENI及FIND行动计划及我国“国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)”中提出的发展“高可信网络”等目标的研究创新工作,以寻求一种比现有TDM、分组网络及TCP/IP协议具备多方面综合优势及更安全、可信的网络系统结构,经局部试验有效后再逐步全面推广。
当然,即便未来5~15年中,GENI、FIND及“高可信网络”等计划取得进展与成功,这并不有悖于上述NGN按阶段的稳步向GII的推进。在NGN开放、融合与创新核心理念指导下,NGI、NGTN、NGBTVN、NGBWMN等范畴的IPv6全面推进,网格应用及服务的推广,业务与环境感知的RFID引入,语音/数据/视频P2P-SIP应用,Internet智能节点分布管理重叠网演进,FGNGN等7个热点研究小组研究进展建议书,由NGN-FGNGN至NGN-GSI、NGN Rel.x(x=1,2,3,…)、FMC-IMS/SIP、FG-IPTV、FG-RFID、IPTV/Triple Play及“三网融合”推进,3G/3G演进-LTE/AIE(E3G)-IM-Advanced(B3G)及IEEE802.xy-Wi-Fi/WiMAX/Mobile-Fi/TV-Fi…4G/5G等演进支持下的NGBWM,其中亦包括新一代宽带卫星网NGBSN的推进,这些均为目标NGN与各类子集NGxyN及其阶段性发展十分需要的创新环节与重要路标。
2 积极支持自主知识产权及技术、应用持续
创新
如上所述,自主知识产权与国际标准化问题是一个甚为敏感与极其重要的问题。国际标准必须由相应核心专利与知识产权作支撑,包括实施此标准的核心技术芯片的支撑。目前,跨国公司日益密集的国际标准核心“专利与芯片陷阱”已成为阻碍包括中国在内的发展中国家发展本国产业的难题,重视与开发自主知识产权与参与国际标准的制定已成当务之急,而且在通信、计算机及家电等高技术领域表现得尤为明显。
把增强自主创新能力作为国家战略,坚持走中国特色的自主创新道路,用15年时间使我国进入创新型国家行列,这是党和国家的最新号召,是时代赋予我们的光荣使命。而走中国特色的自主创新道路,核心就是要坚持“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”这十六字指导方针。要大力开发具有自主知识产权的关键和核心技术,努力提高原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新这三大创新层面的创新能力;坚持有所为有所不为,集中力量重点突破,实现跨越式发展;从现实的紧迫需求出发,着力突破重大关键技术,创造新的市场需求,培育新兴产业,引领与支持未来经济社会持续协调发展。要特别强调加强知识产权保护,同时要利用好全球科技资源,引进国外先进技术,积极参与国际科技交流与合作。基于这些基本指导方针与原则,深入分析讨论自主知识产权战略与国际标准化问题已成当务之急。
TD-SCDMA及AVS均为典型示例,从中可能会获得诸多有益启迪。
TD-SCDMA历经3G基本技术试验、研发与产业化技术试验、应用技术专项试验,现今至规模网络技术应用试验(北京、上海这2个原先试验网适当扩容,加保定、青岛和厦门3个城市),目前,正积极正视自身在终端及细分市场方面与WCDMA及cdma 2000的差距,在按规模网络技术应用试验进一步努力中,理性思维自身长处与弱点,积极应对、务实推进,迎接即将来临的中国3G大规模单独/混合组网实际商用,真正实现在运营商支持下的全球3G主流标准的应有市场地位,以自身实力赢得细分市场用户的欢迎与青睐。以中国国内应用为基点,稳步向周边与全球扩展推进。
我国音视频标准AVS相当H.264及Windows Media 9要求,是比MPEG-2更高效率的音视频编码标准,其目标不仅限于中国,还准备作为国际标准对外推广,IBM及INTEL等多家外国公司都参与了AVS标准的制定工作。实际上,现代标准的制订一定要基于竞争环境的现实“你中有我,我中有你”,既不能妄自菲薄,又不能闭门造车,要走合作共赢的道路。AVS标准拟积极探索技术、标准、知识产权和产业的协同发展之路,既采纳先进的专利技术,又将专利的利益索求限制在一个合理的水平上,以保证标准的公益性及产业发展的合作共赢。
AVS具有下述引人注目的三大特征。
a) 技术路线着眼取得编码效率与构成复杂性的折衷,特别适宜于较低速率高效率压缩的手机电视之类移动视频应用。
b) 专利的利益索求限制在保证标准的公益性及产业发展的合理水平上。
c) 重视打造国内、国际共赢合作的产业生态环境。
AVS探索高效编译码、低实现复杂度及低专利费与合作共赢的产业结构这种自主创新的基本思想是值得鼓励与支持的。AVS规定的多种标准,将对我国乃至国际社会移动音视频、多媒体/超媒体产业发展产生重要的战略影响。
此外,自主创新应特别重视一些共性、关键的核心技术,对各类无线系统及相应有线系统更新换代有重要作用的关键核心新技术,大抵有20项左右,包括卫星通信及数字集群移动通信应用在内,详情可参
3 GENI、FIND与高可信网络
3.1 IP协议的问题所在
从TCP/IP协议为基础的Internet的发展历程可知,IP协议的最可取的内涵与作用即在于其充分的开放透明性与灵活有效的多业务增值能力。然而,既要开放透明,自然容易受到攻击。因此,Internet商用化后大量暴露出的一系列问题中最棘手的即为安全性问题。
仔细分析PSTN、ATM及IP网络结构可更充分理解IP网安全性问题的原因所在。
一般安全攻击多半在终端发起,PSTN的终端本质为傻瓜型,兼之PSTN的收费模式,若想在终端入手发起大规模攻击,成本很高,难以操作;PSTN的用户端与网络端接口UNI与NNI彼此分离,业务提供及控制权均在运营商手中,没有运营商参与用户难以在终端做新花样,播发病毒及发动攻击;就算客户想做手脚,追查亦较方便,因为PSTN对所有终端均按E.164码号规则赋予全球惟一与公开的编号;此外,当提供IP网接入服务时,PSTN仅作为IP网的链路层接入,IP数据只是在PSTN上透传,无法用PSTN接入IP之际从IP网攻击PSTN。由此可以理解PSTN的网络与终端安全性较好,相应其丧失的是灵活有效的宽带多业务增值能力。
ATM虽然亦同属分组型技术,但ATM并无直接的终端业务与用户,对用户而言只是提供一个逻辑“专网”,用户只能在自已的“专网”中运作,用户亦无能力与可能发送ATM网络能识别与要识别的信令与业务数据;同样,ATM的UNI与NNI是分离的,网络只是为用户提供透传功能,其信令、业务数据等对用户为不可见,用户无法产生恶意数据对ATM进行攻击;相应ATM网络与网络间的安全性则靠运营规则与运营商间的信任关系和协同合作予以保证。而且,由于用户只能在自己所在的网络中运作,即便能发动攻击,亦只能攻击自己网络内的有限用户,很容易追查。因此,ATM网络亦有较好的安全性保证,但同时带来了宽带多业务增值不灵活与不价廉物美等缺点。
再看IP网络,它真像信息的明信片传送,没有UNI与NNI的分离,运营商设备、协议乃至网络拓朴对用户均开放可见,用户端产生的IP信息,无论在用户端或在网络中均可传送终结,从而既可能由用户端与运营商网络交换非法及恶意路由信息,也可能对运营商网络的路由器、接入服务器等设备及三层以上设备实施攻击。与此同时,位于IP网络边际用户侧的网络与业务、应用,一般均使用TCP/UDP/IP这一基础技术,这导致用户间在IP层及应用层等各层面彼此透明可见,亦为恶意用户攻击对方网络及相应业务、应用大开方便之门。
IP网络的终端高度智能化及多业务能力一方面使由终端用户发动攻击变得容易,同时又增加了识别与防范各类安全攻击的难度。因为多种业务综合承载在同一网络上,难以分辨与确立用户间的信任关系,导致恶意用户容易找准对象发动攻击,而被攻击的用户实际上难以分清哪些是合法用户的正常访问,哪些是非法用户侵入或恶意攻击;另一方面,鉴于IP网络及技术飞速发展,协议设计及软件开发中难以避免的缺陷与漏洞在大规模应用前来不及测试发现与彻底排除,这亦给恶意攻击造成可乘之机。对此,一些最知名公司的软件漏洞,如微软的Windows XP sp2、思科的IOS乃至苹果的MAC OS均为其明显示例。
此外,IP用户身份难以识别导致很难跟踪及遏止攻击者;而且,IP高度智能的终端及其宽带化,加上其计费模式,可使恶意用户方便与低成本地实施大规模攻击,包括分布式拒绝服务(DDOS)攻击在内。制造这类攻击的技术亦变得相对愈来愈容易,从而使得这类非法入侵、恶意攻击有增无减与防不胜防,着实令人担忧。
2000年初,Yahoo、Amarzon及CNN等网站即因DDoS攻击而被迫关闭,从而造成不可估量的损失。当然,亦必须承认,IP协议的开放透明性导致的安全性弊端,同时带来了灵活有效的宽带多业务增值能力、容易互联互通和有效降低成本等市场应用优势。
安全问题现实情况亦确实如此,黑客、病毒似乎愈杀愈烈,泛滥成灾,实际已成为IP网络安全运作的头等隐患。因此,寻找IP网络的有效安全对策,尤为重要。
3.2 GENI
由上述讨论可充分理解以TCP/IP协议为基础的Internet的问题所在,事实亦确实如此。2004年,专门针对美国政府网站的非法入侵事件达5.4万件,2005年非但未减,却升至7.9万件。被入侵的政府网站包括国防部、白宫、能源部、国土安全部等重要政府部门。靠打补钉之类的堵漏洞安全防护措施显得愈来愈无效,尤其对移动节点补钉,由于每移动一次要分配一个新的IP地址,导致用户无法辨认网络与可能中断业务,无法追踪移动网上犯罪事件等。一句话,由于Internet缺乏有效的信息安全体系结构,从而无法杜绝病毒、垃圾邮件及种种网上恶意攻击与威胁。美国总统的信息技术咨询委员会亦认为Internet情况正在变糟,网上威胁与攻击愈来愈多并愈来愈严重,甚至担心有朝一日网络恐怖分子会制造“数字珍珠港”事件。
在美国,主流意见已认同现今已是创新思考Internet的基本体系结构与采用新的设计理念的时候了,这不仅是关键技术与协议的创新,而是需要整体与全局性网络体系架构的创新。美国NFS为此正在制订一个5~7年规划,以实现这一目标,并于2005年8月22日正式公布了GENI行动计划,由其下属的计算机与信息科学及工程(CISE)理事会来筹划执行。
GENI以Internet为主要对象,目标是建立全球创新性网络环境与研发新的网络体系结构,大大提高网络安全、可信能力与分布式系统体系结构能力,以应对21世纪的诸多严峻挑战,推动科技进步与刺激创新和经济发展。GENI新体系结构期望体现以下4方面基本特征。
a) 良好的安全性与管理顽健性。
b) 允许不同大小的计算设备,不仅是PC,还包括传感器和内嵌处理器等均能与新网络连接,以实现普及计算能力这一宏伟设想。利用无线网及传感网在物理世界与虚拟世界间架起桥梁。
c) 能实现对其他重要基础设施必要的控制与管理。
d) 引入一些使网络变得更有弹性与更容易管理的技术,使业务提供商可更好地传送信息流和提供先进合理的新业务而毋需进行权衡协调,使之操作简便及适用性强。
GENI计划包括两大部分内容,即研究计划和规模开发新体系结构的全球实验设施。
研究计划拟包括下述6个主要方面。
a) 创造新的体系结构核心功能,可超越现有的电路交换、数据报和分组交换机制,设计新的命名、寻址和身份识别体系结构和新的网管机制。
b) 开发网络增强能力,构建体系结构内含的安全性、高可用性,在私密性与说明义务间取得平衡,并针对地区差异与当地价值进行设计,关键网络能力为安全性、管理顽健性和经济持续性。
c) 部署和验证新的体系结构,设计包括利用新技术(新一代无线设备、传感器、新一代定制路由器和光交换设备,直至控制和管理软件等)和包括普及计算在内的新计算方法的新体系结构。
d) 建立高级服务抽象,例如使用信息目标、基于位置信息的服务和身份识别框架。
e) 构建新的应用与服务模式,使大规模分布式应用变得安全、可靠和可管理,制定分布式应用的原则与模式。
f) 推导新的网络体系结构理论,调查网络复杂性、可扩展性和经济激励因素。
GENI的全球实验设施计划试图通过下述6方面实现研究人员的有效连接与可操作。
a) 通过时间域和空间域切块和虚拟化操作实现共用,在此,“切块”表示限于特定实验的资源子集。
b) 通过可编程平台(例如通过定制的协议栈)接入物理设施。
c) 通过使用者选择和由IP隧道,让大量使用者可参与。
d) 通过切块间的可控隔离与连接进行使用者间的保护与合作。
e) 利用新平台与网络进行广泛调研,可有各种各样的接入电路和技术及全球控制与管理软件。
f) 通过联合设计实现各独立设施的有效互联。
GENI设施除利用现有网络试验床,如Plannet-Lab、ORBIT、WHYNET、Emulab、X-Bone、DETHER等最好的概念与能力外,还必需进一步扩充,以形成能够有效支持GENI研究目标的实验基础设施。GENI行动计划的目的之一亦希望吸引现有试验床上的研究人员与使用者逐渐转移到GENI设施上来。GENI的投入为3亿美元左右,其参与者包括美国的大学与学院、民营企业、国际合作机构等,鼓励建立广泛的研究合作伙伴关系,特别是产、学、研与政府部门。GENI由CISE与业界、其他美国机构及国际组织一起工作,拟将参与GENI的范围扩大到NSF与美国政府以外。
3.3 FIND
FIND是美国NSF未来15年的涉及“未来Internet设计”的中长期研究计划,是NSF涉及网络技术与系统研究计划NeTS(Network Technology and Systems Program)中4个研究计划中的一个非常有历史意义的重要研究计划,它直接支撑GENI行动计划的实施。
FIND的首次会议于2005年12月5日在美国希尔顿饭店召开,确定FIND项目要回答下述两个大类的问题。
a) 未来15年的全球型网络期望满足什么样的要求?
b) 哪怕是概貌性的,如何设想与设计这一未来全球网络?
FIND期望征求回答上述两问题涉及的体系结构、原理与设计的各种清晰的提案。FIND的基本宗旨与哲理亦在于抛开现行网络概念的束缚,鼓励大胆创新与设想未来。
FIND的目标是寻求设计一种下一代Internet,称之为未来Internet,即指其核心功能应设计成安全、顽健、可管理,可使用与满足社会需要,具备新计算模式范例,集成新的网络技术,有高层面水准的服务体系结构及新的网络架构理论。网络架构中可设置传感器与嵌入式系统,有信息接续、位置管理及识别管理等功能,并考虑15年后光系统核心网等对大规模网络系统设计的可能影响。
NeTS项目将征求网络技术与系统领域各类有价值的研究提案,包括未来端到端的Internet体系结构。利用一系列所谓颠覆性技术,诸如程控无线、移动无线、无线传感器和光网络的子网络体系结构,对现有Internet,包括测量、建模及复杂网络的理解等方面的战略研究,促使网络通信设施有效保护用户隐私、同时可抵御与对抗各种恶意攻击,使电网、银行等设施获得足够的可信性。通过装备传感性物理环境使物理及虚拟环境获得有效桥接,以增加个体及组织的效率、安全性及生存质量;通过全球网格、超级计算机及海量数据存储等手段实现科学和工程创新与发明,并就新业务、新商业模式等实现各种领域的全方位的广泛创新等。
此外,NeTS的其他3个相应研究项目的基本目标如下。
a) ProWin拟通过程控无线电能力提高频谱利用效率及改进无线网络的互联性能。
b) NOSS期望创建相应体系结构、工具及算法,以容易综合与构成传感系统网络。
c) NBD的目标瞄准平衡理论及实验研究,包括教育计划在内,加深对大型、复杂、超级网络的理解,基于呈现中的无线和光技术,设计接入与核心网,以及推进Internet的继续演进等。
3.4 CNGI 及 高可性网络
国内外NGI,包括美国的Internet2、vBNS、vBNS+、MoonV6,欧洲6INIT、6NET、Euro6IX,日本的“e-Japan”、JGN及我国的CNGI等均是以新IP协议IPv6为基础,展开试验研究开发、甚至扩展为产业化推进。我国CNGI工作的前身源于1998年清华大学依托CERNET建设了中国第一个IPv6试验床及实验网络,进而于2000年在中国NSF支持下,“中国高速互联研究实验网络(NSFCnet)”项目启动,建设了我国第一个地区性NGI试验网络,2001年该项目通过鉴定验收。同时,国家“863计划”资助了CAINONET项目,依托CERNET,由清华大学等单位建设和运行大规模IPv6实验网络。“十五”期间,由当时的国家计委为主要支持,加上相应NFS与“863”项目和关键技术开发项目协同,以“下一代互联网中日IPv6合作项目”为先导,开始了中国NGI工业性示范工程新时代。使用CERNET光纤传输资源,建成连接北京清华、广州华南理工、上海交大三单位的广域高速IPv6试验环网,与中日IPv6试验网国际线路互联,为开展IPv6网络关键技术研究提供了网络基础与实验环境。进而,2002年8月,国务院正式启动了“中国下一代互联网示范工程(CNGI)”,CNGI项目综合了运营商、设备制造商、大专院校和科研机构等多方面实力,使其不单纯为一个科研性质的实验网,更是一个面向商用的示范网。其基本目标为“推动基于NGI的新技术产业化发展,建设成一个新技术研发、试验、推广、盈利的良性循环网络”。
CNGI平台以CERNET及五大运营商为主体,构成6个核心主干网,分别连接39个高速宽频节点,通过北京和上海两个国际中心联向国外。CNGI本身连接300个驻地网,包括高等院校、研究机构及企业的研发中心,建成了世界上最大的科研与商用IPv6网络,其研究项目中亦有面向IPv6互联网安全体系结构和关键技术研究,利用IPv6海量地址能力构成的众多表单来解决安全体系,可能是安全可信性问题的一个重要解决思路。CNGI与我国电信运营商在大力推进的NGN联手,有大量自主创新的空间存在,将进一步增强我国在NGI方面的核心竞争力,同时将积极促进我国参加NGI、NGN国际标准的制订与相应研究开发与实际应用工作,应用领域涉及视讯会议、IPTV、视频多媒体点播、远程教学、智能交通、地震监测、气象应用、网格服务、2008奥运等方方面面。
高可信网络,起源于可信计算问题。可信计算是一种较狭义的整体安全思想,其基本概念早在1999年由Microsoft、INTEL、HP、IBM等国际知名大公司提出,旨在利用可信计算技术构建一个通用的终端硬件平台,增强现有PC终端体系结构的安全性。2000年12月,由美国卡内基梅隆大学及美国国家宇航局NASA牵头,在IBM等诸多知名企业参与下成立了可信计算联盟(TCPA),2003年3月,TCPA改组为TCG。2003年9月,INTEL推出了相应的LaGrande技术,并于2004年12月推出了使用该技术的Prescott下一代奔腾处理器。可信计算是在PC机硬件平台上引入安全芯片架构,其核心是可信平台模块TPM,它实际是一个含有密码运算部件和存储部件的系统芯片,以密码技术为支持,安全操作系统为核心,是信息安全领域起关键作用的体系结构变革。在TCPA和TCG推动下,微软于2002年7月公布了Paiiadium的“可信赖计划”,提出了未来十年的可信计算战略目标,并于2003年将其更名为下一代安全计算基础(NGSCB)。
我国从2000年即由国家密码管理委员会办公室立项开始可信计算技术研究,2004年6月,武汉瑞达公司推出了国内首款自主研发的具TPM功能的可信安全计算机,2005年4月,联想、兆曰科技基于可信计算技术的PC TPM安全芯片产品正式推出,尔后联想开天M400S、清华同方超翔4800及长城世恒A及S系列安全PC产品纷纷问世。“十一五”规划及“863”计划均将“可信计算”列入重点支持项目,有较大规模投入,并于2005年初正式成立了我国可信计算标准工作组。
总体来看,我国可信计算研究起步较早,亦已研制出一些具有自主知识产权的可信PC产品,但整体水平与规模尚差,兼之缺乏足够的经济实力,尚未实现产业化。
2006年2月颁布的“国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020)”中提出了发展“高可信网络”的自主创新目标,强调了“以发展高可信网络为重点,开发网络信息安全技术及产品,建立信息安全保障体系,具备防范各种信息安全突发事件的技术能力”,并明确了“建立可信的网络管理体系”的思路与要求,显然,这是比“安全计算”有更深层次内涵及更高层面要求的网络创新的目标,将开创未来高可信的信息通信网络新时代。
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