[發明專利]一種虛擬并存的互聯網體系結構

無效

• 申請號: 200810224811.4
• 申請日: 2008-10-22
• 公開（公告）號: CN101374096A
• 公開（公告）日: 2009-02-25
• 發明（設計）人: 曾烈光;李勇;蘇海波;陳文濤;金德鵬;蘇厲
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04L12/46
• 分類號: H04L12/46;H04L29/08;H04L12/24;H04L12/26;H04L12/56
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐寧;關暢

技術領域

本發明涉及一種互聯網體系結構，特別是關于一種虛擬并存的互聯網體系結構。

背景技術

現有的互聯網具有透明和便捷的特征，為人們提供盡力而為的服務。互聯網在過去的幾十年里取得了巨大的成功，得到了廣泛的應用。但是，隨著互聯網應用環境的變化，現有互聯網體系體系結構與日益變化的需求之間產生了很多矛盾。現有互聯網的體系結構雖然具有很好的透明性和互聯性，同時也帶來了諸多測量、管理和控制等方面的問題，并且限制了一些新的應用的發展。具體來說，現有互聯網存在以下測量、控制和管理的問題：

1、網絡管理復雜易出錯：互聯網的管理主要包括網絡規劃、設備管理和配置管理等。隨著現有互聯網規模的不斷擴大，協議的不斷增加和復雜，網絡管理和配置項變得越來越多；同時，由于管理和配置工具的多樣化和獨立性，使得網絡配置管理變得日益復雜和困難。據統計，全球70％的網絡故障是由人為管理失誤造成，其中由配置管理失誤而造成的占到30％以上。

2、分布式的間接控制方式：互聯網的控制主要是指路由控制，現有互聯網的控制主要是通過分布式的間接方式來實現，具體為網絡管理員通過配置路由協議的參數，由分布式的路由算法生成路由器的轉發表。分布式造成了路由收斂時間過長，遇到網絡故障時恢復速度慢，并且其間接性導致網絡控制的難以實施。

3、無獨立的管理和控制通道：現有互聯網的數據平面處理數據包，控制平面通過分布式的路由協議產生路由表，管理平面對數據平面和控制平面的協議和參數進行配置和管理。控制平面、管理平面的數據包通過數據平面的通道進行傳送，導致網絡的控制和管理功能依賴于數據平面。一旦數據平面崩塌，網絡的管理和控制功能也將失去，直接導致網絡不可控、不可管。

4、網絡節點測量功能弱：現有互聯網的網絡節點(交換機、路由器)測量功能很弱，測量工作主要通過終端節點進行，得到網絡的延時、帶寬、丟包率等參數。但這些參數對于網絡節點的控制和管理是十分有幫助的，因此，需要增強現有互聯網的網絡測量功能。

為解決以上互聯網的可測可控可管問題，必須對現有互聯網進行重構，設計新的可測可控可管互聯網體系結構。為了解決可測可控可管的問題，新互聯網必然會增加大量測量、控制和管理的新功能，這可能使現存互聯網透明、便捷的重要優點逐漸失去。而如果要使新互聯網盡量保有現存互聯網透明、便捷的特征，必然增加新互聯網研究的難度和復雜性，制約新互聯網的發展。同時，新互聯網不可能一蹴而就，現存互聯網不可能一朝廢棄，因此，新互聯網和現有互聯網的兼容性問題不可避免。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提出一種虛擬并存的互聯網體系結構。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種虛擬并存的互聯網體系結構，其特征在于：它包括現有IP子網和可測可控可管IP子網；所述現有IP子網為現有的大規模商用互聯網協議的集合，采用盡力而為的服務方式，并且其數據平面保存現有互聯網的分層結構不變；所述可測可控可管IP子網包括數據平面、知識平面、控制平面和管理平面，所述數據平面與所述現有IP子網保持相同的分層結構且共用用戶應用層和物理層；所述可測可控可管IP子網和現有IP子網通過物理層的虛擬化技術來實現獨立虛擬并存，并通過用戶應用層的用戶選擇技術使用戶可以根據自己的需要自主選擇所述現有IP子網或可測可控可管IP子網；所述知識平面、控制平面、管理平面和數據平面通過虛擬化的方法使用統一調度的鏈路帶寬、處理器等硬件資源，虛擬并存且相互獨立。

所述用戶應用層的用戶選擇技術是在IP數據包中定義用戶應用層頭部，頭部中包含一個SUB_NET字段用于標識所選擇的服務，所述SUB_NET字段有兩種取值0和1，若用戶選擇使用所述現有IP子網，將用戶產生的IP數據包中的用戶應用層頭部中的所述SUB_NET字段置為0；否則，若用戶選擇所述可測可控可管IP子網，則將所述SUB_NET字段置為1；用戶應用層通過檢查所述SUB_NET字段，若所述SUB_NET字段為0，則將該數據包轉發到所述現有IP子網進行處理；否則，將該數據包轉發到所述可測可控可管IP子網進行處理。

所述知識平面作為獨立的平面從所述數據平面中分離出來，形成邏輯獨立的虛擬子網，其主要功能是通過網絡測量的方法對所述數據平面的各層進行智能感知和測量，并進行自學習，形成各種網絡知識，用以提供給所述管理平面和控制平面形成各種網絡管理和控制決策。