从FIND到FIRE——下一代网络Clean-Slate研究现状
作者 高飞 | 2009-10-16 15:27 | 类型 专题分析, 互联网, 弯曲推荐 | 24条用户评论 »
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从DARPA的试验品到1995年的商业化，到今天无处不在，Internet走过了40年，无数学者、工程师、科学家和普通用户参与其中添砖加瓦。今天Internet的缺陷是显而易见的，在安全、IP地址数量、移动性各个方面都存在挑战性的问题，而对这些问题的改进，如无类域间路由CIDR，网络地址翻译NAT等等，几乎奇迹般的让Internet在各种不同的应用上工作到今天。 然而，不管这些机制发展到多么完美，都类似于锅破了补锅、碗破了补碗，无法从根本上解决问题。那什么是“根本”上解决问题？许多研究者相信，重新定义网络架构也许是“根本”的方案——尽管这类似于给飞行中的飞机更换引擎。 这种根本的方案，学术界形象的叫做“clean-slate”方案，类似于当年我国的“打扫干净屋子再请客”的说法。直接点说，就是重新定义网络体系架构，象当年那样再来一次。这一次，可以尽可能的考虑当前的各种需求，尽可能的设计到未来可能的需求（尽管笔者认为这点其实很可疑）。笔者带大家来看看欧美在clean-slate方向上的战略研究。本文不具体介绍基于目前Internet的研究机构，比如普林斯顿的PlanetLab和VINI。（http://www.planet-lab.org/）
1. 美国：GENI（http://www.geni.net/）和FIND（http://www.nets-find.net/） 美国国家自然科学基金会NSF（National Science Foundation） 正在主持推动建设下一代试验研究网络GENI（Global Environment for Network Innovations）。NSF通过FIND（Future Internet Network Design）来在大学和其他研究机构资助项目推动GENI。所以这两个名词稍有差别。FIND是NSF的网络技术与系统（NeTS，Networking Technology and Systems）课题组的重大长期资助方案。FIND邀请研究人员来考虑“15年后”的全球网络需求，以及如何不受约束从头开始建设网络——if we could design it from scratch。FIND的研究方向不局限于基础设施，还包括了原理、协议、体系结构和方案设计。而GENI代表FIND方案的成果之一——一套用于网络研究的基础设施。 具体到GENI，目前参与GENI的学校和研究所几乎囊括了美国所有顶尖的机构：斯坦福、麻省理工、卡耐基梅隆、普林斯顿、甚至国防部等等。而积极参与的公司，在GENI网站上点名的有：Ciena、思科、CNRI、 Fujitsu、惠普、Infinera、微软研究院、NEC、Netronome、SPARTA、Qwest。笔者有点诧异，居然没有老牌的IBM和新贵的谷歌的名字。 GENI与Internet2（http://www.internet2.edu/）和National Lambda Rail（http://www.nlr.net/）这两个赫赫有名的机构结成伙伴关系。笔者注：这两个名词既代表组织，也是论坛，也是研究性网络，也是体系结构；其关注的重点还是网络速度与性能。 参与GENI的项目由GPO（GENI Project Office）来调度——GPO负责召开工程会议、收集研究报告、组织审阅和资助研究、规划和通报项目进度等等。GENI对于自己所要创建的体系结构的核心概念要求是：
除了国家级的项目，一些名校也有自己的clean-slate研究项目，比如卡耐基梅隆的100X100（http://100x100network.org/），斯坦福的clean-slate（http://cleanslate.stanford.edu/）。这些研究都或多或少和GENI有点关系。 2. 欧洲：FIRE(http://cordis.europa.eu/fp7/ict/fire/) 欧盟在clean-slate方向上，也有一个类似的项目，叫做FIRE（Future Internet Research and Experimentation）。FIRE的原则是推进基于试验的研究，把学术界前瞻研究和工业界测试实验两端相结合。同样，FIRE也在欧洲致力创建大规模的、动态的、可持续的实验设施，这个过程中，将把目前各个小规模的试验床链接和联合起来。 FIRE的第一批项目于2008年夏天启动，首批启动资金是4千万欧元。FIRE曾经设想让一个全新的网络与目前的Internet平行运营，最终取代Internet，或者至少推动对目前的网络体系结构进行变革。FIRE与美国的GENI在项目上有密切的合作。 值得一提的是，或许是因为欧洲对于IP地址的需求更加迫切，FIRE明确提出了对IPv6的支持，但是也认识到IPv6也是十几年前设计的，要分析其应对未来网络的不足。
无论是GENI还是FIRE，这些clean-slate的国家级的研究努力还处在初级阶段——在10到15年之内，可能很难指望他们出有意义的成果；而且这期间还需要不断的资助。笔者认为，做研究当然要考虑revolution，但是从实践出发，evolution恐怕是更现实的选择。现在的Internet远超出学术界所有，Clean-slate的方案今天比四十年前面临的困难要多得多。研究者和科学家们不能象当年一样在实验室里调整自己的各种方案，因为今天工业界和商业界的广泛接入使得任何调整都将涉及无数用户和资金，或许还有法律部门的介入。换言之，基本不可能重新来过。哪怕15年后，GENI和FIRE这样的网络也绝无可能完全成为下一代Internet，但是其子网和部分节点可能成为下一代Internet的一部分。 | |
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雁过留声
“从FIND到FIRE——下一代网络Clean-Slate研究现状”有24个回复
我个人认为这是弯曲评论以来所有文章最有分量和最有意义的文章之一。
作者在学术界?
GENI就是Larry Peterson继续planetlab
这个图是光线，超漂亮
好文章，我也抽空看看，研究一下。
陈首席，m2m有研究嘛？我觉得m2m和所谓的ipsg会有真的很大的挑战。
ipv4是为了计算机联网，设计ipv6的时候可能多想了些。现在开始准备部署ipv6的时候发现是移动终端（手机联网），但是m2m发展的时候也许ipv6的地址空间还够，但是在经济全球化的背景下，m2m可能带来的挑战比移动通信给IP网带来的挑战还要巨大。毕竟移动网的全球移动还是少数，更多的面对是区域内移动，或者说在一个IP地址域或者较完整的地址块里的移动。但是物联网呢？
要不我写篇拙作，放在这里大家讨论一下如何？
回2楼eecs.cal：
不尽然。GPO的确给了一个项目给PlanetLab，让其prototype GENI control framework。不过看看这句技术描述：GENI-specific PlanetLab development is focused on the geniwrapper module in PlanetLabCentral. 而GENI有无数component和PlanetLab没多少关系。
回4楼荣总：
在下非陈首席，不过在下忝居主编，当然欢迎阁下大作发表于本站。。。
Stanford的Nick Mickeown在某个IEEE会议的key notes中鼓吹clean-slate时，强调说学界过去10多年没有对业界做出实际贡献，因此需要clean一把。然后搬出自己的open-flow (netfpga based flow aware network with central controller)来说明问题。他也在同时指出WUSTL做的planetlab的supernode因基于ATCA设备而不符合现阶段成本控制。
而从planetlab的使用来看，目前只是overlay实验的一些虚拟机，且bandwidth和latency不可控。至于WUSTL的supercharging方案，确实已经部署，但仅仅用于实验都相当困难（IXP2800能提供多用户动态程序加载么？）
仅从此两路人马来看，clean-slate目前还未有突破进展，因此目前还难以感叹此项目的真正推动力。或许真正的推动力，还在于华为和cisco的PK:-)
荣总，如果你亲自写文章，那真是荣幸之至。另外，我下月初赴京，如果方便，希望能有机会拜访。
清华小土似乎是个狠角色：-）。TNND，这年头到那都要低调，为啥涅？大宋狠人太多：-）。
高飞的这篇文章非常好。抛砖引玉。陈首席希望在弯曲评论能开展一些下一代网络系统研讨热潮。
陈老师是铁了心要进媒体圈了，欢迎欢迎。
首席这次回来有没有什么topic可以share或交流？
快到光了：-）。讲讲CRS-1？别思科在北京的女销售捧着鲜花在门口欢迎。。。
我这样年里，个人觉得写和讲的最好的是我的“一个系统软件工程师的方法论”。
讲讲云计算吧，现在貌似很热。
当然离不开Networking和data center.
地点在哪？
我自己都觉得自己是个忽悠大王了，从处理器微结构一直能讲到云技术。连我自己都不相信了：-）。
云计算这个东西还真不是一个技术，是一个商业模式。其实姚期智同学请的13同学搞得就是剥去云计算商业模式之后的计算机技术。当年的Grid Computing， Globus等其实就是云计算的前期学术工作。这也是Ian Foster的贡献。
这篇文章真是不错，很是喜欢。
陈首席和高飞先生以及清华土著，不如利用html的精神来一个彻底的。至少把书目和文档分类准备一下。
这种难题我觉得如果有一个有效的组织，有效的组织操作，问题就可以解决，不论是创新还是打补丁，关键是真正有效的开始工作。有好的项目管理，资源调配。比如载人航天，或者是阿波罗登月计划那样部署和实施。
只可惜，互联网是世界人民的网，就像世界人民都要用的空气一样，协调起来难啊。
那就讲讲数据中心吧,
* system
* hardware
* software
cloud不提也罢，讨论data center是很好的topic。
推荐篇入门读物：http://www.eecs.berkeley.edu/Pubs/TechRpts/2009/EECS-2009-28.pdf
高飞，你好，我是IT时报记者林斐，不得已在此留言，能否告知你的邮件地址，有关IPv9的问题想向您请教。发至tektalk.cn邮件被退回。我的邮箱是 askfei at gmail dot com,谢谢。
10～15年？那我关于《星际互联网》的设想是不是可以作为GENI的一个子课题乜？呵呵，YY一下。
现在的互联网工作的不好吗？如果只局限在地球范围内，那么眼下的互联网技术在现在和可预见的未来其实工作的还不错。未来互联网会有什么应用，流量模型是什么样子的，恐怕谁也说不清楚。预测未来其实是一件很不靠谱的事情，一般热衷此道的大多是神棍之流，学术界和工程界还是少参与为妙。如果预测错了，是不是还要再推倒重来一次？综上所述，个人认为GENI基本是一件不靠谱的事情。貌似高主编飞也是这么认为的。
to zeroflag:
星际互联网不算很新的课题，因为DTN在学术界早就热过了。NASA在2008年就test过一次深空互联网。(NASA Successfully Tests First Deep Space Internet: http://www.nasa.gov/home/hqnews/2008/nov/HQ_08-298_Deep_space_internet.html)
to iWalle:
您给的那个链接显示是错误页，是不是NASA已经删除了相关的东西？
我提到的星际互联网不过是一个自己想到的脑力游戏而已，当然不能和NASA相比，自己YY一下也是一种娱乐嘛，您老别太当真，呵呵！
to zeroflag:
自动添加链接，结果把不需要的后括号也包括进去了。
http://www.nasa.gov/home/hqnews/2008/nov/HQ_08-298_Deep_space_internet.html
YY也要有超前意识，所以看看前人的工作还是必要的：）如果你感兴趣，可以去IPN SIG的主页去逛逛
http://www.ipnsig.org/techinfo.htm
基本同意zeroflag的意见。预测未来的事情嘛，Internet界一直说自己不预测未来。学术界多少还可以大胆想象，但是胡适之的下一句话可是“小心求证”。
GENI作为一个NSF的项目，还是积极的。但是指望GENI来彻底更换网络，是不可能的。
linfei，邮件前几周因为域名，出了点问题。现在已经修改了，gaofei@tektalk.org.
首席真的被招安了？