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虚电路服务元网络的优势和特色

2017-11-30

        这种网络是按Shannon通信模型研发的,她符合对未来网络的定义和要求;这种网络现在已经不是一种概念或理论,而是将在2018年3月份推出原型产品,可供测试和试用;这种网络具有其独特的优势和特色如下。
        1. 安全性高:分组(即由一定格式和数量字符构成的包)分为两类,建立虚电路的包是经过数字签名和加密的包,其他包只有临时分配的虚电路号。不像TCP/IP那样,每个包都有源地址和目的地址。
        2. 效率高:在建立虚电路时,就确定了路径,因此在源结点打包,传送到目的结点才撤开包进行处理。不像TCP/IP那样,每经过一个路由器都要撤开包进行把下一跳IP地址转换为MAC地址的处理;并且,一次通信,虚电路只寻址一次,不像TCP/IP那样,每传送一个包都要寻址。一次通信要传送多少个包就要寻址多少次。
        3. 服务质量QoS高:每次通信前,虚电路要进行资源预留(Resource reSerVation Protocol,RSVP),即在收发双方建立传输通路(Path)并在其上预留所需资源(包括通信容量,存储器等);不像TCP/IP那样,只保证路径是最短的,无法确定那一条路径,所以无法预留资源,如果资源不够,甚至没有就不可能保证传送的服务质量。
        4. 高抗毁容灾性:指通信不易被破坏,并且即使通信中断也容易恢复或重构通信的性质。过去的观点包括我们的观点,认为虚电路是有状态的,而数据报是无状态的,所以就恢复通信而言,虚电路比数据报困难。但是仔细分析虚电路通信的原理和过程就会发现就重构通信而言虚电路比数据报容易。因为可以建立并且同时使用多条虚电路。同时被破坏比一条被破坏的可能性小得多,只要有一条能工作,通信就不会被中断。因此可以说在保证服务质量前提下虚电路结构比数据报结构更具抗毁性。容灾指发生地震或战争造成网络大范围突然瘫痪的情况下还能尽快把灾难信息传送出去的功能。在TCP/IP中灾难信息的发现,只能利用OSPF协议的周期性发送的HELLO报文,如果没有响应,说明对方出现故障,网络通过泛洪,把情况传送出去。如果网络大范围出现故障,将产生大量泛洪,甚至造成网络瘫痪。这种情况是否能保证把灾难信息及时准确传送出去就很难确定。在服务元体系结构中如果发现大量相邻路由器突然同时停止工作,就可准确地判断灾难位置和范围,立刻启动救灾工作,包括首先启动备份路由器,并且采用最优广播把灾难信息传送出去。由于完全不使用“泛洪”,扩展性好,工作范围大。
        5. 没有地址枯竭问题: 现在端系统网络通信都是通过设置的路由器进行的,所以端系統不再需要地址,而且多个(成百上千甚至更多)端系统可以设置为同一个路由器。需要地址的仅仅是路由器。未来互联网直接採用以太网卡地址,把局部地址(地址次高位为0)分給路由器;而把全局地址(地址次高位为1)分給端系统,两种地址各长46位(目的地址最高位为1表示广播地址),大约64万亿个。这样,全球可以容纳约64万亿个路由器,约4096亿亿亿个端系统。以地球能容纳100亿人计算,每人平均可以拥有6400个路由器,10亿个端系統。这样,新体系结构网络能够彻底解决地址枯竭问题。以上是按现有网卡6字节地址计算的,那么多端系统也无必要,当前可按实际需要确定端系统的数量。将来如果需要扩展端系统的类型或数量,也无需增加路由器地址。
        6. 支持移动计算:移动计算是无线传送而不是有线传送,例如物联网和传感器网络。无线信息容易被窃听,只能通过加密来保证安全性,虚电路号传送数据也可以看成是一种高速度的简单加密。服务元网络的支持主要指多地址的支持,因为未来互联网只是一种有线管理平台。
        7. 能平稳过渡:为了平稳过渡到新体系结构网络,应该具有:1)能够和TCP/IP互联互通;2)能够运行浩如烟海的TCP/IP应用软件。在此,我们采用双体系结构的方法来解决平滑过渡问题,即将IPv4端系统连接到虚电路通信子网路由器,这样的端系统将具有安全性强、可管理性好……等性能。要运行TCP/IP应用程序可以在这样的端系统上运行。这样的端系统就是IPv4端系统,当然能够通过传统路由器和Ipv4 互联互通。
        8. 容易管理:传送前要申请,只有合法用户的合理申请才可能被批准;传送过程必须是被批准的按指定路径和分配的带宽等资源进行按规定的数据率和数据量的包才允许传送,其它包均不准传送;传送完收回分配的资源释放虚电路。而TCP/IP采用数据报结构,对每次通信都不限定路径,也无法分配通信资源,也不容易管控用户要传送多少数据和数据率。因此未来互联网路由器就知道并能记录相关链路的传送详细细节:在什么时间段,申请了多少,实际传送了多少数据率和数据量。网管站通过和各路由器之间的询问/应答完成了性能管理。此外端到端临时虚电路结构的严格管理,能使受到的攻击不容易蔓延扩展,TCP/IP则不能。网络系统通过不间断地监视网络各链路的性能,就能发现故障,例如某路由器管理的所有链路性能都不正常就可判断为该路由器可能发生了故障;如果仅仅有一条链路发生故障,则可能是受到攻击或该链路两端的网卡发生了故障。从而自动引导诊断测试,同时网管系统发出警告,记录某位置发生的故障,供网管人员分析处理,这就是故障管理。