[发明专利]一种虚拟并存的互联网体系结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种互联网体系结构，特别是关于一种虚拟并存的互联网体系结构。

背景技术

现有的互联网具有透明和便捷的特征，为人们提供尽力而为的服务。互联网在过去的几十年里取得了巨大的成功，得到了广泛的应用。但是，随着互联网应用环境的变化，现有互联网体系体系结构与日益变化的需求之间产生了很多矛盾。现有互联网的体系结构虽然具有很好的透明性和互联性，同时也带来了诸多测量、管理和控制等方面的问题，并且限制了一些新的应用的发展。具体来说，现有互联网存在以下测量、控制和管理的问题：

1、网络管理复杂易出错：互联网的管理主要包括网络规划、设备管理和配置管理等。随着现有互联网规模的不断扩大，协议的不断增加和复杂，网络管理和配置项变得越来越多；同时，由于管理和配置工具的多样化和独立性，使得网络配置管理变得日益复杂和困难。据统计，全球70％的网络故障是由人为管理失误造成，其中由配置管理失误而造成的占到30％以上。

2、分布式的间接控制方式：互联网的控制主要是指路由控制，现有互联网的控制主要是通过分布式的间接方式来实现，具体为网络管理员通过配置路由协议的参数，由分布式的路由算法生成路由器的转发表。分布式造成了路由收敛时间过长，遇到网络故障时恢复速度慢，并且其间接性导致网络控制的难以实施。

3、无独立的管理和控制通道：现有互联网的数据平面处理数据包，控制平面通过分布式的路由协议产生路由表，管理平面对数据平面和控制平面的协议和参数进行配置和管理。控制平面、管理平面的数据包通过数据平面的通道进行传送，导致网络的控制和管理功能依赖于数据平面。一旦数据平面崩塌，网络的管理和控制功能也将失去，直接导致网络不可控、不可管。

4、网络节点测量功能弱：现有互联网的网络节点(交换机、路由器)测量功能很弱，测量工作主要通过终端节点进行，得到网络的延时、带宽、丢包率等参数。但这些参数对于网络节点的控制和管理是十分有帮助的，因此，需要增强现有互联网的网络测量功能。

为解决以上互联网的可测可控可管问题，必须对现有互联网进行重构，设计新的可测可控可管互联网体系结构。为了解决可测可控可管的问题，新互联网必然会增加大量测量、控制和管理的新功能，这可能使现存互联网透明、便捷的重要优点逐渐失去。而如果要使新互联网尽量保有现存互联网透明、便捷的特征，必然增加新互联网研究的难度和复杂性，制约新互联网的发展。同时，新互联网不可能一蹴而就，现存互联网不可能一朝废弃，因此，新互联网和现有互联网的兼容性问题不可避免。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提出一种虚拟并存的互联网体系结构。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种虚拟并存的互联网体系结构，其特征在于：它包括现有IP子网和可测可控可管IP子网；所述现有IP子网为现有的大规模商用互联网协议的集合，采用尽力而为的服务方式，并且其数据平面保存现有互联网的分层结构不变；所述可测可控可管IP子网包括数据平面、知识平面、控制平面和管理平面，所述数据平面与所述现有IP子网保持相同的分层结构且共用用户应用层和物理层；所述可测可控可管IP子网和现有IP子网通过物理层的虚拟化技术来实现独立虚拟并存，并通过用户应用层的用户选择技术使用户可以根据自己的需要自主选择所述现有IP子网或可测可控可管IP子网；所述知识平面、控制平面、管理平面和数据平面通过虚拟化的方法使用统一调度的链路带宽、处理器等硬件资源，虚拟并存且相互独立。

所述用户应用层的用户选择技术是在IP数据包中定义用户应用层头部，头部中包含一个SUB_NET字段用于标识所选择的服务，所述SUB_NET字段有两种取值0和1，若用户选择使用所述现有IP子网，将用户产生的IP数据包中的用户应用层头部中的所述SUB_NET字段置为0；否则，若用户选择所述可测可控可管IP子网，则将所述SUB_NET字段置为1；用户应用层通过检查所述SUB_NET字段，若所述SUB_NET字段为0，则将该数据包转发到所述现有IP子网进行处理；否则，将该数据包转发到所述可测可控可管IP子网进行处理。

所述知识平面作为独立的平面从所述数据平面中分离出来，形成逻辑独立的虚拟子网，其主要功能是通过网络测量的方法对所述数据平面的各层进行智能感知和测量，并进行自学习，形成各种网络知识，用以提供给所述管理平面和控制平面形成各种网络管理和控制决策。