現在的互聯網的規模已經非常龐大,又分別為不同運營商和機構擁有和管理。要想同步改變體系結構幾乎是不可能的,而等待各個子網逐步改變又太慢,所以解決這些問題的方法是在保持現有互聯網繼續工作的同時實現無縫的演進。近年來,國際上正研究在互聯網上發展重疊網,以便進行分布式控制并支持P2P重疊網。與電信業發展的具有集中控制的下一代網NGN的思路不同,這是一種分布式的控制管理,保持了互聯網分布自治的特性,我們稱之為無所不在的NGI。這方面研究工作最突出有代表性的是:彈性重疊網、Tapestry和Planetlab。
1、彈性重疊網
彈性重疊網(RON)被作為應用層重疊在現有的互聯網選路層上。RON的結點監視互聯網路徑的機能和質量,并根據這些信息決定是直接傳輸數據還是通過其他RON的結點。用RON可以減少丟包率,降低時延,提高吞吐量,可以在幾秒鐘內發現路徑損耗和周期性性能下降并且使之恢復正常,而目前使用的廣域路由協議BGP等為此要耗費幾分鐘。
RON的結點被放置在不同的選路域中,它們之間可以協同工作并互相轉發數據。因為接入服務器(AS)是獨立行政管理、配置和選路的,屬于不同的運營商,很少有共享的內部鏈路,所以AS發生的故障彼此之間是相互獨立的。
RON通過主動探測和監視結點之間的鏈路來發現問題:如果接下來的互聯網路徑是最好的,就使用這路徑,不需要其他結點介入;如果接下來的互聯網路徑不是最好的,RON就將數據轉發到其他結點,用以建立最佳路徑。每一個RON的結點通過綜合主動(探針)探測和被動觀察運行的數據傳輸,建立包括丟包率、時延和吞吐量等參數在內的路徑質量表,與其他結點之間相互交換這些質量信息,并進一步在此基礎上通過路由協議建立轉發表。
RON的第二個目標是將路徑選擇與分布應用綜合起來,使之具有根據應用特性來選擇路徑的能力。在多媒體會議業務中,用戶可以直接使用RON的數據庫來透明地構成包括所有參會成員的重疊網,從而實現低丟包率、低時延抖動和高吞吐量。網絡管理員可以利用RON路由器在若干個局域網之間構成重疊網,成為“重疊虛擬專用網(VPN)”。這個概念進一步發展成為“重疊互聯網業務提供商(ISP)”,即向傳統運營商購買帶寬,通過RON連接不同的傳統ISP的匯聚接入點(POP),利用RON的選路機制,為用戶提供更有彈性和容錯能力的互聯網業務。
RON的第三個目標是提供框架,以實現管制路徑選擇的顯式路由策略,用來管理網絡中路徑的選擇。RON很容易對數據包進行識別分類,這樣就能夠實現可接受的使用方式,或能夠強制性地控制轉發速率。
2.、有組織的P2P重疊網
1)Tapestry
Tapestry是一種有組織的P2P重疊網,是可擴展的基礎設施。分布式的目標定位和選路(DOLR)機制使其具有高性能,并可擴展與位置無關的選路,利用局部資源將消息送到最靠近的終點。這樣可以提高效率、減少消息時延并提高吞吐量。
2)PlanetLab
這是一個全球性的民間研究計劃,旨在用類似發展Linux開放源代碼時的開放合作精神,建立全球分布的研究實驗床,連接各處的智能結點,建立Tapestry分布式的目標定位和選路(DOLR)網絡。
PlanetLab在全球互聯網的主要地區設置了智能結點(初期1 000個),連接骨干網,構成了分布的虛擬計算環境。這些智能結點可以實現諸如異常檢測、魯棒選路、儲存內容分發(盡量接近數據源)、數據融合、提供分散在多個獨立域的高生存性存儲等功能。而連接這些智能結點的重疊網是重疊在現有的互聯網上的,故便于擴展演化。
Planetlab已經構建了上百種可以在該平臺上運行的全新服務,中國的CERNET2已經和Planetlab簽約,并在若干大學建立了結點。