冲击未来网络结构

　　正在兴起的无线技术促使互联网产生了多种新需求，同时也对未来互联网的体系结构和协议设计提出了新挑战。具体来说，在无线、移动和传感器网络的主要体系结构和协议设计中应考虑以下一些问题：

　　命名寻址的灵活性：目前的互联网寻址方案相当严格，很适合一个静态的分层拓扑结构。它提供了一个非常高效的方法去寻找这个层次中的每一个设备接口。为了支持移动性，下一代互联网体系结构必须提供方法去命名和路由到一个更丰富的网络元素集合中，而不仅仅是一些点上。它必须支持根据名字路由而不是某些特殊的特征(如物理地址)，这些名字标识了实际想得到的终端。

　　移动性支持：对无线网络来说，移动性是最基本的特征，因此在将来的网络中提供移动性支持作为首要服务是必要的。将来的网络中，要满足的移动性包括终端用户从一个子网到另一个子网的简单移动(象蜂窝或无线局域网中的热点服务)以及涉及无线路由和ad-hoc网络群的复杂移动模式。

　　定位服务：定位服务是无线网络的另一个关键特征。该服务提供了一个包的源地址或目的地址定位的信息。定位之上的寻址机制要求体系结构必须能使用定位信息在所有的层上对内在网络进行优化并且支持定位应用的开发。

　　自组织和发现：目前的无线系统体系结构包括在环境中基于资源的机会鉴别ad-hoc网络。所以，使用的协议应当支持发现无线邻居和已存在的网络拓扑。自组织的ad-hoc网被用于构建均匀的无线环境，但是将来的网络将需要更多的能力去组织一些混合的有线和无线组件。

　　安全和隐私：在新的互联网中，无线网络被期望成为发动多种攻击的平台。在基本水平上，无线设备可能有改进的命名和寻址方案，确保使用的名字和地址被验证和授权是必要的。还有与对等ad-hoc网络相关的多种复杂安全条款，包括在纯的分布式环境中的授权管理和信任。此外，无线网络容易受到多种拒绝服务攻击，所以将来对于互联网安全必须加以考虑。

　　分散管理：由于边缘网络受控于有线以太网，所以边缘演变为全异无线系统如：蜂窝、802.11、蓝牙、射频识别以及传感器网络。管理这样一个全异无线网络需要增大现存的协议栈以便提供高效的远层管理、诊断、配置和信任。无线设备并不总是连接到互联网的核心。在下一代互联网中，这些设备需要形成Ad-hoc网络，这个网络像大的互联网一样提供相同服务，只是连接受到限制。Ad-hoc群的管理不仅需要了解每个群中成员的状态还需了解群之间交互的属性。

　　跨层协议支持：当一个移动客户端穿越多个不同的无线域时，其路由属性不断变化。当支持的应用需要服务质量时，如多媒体传输等)，知道这些动态的变化(在客户端、服务器或两者之间)可能非常有用。重要的路径特性包括：可用的容量、留包率、延迟、跳距离、活力、稳定性和安全。暴露这些信息允许连接终端在不需要复杂探测技术的情况下做更多的智能路由。

　　传感器网络集成：高效的集成传感器网络和全球的互联网涉及几个额外的需求。这些需求包括轻量传感器网络协议的接口，可能通过一个统一的分层框架解决。无线场景的其它性能需要有非网络设计、内容知道、数据聚集及数据的完整性机制。一个基于动态绑定服务的属性或定位对于开发实时传感器应用也是很重要的。总的来说，传感器网络需要与新socket层相匹配的标识和设计模型，这同今天的TCP/IP范例明显不同。

　　感知无线网络：感知或软件定义的无线被期望成为推动将来无线网络的技术，感知无线使无线设备能灵活的创造许多不同种类的通信链路。这些链路依赖需要的性能和频谱/接口限制，将成为下一代互联网中一个重要的组成部分。尤其是许多无线网络体系结构，如：Mesh网，正在被建议作为骨干架构的替代物。

　　经济动机：构造机会网络需要激励政策，该网络使用第三方节点用来存储和转发。在群的世界和连接性动态改变的城市和商业街，使用邻居的资源来提供一系列服务(数据转发、数据传送、信息站)是有益的。然而，这也使邻居容量消耗、负载增加、吞吐量减少及引发安全危机。这时，应当由某种形式的信用或报酬作为合作的动机，相似的动机可以用作鼓励无线频谱的共享。

　　未来的部署策略

　　考虑到全球互联网按照访问、地区、国家网络固有的分层，主要有三种部署选择被考虑，分别如下：
　　边界路由器：即在最小的地区和国家互联网冲突的基础上为无线和传感器网络定制IP+w或IP+s规范，且在与原先互联网接口处有一个合适的边界路由器，这个方法(在过去IETF采用它作为移动IP和ad-hoc MANET的规范)在传统的网络中有特定的优势，但是在涉及有服务器的端到端服务中会存在潜在的网关处理瓶颈和困难。

　　重叠网: 在这种方法中，新的无线/移动访问网络通过一个全球的重叠网互联，该网络具有无线的具体特征，如定位服务和基于属性的地址解决。重叠网使用IP隧道作为基本的传输因而能重复利用已存在的互联网作为它潜在的架构。重叠网的方法有许多优点，包括用较小的投资迅速发展新的网络服务等。

　　事实上，每一种网络都能被定制成满足特殊应用需要。其主要缺点是增加的包、处理的复杂性以及来自其余新网络层的潜伏。事实上通过多样的重叠可能导致按应用类别分段的网路，因此减少网络影响有利于关联一个单一的互联网API。

　　单一的端到端的体系结构：即对无线/传感器访问网络和全球的互联网被一种单一的端到端的体系结构完全取代，这种方法需要很高的成本，要冒很大风险，但是它在为各种需求提供一个能被优化的轻量级的网络解决方案时，具有很大的潜力。

　　未来研究的实验基础

　　WMPG小组成员建议，网络试验基础架构应当被设计成能兼容大范围无线网络的结构，以便提供访问无线技术和传感器应用。此外，这样一个无线/传感器实验床应该集成一个灵活的广域有线网络基础架构，该架构能够用于研究端到端的体系结构和协议，网络可编程性和虚拟化是无线实验网设计的两个重要特征。