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中年網際網路(阿帕網(ARPANET)首次上線已超過40年)很容易陷入自滿,但美國國家科學基金會(NSF)最近頒發的四項數百萬美元的撥款可能會避免這種情況。未來網際網路架構(FIA)研究專案有望從頭開始重新思考網路,考慮到新興的安全問題,對更大頻寬的需求以及移動裝置的增長。
網際網路的最初設計主要考慮的是資訊透過有線網路從一臺主機伺服器傳遞到另一臺主機伺服器。保護這些主機和網路的嘗試都是事後的(阿帕網最初是一個封閉的網路),並且一直在努力跟上社會對網際網路不斷擴大的經濟和社會依賴。同樣,基於主機的架構(計算機從特定的伺服器或伺服器組尋求訪問資訊)也開始顯得陳舊,因為每年尋求訪問的計算機和移動裝置的數量都在呈指數級增長。
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由加州大學洛杉磯分校計算機科學教授張麗霞領導的NSF資助的FIA專案旨在透過資料分發建立一個更高效的網際網路。張和她的團隊正在開發他們所謂的命名資料網路(NDN)架構。在2009年11月於慶應大學舉行的演示中(pdf),張使用了YouTube作為例子來說明它是如何工作的。在當前的網際網路架構下,如果一個受歡迎的影片被下載了100萬次,這意味著100萬個下載請求被髮送到同一個YouTube伺服器(pdf)。在NDN下,YouTube請求將找到影片的附近副本,而不是直接從YouTube(或Google)的資料中心請求。這裡面臨的挑戰是,由於您不是直接與YouTube打交道,因此要確保您下載的是影片,而不是偽裝成該影片的間諜軟體。
另一個FIA專案由位於匹茲堡的卡內基梅隆大學計算機科學和電氣與計算機工程教授彼得·斯廷基斯特領導,提出建立更安全的表達性網際網路架構。XIA與NDN架構相似,兩者都建議保護資料本身,而不是資料傳輸的網路路徑。XIA同樣承諾幫助使用者找到最容易訪問的內容,即使這不是主機伺服器,從而加快資訊檢索速度,同時減少冗餘網路流量。
改進的安全性與使用更分散式的基礎設施來儲存資料並透過網路檢索資料密切相關。斯廷基斯特說,在XIA下,文件將具有特定的識別標籤,以驗證您獲得的文件是您要查詢的文件。可以將其視為VeriSign公司提供的身份驗證服務型別,只不過身份驗證將內建到網際網路中,而不是稍後新增。研究人員預計將在一年內準備好用於測試的基於XIA的原型網路。NSF將在未來三年內為XIA專案提供710萬美元的資金。
NSF還贊助了一個FIA專案,該專案旨在重新設計網際網路,使其能夠更好地容忍漫遊行動通訊,這些通訊可能來自各種位置,並且由於訊號丟失而經常中斷。這個價值750萬美元的MobilityFirst專案由羅格斯大學電氣和計算機工程教授兼該校位於新澤西州北布倫瑞克的無線資訊網路實驗室主任迪潘卡·雷喬杜裡領導。除了行動電話之外,MobilityFirst還旨在支援各種不同型別的通訊,無論是健康監測儀和醫院裝置之間的訊號,還是連線的汽車共享資訊以幫助避免碰撞。
第四個FIA專案側重於越來越多地使用資料中心來儲存過去本地儲存在PC上的軟體和資訊(“雲計算”模式)。由賓夕法尼亞大學工程與應用科學以及計算機與資訊科學教授喬納森·史密斯領導的Nebula架構(pdf)(將獲得NSF 176萬美元的資助)將旨在促進使用高速、高可靠性和安全骨幹網路連線的資料中心作為資料的主要儲存庫和計算資源。
最初的網際網路比它的任何繼任者都具有一個巨大的優勢。它的推出沒有任何大張旗鼓,只是為了滿足特定受眾(為國防部工作的科學家)的特定資訊共享需求。現在,任何關於網際網路的決策都必須滿足更多各方的需求,特別是軟體、網路和硬體公司,它們的科技成就了今天的網際網路。就前進的方向達成共識可能很困難,但這些NSF專案應該有助於提供多種選擇。