tcp ip协议简要分析论文互联网的体系结构包括
互联网体系结构剖析
计算机科学2006Vol133№16
互联网体系结构剖析3)
杨鹏刘业
(东南大学计算机科学与工程系南京210096)
(计算机网络和信息集成教育部重点实验室(东南大学)南京210096)
摘要首先简要回顾了互联网发展的3个阶段，明确了互联网体系结构的由来及现状。接着详细论述了互联网体
系结构这一概念的内涵和外延，总结归纳了互联网体系结构的若干重要设计原则，探讨了互联网体系结构的需求目标、实现技术、代表协议、体系结构特征等要素之间的关系，将互联网体系结构研究统一成一门具有紧密内在逻辑联系的学科。然后深入剖析了现行互联网体系结构所面临的重重矛盾,
指出了现行互联网体系结构所面临的总的矛盾是“互联网体系结构的因循旧制与已经发生改变的应用环境之间的矛盾”，并从6构所面临的各种具体矛盾。。关键词互联网体系结构，设计原则，矛盾，协议分层，复杂性,
ofLYe
(Engineering,SoutheastUniversity,Nanjing210096) (KeyLaboratoryandInformationIntegrationofMinistryofE ducation,SoutheastUniversity,Nanjing210096)
Abstract
Byoverviewingtheorigin,developmentandactualstateofIntern et,thedefinitionandmainconceptsofInter2netarchitectureared escribedinthispaperfirstly.Thensomekeydesignprinciplesareo utlinedanddiscussed,whichconsolidatetherequirementgoals,i mplementationtechniques,representativeprotocolsandarchite cturalcharacteristicsofInternetarchitectureintoacloselyinterr elateddiscipline.Focusingattentiononthecurrentdilemmainto day’sInter2net,atotalcontradictionandothersixconcretecontradict ionsfacedbyInternetarchitecturearepre
sentedandanato2mize d.Furthermore,theattemptstoimprovethetraditionalInternet architectureandtheresearchesandexplorationsonthefutureInt
ernetarchitecturearesummarized.
Keywords
Internetarchitecture,Designprinciple,Contradiction,Protocol layering,Complexity,Tussle
以及ARPA的资助使得这一技术被迅速地确立为计算机网络的最基本支撑技术，并延续至今。
(2)开放体系结构联网阶段(20世纪70年代初～20世纪90年代初)
Kahn在1972年提出著名的“Open2ArchitectureNetwor2king”思想[1]，奠定了早期互联网体系结构的4条重要设计原
1引言
互联网是一个由多种计算机网络组成的、提供多种服务
类型的、无处不在的分布式互联系统，它的出现无疑是上个世纪最具代表性的科学和技术奇迹之一。互
联网起源于20世纪60年代中期由美国国防部高级研究计划署(ARPA)资助研究的ARPANET，它的发展同时伴随着计算机技术、通信技术、集成电路技术、软件设计理论、操作系统理论等一系列相关技术和理论的发展，并与这些相关领域相互借鉴和融合，共同引导了一场影响深远的信息技术革命。互联网的研究和发展历史大致可以分成3个阶段:
(1)分组交换技术确立阶段(20世纪60年代初～20世纪70
年代初)
作为在冷战背景下孕育而成的带有强烈军事目的的通信网络，互联网的研究初衷就是要设计出一种具有“gracefuldegradation”特性的由多个分散结点组成的非集中式网络系统。针对早期互联网的特殊技术要求，经由Kleinrock、Ba2
[1,2]
ran、Davies等一批网络先驱们的开创性工作，终于建立起了与电信网中所使用的电路交换技术完全不同的分组交换技术，它能很好地满足当部分网络结点被摧毁以后，其余网络结点仍然能够正常维持通信的要求。理论的可行、试验的成功
则，即各个网络的自治性、尽力而为传输模型、无状态的路由
设备、非集中式的控制。在这一思想的指导下,TCP/IP协议的提出[3]、完善及其在Unix系统上的广泛实现，为各种异构网络系统的互连、互通提供了现实支持。各种局域网的广泛普及、传统互联网应用(E2mail、FTP、T elnet等)的日渐成型、新的协议和机制(UDP、EGP、DNS等)的逐步制定，共同主导了这一阶段互联网的发展。此外值得注意的是，这一期间OSI制定了OSI/RM[4]，该参考模型从网络系统的开放性入手，对计算机网络体系结构进行了颇为严谨的定义，它对
互联网体系结构研究起到了一定的理论指导作用。
(3)应用服务蓬勃发展阶段(20世纪90年代初至今)自20世纪90年代初以来，由Berners2Lee发明的WWW技术为互联网的应用模式带来了革命性的变革，它以其简单易用、方便快捷、图文并茂等诸多优点迅速地将互联网推向普及，并且它恰逢其时地迎合了互联网的商业化趋势，因而势所
3)基金项目：国家重点基础研究发展973计划(2003CB314801)和国家自然科学基金(No.60573133)。
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必然地引发了一场互联网应用发展大风暴。在此期间，在线点播、远程教育、视频会议、移动计算等各种新的互联网应用和服务如雨后春笋般层出不穷，互联网迅速遍布世界各地，渗透到各行各业，越来越与人们的日常生活密不可分，日渐成为人类信息社会的主流组成部分。
在短短几十年中，互联网规模、用户数目、数据流量和经济效益的指数增长，显示了互联网的巨大成功。但是，随着互联网商业化趋势的进一步加剧、新兴网络技术的大量涌现和互联网应用的飞速发展，传统互联网体系结构所存在的缺陷与不足变得日益明显和突出，如服务质量难以保证、网络安全缺乏保障、IP地址日渐匮乏、服务不能灵活定制等。尽管人们提出了IntServ/RSVP[5]、DiffServ[6]、TrafficEngineering[7]等QoS方案，以及包括IPsec在内的各种网络安全机制[8]来

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