HUAWEI NEW IP
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无状态
无状态是指IP通信双方不同步传输数据的状态信息,所有IP数据报的发送、传输、接受都是相互独立、没有上下文关系的。这种服务优点在于简单、高效。最大的缺点是无法处理乱序和重复的IP数据报,确保IP数据报完整的工作只能交给上层协议来完成。
无连接
无连接是指IP通信双方都不长久地维持对方的任何信息。上层协议每次发送数据的时候,都需要明确指出对方的IP地址。
不可靠
不可靠是指IP协议不能保证IP数据报准确到达接收端,它指承诺尽最大努力交付。IP模块一旦检测到数据报发送失败,就通知上层协议,而不会试图重传。
IPv4在IETF于1981年9月发布的 RFC 791 中被描述,此RFC替换了于1980年1月发布的 RFC 760。
IPv4是一种无连接的协议,操作在使用分组交换的链路层(如以太网)上。此协议会尽最大努力交付数据包,意即它不保证任何数据包均能送达目的地,也不保证所有数据包均按照正确的顺序无重复地到达。这些方面是由上层的传输协议(如传输控制协议)处理的。
2019年11月26日,全球所有43亿个IPv4地址已分配完毕,这意味着没有更多的IPv4地址可以分配给ISP和其他大型网络基础设施提供商。
地址分配
子网寻址
路由转发
辅助协议:域名解析(DNS)、ARP/RARP、ICMP/IGMP
从1996年开始,一系列用于定义IPv6的RFC发表出来,最初的版本为RFC1883。由于IPv4和IPv6地址格式等不相同,因此在未来的很长一段时间里,互联网中出现IPv4和IPv6长期共存的局面。在IPv4和IPv6共存的网络中,对于仅有IPv4地址,或仅有IPv6地址的端系统,两者无法直接通信的,此时可依靠中间网关或者使用其他过渡机制实现通信。
IPv6解决了网络地址不足的问题,其头部增加了多播和流的功能,引入了自动配置功能,还增加了网络安全的功能。
2017年11月26日,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》。
Named Data Networking(NDN)是由美国国家科学基金会(National Science Foundation,NSF)在2010年所发起的未来网络架构研究方案之一,主旨为开发全新的网络架构,以符合新兴的通讯需求,并取代现有的TCP/IP协议。
NDN中的通信是由接收端(即数据消费者)驱动的。为了接收数据,一个消费者发出一条兴趣(Interest)报文,该报文携带一个名字,由名字识别期望的数据(见1)。例如,一个消费者可请求/parc/videos/WidgetA.mpg。一台路由器记住请求到达的接口,之后通过在其转发信息表(FIB)(是由一种基于名字的路由协议传播的)中查找该名字而转发兴趣报文。一旦兴趣到达拥有被请求数据的一个节点,则发回一条数据(Data)报文,它携带数据的名字和内容,还有生产者密钥的一个签名(图1)。这条数据报文经兴趣报文所产生的反向路径到达消费者。注意兴趣或数据报文都没有携带任何主机或接口地址(例如IP地址);依据兴趣报文中携带的名字,兴趣报文向数据生产者路由,而数据报文依据在每个路由跳处由兴趣所建立的状态信息得以返回(图2)。
NDN路由器在一段时间内保持兴趣和数据。当从下游接收到相同数据的多条兴趣报文时,仅有第一条兴趣报文朝向数据源发送到上游。之后路由器将兴趣存储在未决兴趣表(PIT)之中,其中每个表项包含兴趣的名字以及由之接收到匹配兴趣的接口集合。当数据报文到达时,路由器查找匹配PIT表项,并将数据转发到PIT表项中列出的所有接口。之后路由器清除相应的PIT表项,并在内容存储(Content Store)中缓存数据,内容存储基本上是受限于缓存替换策略的路由器缓冲内存。数据采取与请求数据的兴趣报文相同的路径,但方向相反。一个数据沿每跳满足一个兴趣,取得逐跳的流平衡。
NDN的优势包括了:
数据和网络安全性高——安全性
内容中心的位置无关传输机制——移动性
原路返回的反馈式流量平衡机制——流量,负载均衡;组网传播
基于名字路由的可拓展性更优
基于逐跳的报文包转发——减少冗余传输
传输层的嵌入式缓存——减轻带宽压力
华为NEW IP(2020.4.1)
研究目的
原有的IP协议栈在不同类型的网络中(WLAN、LTE/NR、BLE、IoT等)缺乏良好的互通性能
原有的IP协议具有固定的格式的地址长度(IPv4为32bit,IPv6为128bit),这使得在密集的小数据包场景下的开销过大,不具备良好的“伸缩性”
原有的优先级/流级别的调度方式不能适应更细粒度的网络流量管理的需要
原有的IP地址是面向物理主机的映射,随着如今越来越多的虚拟化对象和服务,这样的模式不再合理
NEW IP的关键特性
长度可变的IP地址,以无缝支持跨网络通信
IP地址的语义定义,以标识物理和虚拟对象
用户定义的IP标头,允许最终用户指定对数据包执行的自定义功能
优点
快速交付:无需DNS查询
服务中心化:面向服务而不是地址
业务优化:服务类型可以用来提升QoE