基于“十一五”科技计划项目“可信任互联网”以及“未来互联网”的研究成果基础，国家863计划“未来网络体系结构创新环境（FINE）”吸收了SDN思想中的积极成分，又对SDN的体系结构和技术有发展和超越，立足于解决制约未来网络体系结构创新环境构建和发展的一系列问题。

　　SDN改变未来网络

　　经过40多年的发展，互联网取得了巨大成功，已经发展成为世界上覆盖范围最广、规模最大、信息资源最丰富的全球信息基础设施，对社会进步、经济发展和国家安全具有重大战略意义。由于互联网的设计初衷并不承载全社会信息基础设施的重任，因此随着互联网的使用出现了大量需要解决的问题。为此，国际互联网标准组织通过不断制定新的国际标准来不断增强互联网的功能，如各种RFC(Request　For　Comments,是由互联网工程任务组(IETF)发布的一系列备忘录)的提出，就是一种不断修补的演进方式。

　　另一方面，支持“Clean-slate”方式的未来互联网体系结构的研究也在逐渐增加。上世纪90年代开始，美国和欧盟相继提出了FIND、GENI、FIRE、4WARD等未来互联网体系结构和创新环境研究项目，以提供开放、可编程的网络环境为网络创新提供支持。软件定义网络（Software　Defined　Networking，SDN）即是在此背景下被提出。

　　SDN的思想是通过将网络控制与网络转发解耦合，对网络进行抽象以屏蔽底层复杂度，为上层提供简单、高效的配置与管理，从而支持未来各种新型网络体系结构和新型业务的创新。SDN以其开放性、高效管控性、良好的演进性、可承载其他多种网络体系结构等品质得到国际工业界和学术界的高度重视。SDN已成为网络学术界和工业界最为关注的热点之一，目前已成为下一代互联网/未来互联网的研究大潮中的主要发展方向。

　　OpenFlow技术作为SDN转发抽象的实现之一，已经受到学术界和工业界普遍关注和广泛研究。GENI和FIRE在2011年提出将采用OpenFlow技术来构建下一代未来网络体系结构的创新环境。但是，OpenFlow在灵活性、可扩展性和大规模应用等方面存在不足，而目前SDN还处于发展的初期阶段，在体系结构设计、接口抽象、控制平面扩展和虚拟化管理、原型系统研制、实验平台构建、新型网络体系结构和业务支持验证等方面还需进一步研究。

　　2013年，国家高技术研究发展计划（863计划）启动了“未来网络体系结构创新环境（FINE）”课题。基于“十一五”科技计划项目“可信任互联网”以及“未来互联网”的研究成果基础，课题立足于解决制约未来网络体系结构创新环境构建和发展的一系列问题。

　　基于SDN的网络体系结构创新环境FINE

　　未来网络体系结构创新环境FINE课题组按照“转发技术多样化、控制平面集成化、资源管理虚拟化、协议实现模块化、运行模式服务化”的设计原则，遵循“突破关键技术、研制系统软件、搭建试验平台、部署应用示范”的研究思路，主要研究内容包括：设计基于软件定义网络思想的开放和可定义的未来网络体系结构创新环境（FINE）的总体架构；研究确定的、可组装的和深度可编程的三类数据平面抽象技术及其设备；研究可扩展的网域操作系统及其开发接口；研究基于云服务模式的虚拟化平台；搭建覆盖教育、电信、广电和军队领域部分科研院所的FINE试验平台；基于试验平台进行新体系结构和IP新协议的示范。

　　FINE的体系结构研究

　　通过分析未来网络体系结构的技术特点和发展趋势，梳理已有网络试验平台/床的设计方法、运行模式和制约因素，我们提出基于SDN的目标设计FINE的总体架构，研究支持未来网络体系结构创新的设计方法、分层结构和功能构成和运行机制，能够更加灵活、方便地支持各种新型网络体系结构和新网络业务的开发、试验和运行。FINE的总体架构包括四个层次，即开放设备、网域操作系统、虚拟化平台、上层应用，如图1所示：

　　开放设备的数据平面抽象技术研究

　　通过研究当前转发平面开放方法，分析数据平面抽象能力的需求，按照转发能力的支持程度和设备部署的成本要求，以下三类数据平面抽象方法：确定的数据平面抽象技术，例如OpenFlow扩展是其中的一种技术；灵活组装的数据平面抽象技术；比特级深度可编程的数据平面抽象技术。项目组与设备厂商和其他高校合作，正在研制支持上述技术的网络设备原型系统。

　　网络操作系统-TUNOS研究

　　研究网络操作系统TUNOS的体系结构、功能构成和跨域协商，实现屏蔽下层多种数据平面抽象，对开放网络设备等网络元素进行统一表示和控制，提供集中式与分布式结合的统一的控制平面接口和全局网络视图，大大降低网络管控测复杂度。

　　提供云服务的虚拟化平台系统-VCP研究

　　作为网络协议的虚拟化云服务平台，VCP为APP提供一体化的服务，需研究面向用户实验网络的整个生命周期的服务机制与各阶段的运行环境。

　　FINE创新网络试验平台建设

　　依托清华大学和教育网覆盖的其他院校的网络资源，以及电信、广电和军队等领域的试验网络，通过部署和升级开放网络设备及系统软件等多种方式，建立13个示范点组成的规模化、多行业、具有不同网络业务和环境的广泛代表性的创新网络试验平台。

　　新型网络体系结构和IP新协议的示范

　　在FINE试验环境上对新型网络体系结构和IP新协议进行示范，研究、实现、部署和运行若干新型网络体系结构和IP新协议，能够充分证明试验环境的平台承载能力和体系的融合能力。目前考虑支持的主要应用示范包括新体系结构（NDN、PTDN等）和IP新协议（IPv6域内和域间源地址验证、ILNP、二维路由等）。

　　目前SDN还处于发展的初期阶段，许多关键技术及关键网元设备亟待研究与开发。所述未来网络体系结构创新环境FINE，吸收了SDN思想中的积极成分，又对SDN的体系结构和技术有其发展和超越。设计好未来网络研究的基础设施，对支持我们未来网络的技术创新和体系演进，形成我国在未来网络领域的重大影响力具有重要意义。

　　作者简介：毕军，清华大学信息网络工程研究中心网络体系结构和IPv6研究室主任、教授、博士生导师。