新一代高性能计算机网络分析

摘要 随着经济和科技的发展，传统的计算机网络难以满足当今网络技术发展的要求，而新一代高性能计算机网络则具有明显的优势，将电信网和互联网两者合而为一成为对新一代高性能计算机网络的设想。本文通过分析当今计算机网络面临的问题和挑战，当今计算机网络研究的主要问题，提出了新一代高性能计算机网络发展的模式，旨在促进计算机网络的大力发展。

关键词 高性能；计算机网络；分析

中图分类号 TP391 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）092-0172-01

传统的计算机网络难以适应时展的要求，与下一代网络技术发展相匹配的是新一代高性能计算机网络。随着电信技术的发展，电信网将与互联网合而为一，这为新一代高性能计算机网络的发展提供了可能性。通过对当今计算机网络问题的研究，为新一代高性能计算机网络的发展提供了可能，也为下一代计算机网络技术的研究提供了理论依据。

1 当今计算机网络面临的问题和挑战

以互联网技术为基础的计算机网络在当今社会的发展下面临诸多问题和挑战：

1.1 缺乏较高安全性的网络系统

目前使用的互联网技术存在之初主要运用于科研领域，安全能力并不强。但随着经济和科技的发展，互联网开始进入诸多领域，如商业、军事、金融、交通等，这些领域对互联网的安全性要求比较高，因此如何提高安全可靠的信息就成为计算机网络发展面临的一个主要问题。

1.2 无法提供较高的服务水平

互联网在发展之初主要用于传输简单的数据，而目前越来越多的多媒体应用需要计算机网络的传递，多媒体应用需要支持连续数据流的传递，它在时间上有着严格的要求，当今互联网技术无法满足这么高的服务。

1.3 无法提供开放集成的网络平台

互联网相对来说还是一个相对封闭、专有的服务平台，它无法提供开放、高效、灵活的网络服务。由于网络软硬件的多样性，互联网被划分成不同的管理领域，互联网的这种异构性使得服务平台多样，这就无法提供一个高性能的服务平台来开发、集成、部署网络应用。

1.4 无法提供无处不在的移动网络

现在的移动网络主要是互联网的无线技术拓展，采用无限局域网或者移动IP技术，缺乏快速切换、实时跟踪和分布管理的功能，它不具备开放的结构，无法提供高效的多媒体服务，这就给用户造成了一定的不便，严重影响着移动网络的发展，也无法满足信息社会人们的需求。

2 当今计算机网络研究的主要问题

2.1 网络安全技术的研究

为了解决网络完全问题，对以下几个问题进行了探索研究：1）安全协议，主要是改进现有的安全协议和设计新型的安全协议；2）安全算法，主要是对加密技术的研究，包括数据传输加密、数据存储加密等；3）网络防御技术，主要是对防火墙的研究，提高网络的综合防护能力。

2.2 网络服务水平的研究

目前主要有互联网集成服务体系结构和区分服务体系结构。集成服务体系结构提高的服务虽然能够与客户的要求相匹配，但是却很难大规模部署；区分服务体系结构能够提供简单、可伸缩的服务，但是它的任务都比较复杂，需要复杂的端对端信令。

2.3 开放集成的网络平台技术研究

开放集成的网络平台技术主要有高性能分布对象中间件技术、特殊应用环境下的分布对象中间件技术，其中高性能和可靠性分布对象的中间件技术是新一代高性能计算机网络的前提，它主要吸收操作系统的最新研究成果。

2.4 移动网络技术研究

移动网络的研究主要包括移动性支持和移动管理、服务水平保障机制、空中接口标准等。对于移动网络的发展策略主要包括全IP网络体系、网络域和服务域相分离等。由于未来移动网络切换频率高、需要支持大量用户，因此对快速切换机制成为移动网络研究的重点。

3 新一代高性能计算机网络的发展模式

3.1 下一代网络技术的发展趋势

下一代网络技术是计算机网络和电信网络的有机结合，今后的网络将分成计算机网、电信网、移动网和固定网三部分，它能够提供有效的网络服务平台和开放集成的网络服务，它对网络安全的要求更加严格，需要支持多媒体流的传输，它能够高效合理利用网络中的各种信息，是网络服务更加有意义。总之，它将是一个开放集成的、伸缩性强的、便于统一管理的网络服务。

3.2 新一代高性能计算机网络发展的理论基础

互联网技术与电信网的结合是下一代网络技术发展的设想，下一代网络技术能够进行同一控制和管理，能够提供多种业务，主要包括应用域、网络域和分布处理环境。近十年来，随着互联网技术的发展和人们对互联网的研究，为下一代网络技术发展提供了全新的技术理念，根据A.Modarressi等人的观点，光纤、微电子和软件技术是支持未来网络发展的主要动力，因此互联网技术的发展在下一代网络发展中有着重要地位，而与下一代网络技术发展相匹配的新一代高性能计算机就成为发展的必然要求。

3.3 新一代高性能计算机网络的体系结构

1）大规模网络技术行为分析，主要包括性能数据的搜集与分析、网络行为的仿真、性能模型的建立、网络增长分析等等，其中最主要的工作就是对网络行为进行测量，这就需要一种标准网络技术的产生。2）面向网络应用，新一代高性能计算机是基于网格的计算，它对中间件网格互联系统有着严格的要求，要求它提供信息支持平台，采取透明、集成的方式管理数据；要能够提供资源发现的机制，面向各个应用领域增强服务。3）移动网络技术，它必须解决移动结点的问题、服务质量问题、多点投递问题和屏蔽的异构性，使移动网络能够适应完全异构复杂的环境。4）开放、集成、安全的网络平台，要建立统一开放的分布对象计算机平台分布体系，要加强实时CORBA、嵌入式CORBA和容错CORBA的研究，形成一个安全可靠、可扩展可伸缩、高性能的网络平台。

4 总结

新一代高性能计算机网络要能够符合下一代网络技术的发展，它将互联网和电信网合而为一，将大大促进计算机网络技术的发展和运用。它需要处理以下问题，如网络的安全性和开放性，无处不在的移动网络的发展，对网络服务平台也有着较高的要求，只有加强对这些方面的研究，才能促进新一代高性能计算机网络的发展。

参考文献

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