2018年2月，美国国家科学基金会 (NSF)发布“美欧互联网核心和边缘技术”项目指南，本文将详细介绍项目背景、项目目标、主要内容等。

1.项目背景和目标

NSF 的计算机与信息科学及工程学部 (CISE)理事会和欧盟委员会 (EC)的 DG CONNECT 合作历史悠久，二者共同专注于未来的互联网实验基础设施。美欧共同开发了互补网络和计算研究的基础设施。2007年，美国研究人员建立了由NSF资助的全球网络创新环境 (GENI)，2008年，欧盟研究人员建立了由EC 支持的未来互联网研究与实验项目 (FIRE)。

为了协调美欧活动并推动实验性网络和计算机系统研究，美国和欧盟都举办了多次 GENI-FIRE 技术协调研讨会。随着基础设施的研究以及相关支持计划的发展，GENI 和 FIRE 联盟 (Fed4FIRE)团队以及NSF/CISE 和 DG CONNECT 的赞助商还在美国和欧盟多地举办了数次联合研究研讨会。已有活动的成功举办促使研究界在今后的研讨会上继续拓展国际参与范围，将邀请日本、巴西和韩国的研究人员参加后续研讨会。

该项目的主要目标是通过美国调查人员与欧盟调查人员的合作，加强对核心和边缘网络技术系统的理解。

2.主要内容

项目指南提供如下项目主题建议，但主题范围不受限于此。

(1)NGI 下一代互联网 (NGI)的核心技术

①软件定义交换 (SDX)

新兴的 SDX 将加强对对等策略的程序控制和执行。SDX 提供前所未有的机会以在规模范围内创建域间路由协议，并且允许调查人员控制单个交换点或沿端到端路径的网络行为。

②网络功能虚拟化 (NFV)

诸如软件防火墙和负载均衡器之类的虚拟化网络功能 (VNF)代表着构建块，可被组合或链接以提供复杂的网络通信服务。除了提供低成本服务之外，NFV允许动态、弹性的计算和网络配置，从而实现敏捷服务的快速实例化，进而通过 VNF 实例向外/向内或向上/向下扩展来匹配随时间变化的工作负载需求。

③“水平”资源管理

端到端的资源管理能为服务提供商和网络运营商提供新机制，二者共同努力支持服务交付的控制和分配。

④以用户为中心的接口

提高用户的体验质量可能需要扩大现有网络接口，以支持能够适应网络范围测量和监控的端点协议。新界面能够展现由终端提供的特定用户策略——如有关中间框的处理——同时还允许终端提取关于网络属性的信息 (各种粒度，如路径、路径段等)。虽然终端软件和协议 (如多路径传输控制协议 TCP)能通过更好地了解网络属性以引导多条路径上的流量，但加密流量有效载荷和协议标头的增长会降低路径段和端到端网络的“能见度。”

(2)先进无线网络 (AWN)边缘技术

①先进的无线电技术

◇研究新兴的无线电技术，如毫米波、协调无线电频谱共享和大规模多用户 (MIMO)。除了前端网络之外，还可以考虑回程网络和相关的高性能固定网络服务。

◇研究专用的驱动通信技术，包括超低功耗、超低延迟通信、可见光通信和短程通信。这些技术可以支持新兴应用，例如增强现实和车辆通信 (例如，车对车、车对基础设施)。

②无线系统的“软件化”

◇研究基于软件无线电 (SDR)的设备，以及分布式基站架构 (如云无线接入网络 (CloudRAN))中的基带信号处理。

◇基于虚拟化的移动分组核心网络部署和架构来开展实验，探索边缘网络中的分级边缘计算。

③高级无线研究基础设施

◇联合调查信息和架构框架，以及软件工具和技术，从而支持部署美欧研究人员使用的先进无线研究实验平台。调查可能包括通用管理平台和操作框架、测试平台联合、交叉测试实验以及提高测试平台的可获性和可用性。

(3)横向研究领域

①测量和监测

完全自主的数据驱动网络要求网络测量和监测方面取得进展。在网络边缘的监控尤其具有挑战性。这些挑战主要在于不同环境中运行的异构技术、获得监控的有利位置，以及解决便携性/隐私性和用户激励问题所需的测量设备。

②隐私、信任和安全

新兴的 NFV、SDN 和云计算技术增加了网络服务的灵活性，但在信任方面引入了新的挑战。VNF链可能涉及比传统系统实施更多的利益相关者，其潜在的利益可能更多样化。NFV 基础设施必须值得信赖才能部署和分配网络的功能，并且需要对多个供应商的 VNF 进行可靠性评估。还需要进一步研究以垂直和水平方式建立 SDN 控制和/或数据平面元素之间的可信关系，特别是在域间部署中。

③开发实验数据交换技术

研究界认为有机会创建一套以互补的研究目标为导向的实验平台和基础设施。通过开发支持通用数据收集和管理标准 (例如开放数据管理协议)的架构、接口和工具，可以在多个平台上实现协同操作。这些调查将推动我们对实验结果的共同理解，提高个人研究工作的实用性，并降低实验人员和平台操作人员的进入障碍。调查可以探索诸如分布式账本之类的方案，用来支持以可信方式共享研究数据的新方法。