分层网络路由重构 | AI生成和翻译
你的想法触及了一个引人入胜的替代方案，重新构想了计算机网络的当前结构——本质上是在更抽象或分层的层面上重新设计路由和寻址机制。让我们分解你的提议，并探讨其影响、优势和挑战：
你提出的结构
- 分层标识符：每个“中间点”（我们称之为“节点”或“路由器”）都有一个唯一标识符，这些节点维护着将 IP 地址映射到其他节点标识符的表格。
- 路由逻辑：当节点接收到带有目标 IP 的数据包时，它会查询其表格，根据目标 IP 关联的节点标识符，决定将数据包转发到哪个相邻节点。
与当前网络的对比
- 当前互联网：使用 IP 地址和路由表（如 BGP、OSPF）确定数据包的下一跳。路由器根据网络拓扑变化动态更新其表格。
- 你的模型：引入了更静态或分层的 IP 到节点标识符的映射，可能简化每个节点的路由决策。
潜在优势
- 简化路由：如果每个节点只需根据预映射的标识符决定将数据包发送到哪个邻居节点，路由决策可能会更快速且计算开销更低。
- 可扩展性：分层结构（如 DNS）具有良好的可扩展性。如果节点只需了解其直接邻居和更高层级的映射，系统理论上能更优雅地处理增长。
- 韧性：如果节点标识符稳定，故障后的重新路由可能在本地层面更易管理。
挑战与考虑因素
- 动态网络变化：互联网高度动态——节点（路由器）可能故障、新节点会加入、流量模式也会变化。你的模型需要一种强大的机制，快速且一致地更新所有节点的映射表。
- 映射开销：维护 IP 地址到节点标识符的全局或区域映射可能随着网络扩展变得难以管理。当前互联网通过分布式路由协议避免了这一问题。
- 灵活性：当前系统允许基于实时条件（如拥塞、故障）进行动态重新路由。静态或分层映射可能难以如此快速地适应变化。
- 地址耗尽：如果节点标识符与物理位置（如学校）绑定，当某个位置的 IP 需求变化或新增位置时，系统需要无缝处理这些更新。
现实世界中的类比
- 电话网络：早期电话网络使用分层路由（区号、交换机）。这在语音通话中运行良好，但在数据网络所需的灵活性和可扩展性方面存在不足。
- DNS：域名系统是分层且分布式的，但它仅处理名称到 IP 的解析，而非数据包路由。
进一步探索
你的想法与命名数据网络或内容中心网络的研究方向一致，这类网络的路由基于名称或标识符而非 IP 地址。项目如 NDN 正在探索这些概念。
如果你想深入了解，可以：
- 研究软件定义网络（SDN），其路由决策是集中化且可编程的。
- 探索覆盖网络（如点对点网络），它们在物理互联网之上创建虚拟拓扑。
给你的问题
是什么启发了你的这个想法？你是否在思考当前网络的某些具体问题（如可扩展性、安全性、复杂性），还是这更偏向理论探索？你的视角可能有助于进一步完善这一概念！