摘要: 当前人类社会正由工业时代跨入信息时代，在社会生活中信息作为一种重要的媒介和资源越来越得到人们的重视。在信息化进程中，互联网异军突起并迅猛发展成为社会生产和人们日常生活的不可缺少的基础设施。
伴随着互联网络的发展，其固有的一些问题也逐渐凸现出来。其中最主要急需解决的问题是人们对下一代互联网络需求的日益增长与网络理论和技术研发进展不足之间的矛盾。可以预想到诸多的科研成果如高速光纤通信、高速无线通信、网格计算、生物计算等必将在十年内给网络技术带来质的飞跃，引领着互联网朝着下一代更大、更快、更有响应、更方便、更安全、更可管理、更有效的方向努力。
有关于下一代互联网的研究已经吸引了很多国家的注意力，很多关于下一代互联网的研究项目也纷纷上马，如NGI, Internet 2,NewArch, GENI, FIND, NSfCNET等。在下一代互联网的研究中，网络体系结构的研究一直是重中之重。虽然国内外有很多关于下一代互联网体系结构的研究项目，但是没有一项研究成果是关于下一代互联网结构可扩展问题。基于端到端和尽力而为服务的互联网被认为具有很高的扩展能力，只关注网络互联的特点使其对支持新型的应用服务则日益体现出明显的不足。具体来说传统的互联网络在地址空间、节点处理性能、安全、功能和服务等诸多方面扩展性不够好。本文认为互联网的机构可扩展的问题才是下一代互联网体系结构研究最重要的问题，并指出传统互联网单维度的扩展性已经成为了制约互联网发展的瓶颈。
本文的主要贡献在于设计了一种多维度的下一代互联网可扩展体系结构，这种结构能够很好的应对传统互联网面临的需求与理论技术的矛盾。主要思路在于将传统网络对网络互联单维度的扩展性扩充成为下一代互联网多维度的扩展性。这种多维度的扩展性由扩展性可扩展、性能可扩展、安全可扩展、功能可扩展、服务可扩展几部分组成。其中又以性能可扩展和安全可扩展两个方面最为重要。为了实现我们的多维度可扩展体系结构，我们引入五个主要的技术要素：
IPv6。IPv6 已经成为下一代互联网网络层事实上的标准。它能够保证下一代互联网扩展性可扩展和安全可扩展两方面的要求。
真实IPv6地址。大量的网络安全问题都源自于虚假的源地址信息。下一代互联网真实IPv6地址保证了安全可扩展和服务可扩展两个方面的要求。
路由器可扩展的处理能力。随着互联网用户的日益增多，下一代互联网的路由器应该具有可扩展的处理能力，以保证性能可扩展和服务可扩展的要求。
端到端无连接的服务质量控制。服务质量控制能力一直是互联网研究的热点问题，基于逐跳和无连接路由的服务质量控制能够保证下一代互联网的性能可扩展和服务可扩展。
IPv4 over IPv6网络转换策略。对于IPv4和IPv6网络共存的现象，下一代互联网需要和传统网络协作才能为用户提供服务。但是现在传统的转换策略只适应于小规模的IPv6网络。IPv4 over IPv6作为下一代互联网的主干网能够保证功能可扩展和服务可扩展。
我们在全球最大的纯IPv6试验网CERNET2部分部署了多维度的下一代互联网可扩展体系结构，运行结果证明了我们多维度的可扩展体系结构将为下一代互联网带来深远的影响。