下一代互联网络技术及应用.ppt

下一代互联网络技术及应用,浙江大学网络与信息中心鲁东明教授2006年5月26日,计算机、通信、多媒体等前沿技术的高速发展，使人们对基于互联网的各类新型应用的充满渴望与期待。以IPv4为基础的互联网络所固有的缺陷日益凸现，安全保障、服务质量与运营管理已成为进一步发展的瓶颈。可扩展、更安全、更大、可信、可管理、高质量的下一代互联网已成为学术与产业界共同的期盼。如何使理想能早日成为现实，需要我们共同努力与探索！,交流内容提纲,为什么需求下一代互联网络技术下一代互联网的酝酿及发展现状下一代网络的核心技术问题美好与广阔的应用前景,一、为什么需求下一代互联网络技术（技术进步与应用需求）,全球共有互联网用户约7.86亿人，平均普及率是：12.2%我国的网民达到了8700万人，比一年前增长1900万，增幅为28%，普及率为6.7中国网民占全球网民的11，而中国人均占有IP数为1/25个除计算机外同时使用其它设备（移动终端、信息家电）上网的用户人数半年内增长46万,规模剧增与地址匮乏是直观需求,创新应用涌现是发展的内在动力,更多种类信息终端的网络连接-要求有广泛的地址空间高清晰网络电视等多媒体应用-要求有更高的带宽质量保证分布式存储等P2P网络应用-要求有端到端的服务质量保证生产环境监控等工业控制-要求实时可靠的服务质量保证电子购物等网络服务商业行为-要求可信可管理的安全技术手段,高清晰网络电视等多媒体应用,采用P2P模型的应用涌现,P2P要求端到端的特性专用地址和NAT，隐藏了谁是信息的发送者P2P要求能够识别发送者P2P要求实行实名制,工业控制需要实时可靠的网络,实时,网上购物等电子商务服务日益普及,在用户采取的付款方式，选择“货到付款”的比例在连续下降，而“网上支付”的比例在持续上升。,电子商务安全体系,以IPv4为基础的网络体系局限凸现,下一代互联网是我们的希望,多种接入方式和多种接入终端大范围移动性网络的覆盖大规模分布式应用开展多网络业务的融合语音、实时的多媒体广泛业务开展,下一代互联网的新型服务模式,目前的互联网未来的互联网相对独立的服务有机统一的服务共性、繁杂的服务个性、恰当的服务机械低效的服务智能高效的服务分散断续的服务统一连续的服务人围着系统转系统围着人转,下一代互联网的优势特征,更大：IPV6地址空间，接入网络的终端种类和数量更多，网络应用更为广泛，路由性能改善更快：100M以上的端到端的高性能通讯更安全可信：对象识别，身份认证和网络授权，数据加密和完整性，可信任的网络更及时：组播服务，服务质量QOS，大规模实时交互应用更方便：基于移动和无线的丰富应用更可管理：有序的管理，有效的运营，及时的维护更有效：有盈利模型，获得重大社会效益和经济效益,二、下一代互联网的酝酿及发展现状（期望与彷徨）,IPv6的诞生,IETF于1991年开始致力于新协议的研究工作于1993年发布了白皮书“IP:NextGeneration(Ipng)WhitePaperSolicitation”,广泛征求各方意见IETF在综合各方意见之后，发布了RFC1726,定义了一整套评估标准IpngArea在RFC1550中对CATNIP,SIPP和TUBA分别作出了细致的研究。最后，IETF建议融合、修改SIPP与TUBA以形成新一代IP协议的基础。由此，新一代的IP协议产生了,IPv6的优势,128位的地址空间：IPv6把地址长度从32位扩展到128位，并赋予了更科学的层次结构。简化的协议首部,使得网络层的负担减轻很多，符合高效的原则。集成了认证和加密机制地址自动配置，实现即插即用任播(Anycast)功能,为均衡负载等应用提供更合理的解决手段支持源路由的选径.,IPv6的一些误解,IPv6的唯一驱动力是地址空间不足不需要全新的IPv6，只要对IPv4进行扩充就足够NAT技术已较好的解决了地址空间不足的问题，如P2P应用的问题已经可以通过UDP穿越等方法得到解决，BT等已经可以在NAT后面连接IPv6的优势不明显,主要进展历程,1992，美国总统克林顿提出“信息高速公路”计划，不仅推动了互联网本身，也为提出下一代互联网研究计划奠定了基础1995，NSF支持的下一代互联网NGI计划，建立了NGI的主干网vBNS1998，UCAID成立，提出Internet2计划，建立了Internet2的主干网Abilene1998，亚太地区高速网络计划APAN2001，欧共体的下一代互联网研究计划，建立了它的主干网GEANT2002，提出建立全球高速互联网GTRN2003年1月DoD宣布全面向IPV6过渡，2008年完成2005年7月美国政府决定2008年6月过渡到IPV6,InitialGEANT2topology(darkfibrecorefootprint),Asia-PacificAdvancedNetwork,亚太地区和欧洲的两大合作项目,CERNET2Backbone,浙江大学拥有下一代网络环境,5G的Cernet2出口；校园万兆以太双栈网络环境，支持全校用户的IPV6免费接入,我国下一代互联网发展规划,近期目标（2002-2005）在改进和提高现有网络和大力推广应用的同时，建成中国下一代互联网示范工程，推动下一代互联网的科学技术进步。攻克下一代互联网的关键技术，开发重大应用，初步实现产业化。中远期目标（2006-2010）建成全球最大规模的下一代互联网络，大力推广下一代互联网的重大应用。形成中国下一代互联网产业，在世界上占有重要地位，提高综合国力。,CNGI示范工程近期工作重点,建设中国下一代互联网示范网络平台开展下一代互联网关键网络技术试验和重大应用示范重点研究互联网的协议、标准、传输、组播等关键技术实现移动接入和漫游服务建立网络安全体系研究制定计费模式试验中间件等各种应用支撑技术开展视频、移动、P2P、网格等重大应用示范在下一代互联网平台上研究话音、数据、视频业务的融合开展下一代互联网关键设备和软件的研发及产业化，促进推广应用积极组织参加相关国际组织，开展国际合作。,三、下一代网络的核心技术问题（任重与道远）,下一代互联网的技术体系结构,关键网络设备/软件,商业网/重大商业应用,互联网协议IPv6的研究热点,下一代路由协议研究与试验大规模组播服务研究与试验下一代互联网的域名技术研究网络过渡研究与试验IPv6QOS带宽保障技术,光网络技术研究热点,DWDM(密集波分复用)技术超长途DWDM传输技术智能交换光网技术(ROADM可重构的光分插复用）单波道超高速传输技术(40Gb/s),可信网络管理技术研究热点,可信下一代互联网的模型构建可信网络管理技术可信网络的传输技术密钥交换加密传输可控路由安全、可控接入技术对象识别身份认证访问授权,P2P技术研究热点,结构化P2P覆盖网络P2P任务分发技术P2P路由机制技术P2P抗扰动技术,P2P网络,移动通信和无线接入技术研究热点,WiMAX技术（802.16e）80216e的目标是一种移动宽带无线接入技术，包括：支持车速移动120kmh；可以提供宽带接入几十Mbits；覆盖范围一般在几公里之内。3G3G具有无处不在（连续覆盖）、移动性等特点，且善于提供全业务（话音和数据），数据速率较高。UWB(一种超高速的短距无线接入技术,UWB能在10米左右的范围内实现每秒数百兆至数吉比特的数据传输速率)ZIGBEE(家庭电器控制、工业应用等领域得到应用),四、美好与广阔的应用前景（理想与现实）,下一代互联网应用热点,互联网新应用：大规模点到点的多媒体通信新型移动式多媒体个人用信息终端，可实现全网漫游实现端到端的高性能传输具有安全服务和网络计费功能无线/移动应用：智能交通与定位应用基于IPv6，结合GPS，实现城市智能交通管理基于IPv6建立家庭网络，实现远程家电控制定位应用,下一代互联网应用热点,计算网格和数据网格：大规模科学计算与协同服务高能物理网格、虚拟天文台、生物网格、地学网格、化学信息网格信息服务网格大规模视频会议、高清晰度电视基于组播的多点多路视频会议，支持远程教育和远程医疗等综合应用基于组播的高清晰度电视，分辨率达到HDTV指标流媒体业务与应用,下一代互联网应用热点,环境监测、地震监测基于IPv6实现大气、水文、水质等环境参数传感器联网实现环境监测体系的规划部署，实时采集数据远程教育、数字图书馆、远程医疗基于组播视频会议的远程授课和师生交流图书馆资源的海量数据存储、管理和检索安全、可靠地传输医学图象和视频，实现远程协同诊断基于IPv6的各种人体传感器联网，实现人体健康监测,下一代互联网应用热点,P2P网络应用系统网络存储OceanstoreP2P流媒体系统CoolstreamingP2P互联网IP电话系统SkypeP2PWeb服务协作应用P2P即时通信系统IM,下一代互联网研究动态Ad-hocWiFi无线网络环境,下一代互联网研究动态-WSN,大鸭岛生物监测开始时间：2002年春远端利用Mote形成的网络观察动物的栖息地环境Mote可以通过环境光线、温度等变化的传感器节点，藉由形成的无线传感器网络可以远端观察环境，并且长时间搜集环境的变化资料。,基于IPv6的传感器网应用领域,传感器和电子标签结点将真实世界信息连接到全球网络,WSN的丰富内涵将充分挖掘,目前：PC+信息门户+浏览未来：各种接入设备+多媒体+人性化界面味觉/嗅觉/触觉/全息立体影象,多媒体、各种传感器、各种人性化界面将成为未来互联网的表现形式,随着人体变成联机在线-数字医学将要浮现,新传感器视频吞咽丸电池,光源,和视频照相机影像传输下一步联机在线无线互联网传输关键代谢和物理变量个人医学结合遗传密码数字影像人体数据流,目前：PC+少量掌上设备未来：手机PDATV投影仪办公设备家用电器,ICP,各种互联网设备的有机整合-将会为用户带来全新的应用体验！,IPv6无线家庭网络,IPv6,高清晰度IPTV的应用普及,高清晰IPTV示意系统,汽车内嵌入式IPv6互联网,70个计算机3个子网:多媒体网(车内音响，导航系统)身体网络（