下一代互联网技术

1、下一代互联网技术 计算机、通信、多媒体等前沿技术的高计算机、通信、多媒体等前沿技术的高速发展，使对基于互联网的各类新型应用的速发展，使对基于互联网的各类新型应用的充满渴望与期待。充满渴望与期待。 以以IPv4为基础的互联网络所固有的缺陷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。已成为进一步发展的瓶颈。 可扩展、更安全、更大、可信、可管理、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，共同的期盼。如何使理想能

2、早日成为现实，需要我们共同努力与探索！需要我们共同努力与探索！交流内容提纲交流内容提纲p为什么需求下一代互联网络技术为什么需求下一代互联网络技术p下一代互联网的酝酿及发展现状下一代互联网的酝酿及发展现状p下一代网络的核心技术问题下一代网络的核心技术问题p美好与广阔的应用前景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一、为什么需求下一代互联网络技术（技术进步与应用需求）（技术进步与应用需求）p 全球共有互联网用户约全球共有互联网用户约7.867.86亿人，平均普及率是：亿人，平均普及率是：12.2 12.2 % % p我国的网民达到了我国的网民达到了87008700万人，比一年前增长万

3、人，比一年前增长19001900万，万，增幅为增幅为28%28%，普及率为，普及率为6.76.7 p 中国网民占全球网民的中国网民占全球网民的1111，而中国人均占有而中国人均占有IPIP数为数为1/251/25个个p除计算机外同时使用其它设备（移动终端、信息家电）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上网的用户人数半年内增长4646万万规模剧增与地址匮乏是直观需求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创新应用涌现是发展的内在动力 p 更多种类信息终端的网络连接更多种类信息终端的网络连接 -要求有广泛的地址空间要求有广泛的地址空间p 高清晰网

4、络电视等多媒体应用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要求有更高的带宽质量保证p 分布式存储等分布式存储等P2P网络应用网络应用 -要求有端到端的服务质量保证要求有端到端的服务质量保证p 生产环境监控等工业控制生产环境监控等工业控制 -要求实时可靠的服务质量保证要求实时可靠的服务质量保证p 电子购物等网络服务商业行为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高清晰网络电视等多媒体应用采用采用P2P模型的应用涌现模型的应用涌现pP2P 要求端到端的特性要求端到端的特性 专用地址和专用地址和 NAT ，隐藏了谁

5、是信息的发送者，隐藏了谁是信息的发送者 P2P 要求能够识别发送者要求能够识别发送者 P2P 要求实行实名制要求实行实名制PeerPeerPeerPeerClientClientServerServer工业控制需要实时可靠的网络工业控制需要实时可靠的网络局域网NT 服务器Internet监控工作站其它工作站现场总线接口差压变送器调节阀差压变送器差压变送器温度变送器企业管理层（数据网络）过程监控层（数据网络）现场控制层（控制网络）现场总线网段实时实时网上购物等电子商务服务日益普及网上购物等电子商务服务日益普及q 在用户采取的付款方式，选择在用户采取的付款方式，选择“货到付款货到付款”的比例在连续

6、的比例在连续下降，而下降，而“网上支付网上支付”的比例在持续上升。的比例在持续上升。网上购物用户一般选择的送货方式网上购物用户一般选择的送货方式0.0%0.0%10.0%10.0%20.0%20.0%30.0%30.0%40.0%40.0%50.0%50.0%2002.12002.1 2002.72002.7 2003.12003.1 2003.72003.7 2004.12004.1 2004.72004.7货到付款货到付款网上支付网上支付电电子子商商务务安安全全体体系系以以IPv4为基础的网络体系局限凸现为基础的网络体系局限凸现下一代互联网是我们的希望下一代互联网是我们的希望p多种接入方式

7、和多种接入终端多种接入方式和多种接入终端p大范围移动性网络的覆盖大范围移动性网络的覆盖p大规模分布式应用开展大规模分布式应用开展p多网络业务的融合多网络业务的融合p语音、实时的多媒体广泛业务开展语音、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下一代互联网的新型服务模式 目前的互联网目前的互联网 未来的互联网未来的互联网相对独立的服务相对独立的服务 有机统一的服务有机统一的服务共性、繁杂的服务共性、繁杂的服务 个性、恰当的服务个性、恰当的服务机械低效的服务机械低效的服务 智能高效的服务智能高效的服务分散断续的服务分散断续的服务 统一连续的服务统一连续的服务人围着系统转人围着系统转 系统围

8、着人转系统围着人转下一代互联网的优势特征下一代互联网的优势特征p 更大：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，路由性能改善更为广泛，路由性能改善p 更快：更快：100M以上的端到端的高性能通讯以上的端到端的高性能通讯p 更安全可信：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，可信任的网络性，可信任的网络p 更及时：更及时：组播服务，服务质量组播服务，服务质量QOS，大规模实时交互应用，大规模实时交互应用p 更方便：更方便：基于移动和无线的丰富应用基于移动

9、和无线的丰富应用p 更可管理：更可管理：有序的管理，有效的运营，及时的维护有序的管理，有效的运营，及时的维护p 更有效：更有效：有盈利模型，获得重大社会效益和经济效益有盈利模型，获得重大社会效益和经济效益二、二、下一代互联网的酝酿及发展现状下一代互联网的酝酿及发展现状（期望与彷徨）（期望与彷徨）IPv6的诞生的诞生pIETF于于1991年开始致力于新协议的研究工作年开始致力于新协议的研究工作p于于1993年发布了白皮书年发布了白皮书“IP:Next Generation (Ipng) White Paper Solicitation”,广泛征求各方意见广泛征求各方意见p IETF在综合各方意见

10、之后，发布了在综合各方意见之后，发布了RFC 1726,定义了一整定义了一整套评估标准套评估标准pIpng Area在在RFC 1550中对中对CATNIP,SIPP和和TUBA分别作出了细致的研究。最后，分别作出了细致的研究。最后，IETF建议融合、修建议融合、修改改SIPP与与TUBA以形成新一代以形成新一代IP协议的基础。由此，协议的基础。由此，新一代的新一代的IP协议产生了协议产生了IPv6的优势的优势q128位的地址空间：位的地址空间： IPv6把地址长度从把地址长度从 32位扩展位扩展到到128位，并赋予了更科学的层次结构。位，并赋予了更科学的层次结构。q简化的协议首部简化的协议首

11、部,使得网络层的负担减轻很多，符使得网络层的负担减轻很多，符合高效的原则。合高效的原则。q集成了认证和加密机制集成了认证和加密机制q地址自动配置，实现即插即用地址自动配置，实现即插即用q任播任播(Anycast)功能功能,为均衡负载等应用提供更合理为均衡负载等应用提供更合理的解决手段的解决手段q支持源路由的选径支持源路由的选径.IPv6的一些误解的一些误解pIPv6的唯一驱动力是地址空间不足的唯一驱动力是地址空间不足p不需要全新的不需要全新的IPv6，只要对，只要对IPv4进行扩充就足够进行扩充就足够pNAT技术已较好的解决了地址空间不足的问题，如技术已较好的解决了地址空间不足的问题，如P2P

12、应用的问题已经可以通过应用的问题已经可以通过UDP穿越等方法得到穿越等方法得到解决，解决，BT等已经可以在等已经可以在NAT后面连接后面连接p IPv6的优势不明显的优势不明显主要进展历程主要进展历程p 1992，美国总统克林顿提出，美国总统克林顿提出“信息高速公路信息高速公路”计划，不仅推计划，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础p 1995，NSF支持的下一代互联网支持的下一代互联网NGI计划，建立了计划，建立了NGI的主干网的主干网vBNSp 1998，UCAID成立，提出成立，提出Internet2计划，建立

13、了计划，建立了Internet2的主干的主干网网Abilenep 1998，亚太地区高速网络计划，亚太地区高速网络计划APANp 2001，欧共体的下一代互联网研究计划，建立了它的主干网，欧共体的下一代互联网研究计划，建立了它的主干网GEANTp 2002， 提出建立全球高速互联网提出建立全球高速互联网GTRNp 2003年年1月月DoD宣布全面向宣布全面向IPV6过渡，过渡，2008年完成年完成p 2005年年7月美国政府决定月美国政府决定2008年年6月过渡到月过渡到IPV6Initial GEANT2 topology(dark fibre core footprint) Asia-Pa

14、cific Advanced Network亚太地区和欧洲的两大合作项目亚太地区和欧洲的两大合作项目CERNET2 Backbone浙江大学拥有下一代网络环境浙江大学拥有下一代网络环境5G的的Cernet2出口；出口；校园万兆以太双栈网络环境，支持全校用户的校园万兆以太双栈网络环境，支持全校用户的IPV6免费接入免费接入我国下一代互联网发展规划我国下一代互联网发展规划p 近期目标（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中国下一代互联网示范工程，推动下一代互联网的

15、科学技术进步。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。产业化。p 中远期目标（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。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。高综合国力。CNGI示范工程近期工作重点示范工程近期工作重点p 建设中国下一代互联网示范网络平台建设中国下一代互联网示范网络平台p 开展下一代互联网关键网络技术试

16、验和重大应用示范开展下一代互联网关键网络技术试验和重大应用示范n 重点研究互联网的协议、标准、传输、组播等关键技术重点研究互联网的协议、标准、传输、组播等关键技术n 实现移动接入和漫游服务实现移动接入和漫游服务n 建立网络安全体系建立网络安全体系n 研究制定计费模式研究制定计费模式n 试验中间件等各种应用支撑技术试验中间件等各种应用支撑技术n 开展视频、移动、开展视频、移动、P2P、网格等重大应用示范、网格等重大应用示范n 在下一代互联网平台上研究话音、数据、视频业务的融合在下一代互联网平台上研究话音、数据、视频业务的融合p 开展下一代互联网关键设备和软件的研发及产业化，促进推广应用开展下一代

17、互联网关键设备和软件的研发及产业化，促进推广应用p 积极组织参加相关国际组织，开展国际合作。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三、下一代网络的核心技术问题（任重与道远）（任重与道远）重大应用（Application）网络服务（Service）和应用支撑（Middleware)基础设施（Infrastructure）高速计算机互连网络（IP）光纤传输网络（DWDM）工程：组播、QoS、IPv6、网络管理、网络测量数字视频、协同工作、实时控制、虚拟现实、网格计算、远程教育、远程医疗、远程沉浸、中间件：身份认证、访问控制、目录服务、网格关键网络设备/软件商业网/重大

18、商业应用互联网协议互联网协议IPv6IPv6的研究热点的研究热点p下一代路由协议研究与试验下一代路由协议研究与试验p大规模组播服务研究与试验大规模组播服务研究与试验p下一代互联网的域名技术研究下一代互联网的域名技术研究p网络过渡研究与试验网络过渡研究与试验pIPv6 QOS带宽保障技术带宽保障技术光网络技术研究热点光网络技术研究热点pDWDM(密集波分复用密集波分复用)技术技术 超长途超长途DWDMDWDM传输技术传输技术p智能交换光网技术智能交换光网技术 (ROADMROADM可重构的光分插复用）可重构的光分插复用）p单波道超高速传输技术单波道超高速传输技术(40Gb/s)(40Gb/s)可

19、信网络管理技术研究热点可信网络管理技术研究热点p 可信下一代互联网的模型构建可信下一代互联网的模型构建p可信网络管理技术可信网络管理技术 p 可信网络的传输技术可信网络的传输技术n 密钥交换密钥交换n 加密传输加密传输 n 可控路由可控路由p 安全、可控接入技术安全、可控接入技术n 对象识别对象识别n 身份认证身份认证n 访问授权访问授权P2PP2P 技术研究热点技术研究热点p结构化结构化P2P覆盖网络覆盖网络pP2P任务分发技术任务分发技术pP2P路由机制技术路由机制技术pP2P抗扰动技术抗扰动技术P2PP2P网络网络移动通信和无线接入技术研究热点移动通信和无线接入技术研究热点p WiMAX

20、 技术（技术（802.16e） 80216e的目标是一种移动宽带无线接入技术，包括：支持的目标是一种移动宽带无线接入技术，包括：支持车速移动车速移动120kmh；可以提供宽带接入几十；可以提供宽带接入几十Mbits；覆盖；覆盖范围一般在几公里之内。范围一般在几公里之内。p 3G 3G具有无处不在（连续覆盖）、移动性等特点，且善于提供全业务具有无处不在（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（话音和数据），数据速率较高 。q UWB(一种超高速的短距无线接入技术一种超高速的短距无线接入技术, UWB能在能在10米左右的范围米左右的范围内实现每秒数百兆至数吉比特的数

21、据传输速率内实现每秒数百兆至数吉比特的数据传输速率 )p ZIGBEE(家庭电器控制、工业应用等领域得到应用家庭电器控制、工业应用等领域得到应用)四、美好与广阔的应用前景四、美好与广阔的应用前景（理想与现实）（理想与现实）下一代互联网应用热点下一代互联网应用热点p互联网新应用：大规模点到点的多媒体通信互联网新应用：大规模点到点的多媒体通信n 新型移动式多媒体个人用信息终端，可实现全网漫游新型移动式多媒体个人用信息终端，可实现全网漫游n 实现端到端的高性能传输实现端到端的高性能传输n 具有安全服务和网络计费功能具有安全服务和网络计费功能p 无线无线/移动应用：智能交通与定位应用移动应用：智能交通

22、与定位应用n 基于基于IPv6，结合，结合GPS，实现城市智能交通管理基于，实现城市智能交通管理基于IPv6建立建立家庭网络，实现远程家电控制家庭网络，实现远程家电控制n 定位应用定位应用下一代互联网应用热点下一代互联网应用热点p计算网格和数据网格：计算网格和数据网格：大规模科学计算与协同服务大规模科学计算与协同服务n 高能物理网格、虚拟天文台、生物网格、地学网格、化学信息网高能物理网格、虚拟天文台、生物网格、地学网格、化学信息网格格n 信息服务网格信息服务网格p大规模视频会议、高清晰度电视大规模视频会议、高清晰度电视n 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基于组播的多点多

23、路视频会议，支持远程教育和远程医疗等综合应用应用n 基于组播的高清晰度电视，分辨率达到基于组播的高清晰度电视，分辨率达到HDTV指标指标n 流媒体业务与应用流媒体业务与应用下一代互联网应用热点下一代互联网应用热点p环境监测、地震监测环境监测、地震监测n 基于基于IPv6实现大气、水文、水质等环境参数传感器联网实现大气、水文、水质等环境参数传感器联网n 实现环境监测体系的规划部署，实时采集数据实现环境监测体系的规划部署，实时采集数据p远程教育、数字图书馆、远程医疗远程教育、数字图书馆、远程医疗n 基于组播视频会议的远程授课和师生交流基于组播视频会议的远程授课和师生交流n 图书馆资源的海量数据存储

24、、管理和检索图书馆资源的海量数据存储、管理和检索n 安全、可靠地传输医学图象和视频，实现远程协同诊断安全、可靠地传输医学图象和视频，实现远程协同诊断n 基于基于IPv6的各种人体传感器联网，实现人体健康监测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下一代互联网应用热点p P2P网络应用系统网络应用系统p 网络存储网络存储 Oceanstorep P2P流媒体系统流媒体系统 Coolstreamingp P2P 互联网互联网IP 系统系统 Skype p P2P Web服务协作应用服务协作应用p P2P即时通信系统即时通信系统 IM下一代互联网研究动态下一代互联网研究动态 Ad-

25、hoc WiFi 无线网络环境下一代互联网研究动态下一代互联网研究动态-WSNp大鸭岛生物监测大鸭岛生物监测开始时间：开始时间：2002年春年春远端利用远端利用Mote形成的形成的网络观察动物的栖息地环网络观察动物的栖息地环境境Mote可以通过环境光线、可以通过环境光线、温度温度等变化的传感器节点，等变化的传感器节点，藉由形成的无线传感器网络可藉由形成的无线传感器网络可以远端观察环境，并且长时间以远端观察环境，并且长时间搜集环境的变化资料。搜集环境的变化资料。基于基于IPv6的传感器网应用领域的传感器网应用领域p 传感器和电子标签结点将真实世界信息连接到全球网络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的丰富内涵将充分挖掘目前：目前：PC+信息门户信息门户+浏览浏览未来：各种接入设备未来：各种接入设备+多媒多媒 体体+人性化界面人性化界面 味觉味觉/嗅觉嗅觉/触觉触觉/全息全息 立体影象立体影象VIDVIDEOEOAUDAUDIOIODADATATAVIDEO/AUVIDEO/AUDIO/DATADIO/DATA多媒体、各种传