第12章+国内外主要互联网结构

第1页共58页第12章国内外主要互联网12.1中国互联网基本情况12.2国内主要互联网12.3ChinaNet骨干网结构【重点】12.4CERNet2骨干网结构12.5GLORIAD中美俄环球科教网12.6Internet2美国国家互联网第2页共58页12.1中国互联网基本情况第3页共58页12.1中国互联网基本情况1.中国互联网基础设施建设1997年至2009年，全国互联网基础设施建设投资4.3万亿元人民币；建成全国通信光缆总长度826.7万公里；2009年底，中国互联网宽带接口达1.36亿个；互联网国际出口带宽达866Gbit/s；91%的乡村接通了互联网；3G网络已基本覆盖全国。第4页共58页12.1中国互联网基本情况我国四大经营性国际Internet单位：中国公用计算机互联网（ChinaNet，中国电信经营）；中国联通计算机互联网（CNCNet，联通公司经营）；中国教育和科研计算机互联网（CERNet，教育部管理）；中国科技网络（CSTNet，中科院管理）。第5页共58页12.1中国互联网基本情况2.中国互联网普及率截至2009年底，中国网民人数达到了3.84亿；互联网普及率达到28.9%；中国国内网站达323万个；拥有IPv4地址约2.3亿个；宽带上网的网民达到3.46亿人；手机上网的网民达到2.33亿人。第6页共58页12.1中国互联网基本情况3.中国互联网经济中国信息产业年均增速超过26.6%；占国内生产总值的比重10%左右；2008年中国互联网产业规模达到6500亿元；占全球互联网制造业销售总额的1/10；软件市场规模达198亿元；中国网络购物用户已超过1亿人。2009年电子商务交易额超过3.6万亿元。2009年网络广告市场规模达到200多亿元；2009年网络游戏市场规模为258亿元。第7页共58页12.1中国互联网基本情况4.互联网的应用2009年，中国约有2.3亿人经常使用搜索引擎；约2.4亿人经常利用即时通信工具；约4600万人利用互联网学习，约3500万人利用互联网进行证券交易；约1500万人通过互联网求职；每天人们通过论坛、新闻评论、博客等渠道发表的言论达300多万条；超过66%的中国网民经常在网上发表言论。第8页共58页12.1中国互联网基本情况[案例]亚洲国际海底光缆示意图第9页共58页12.2国内主要互联网第10页共58页12.2国内主要互联网我国互联网国际出口：北京、上海和广州。互联网采用点对点通信技术。互联网主要解决的问题：路由选择，流量控制和拥塞控制。第11页共58页12.2国内主要互联网1．国家公用互联网基本设计原则（1）我国互联网结构我国公用互联网分为3级：省际骨干网（国家骨干网）省内骨干网城域网省际骨干网、省内骨干网、城域网分别采用独立的自治域。第12页共58页12.2国内主要互联网[P324图12-1]国家公用互联网层次示意图第13页共58页12.2国内主要互联网[P324图12-1]国家公用互联网层次示意图第14页共58页12.2国内主要互联网（2）我国骨干传输网技术骨干传输网采用IPOverSDH和IPOverDWDM技术。本地传输网采用IPoverSDH组网方式。本地传输网提供MSTP（多业务传送平台）。第15页共58页12.2国内主要互联网（3）国家公用互联网性能指标单向延迟≤150ms（全网国内端到端）；抖动≤20ms；包丢失率≤1％；可用性≥99.99％。第16页共58页12.2国内主要互联网（4）我国公用互联网路由技术域内路由采用OSPF或IS-IS路由协议；自治域之间选用BGP4为域间路由协议；用户接入优先采用静态路由配置；网络规模较大的单位用户，采用RIP、OSPF、BGP4等动态路由配置。各级路由器对外宣告路由时，要求采用无类域间路由（CIDR）方式，最大化地进行路由聚合。网络中不应存在路由选择循环，不存在路由黑洞。第17页共58页12.2国内主要互联网2.ChinaNet（中国公用计算机互联网）中国电信公司管理；目前国内最大的计算机骨干网；网络基本覆盖全国所有省、市县，农村。国际出入口带宽为516Gbit/s（至2009年底）。直接连接的国家：美国、加拿大、俄罗斯、澳大利亚、法国、英国、德国、日本、韩国等。第18页共58页12.2国内主要互联网4.CERNet（中国教育和科研计算机网）教育部建设和管理的全国性互联网。三级层次结构：全国主干网、地区网和校园网。全国网络中心设在清华大学。2009年底，骨干网传输速率达到10Gbit/s。国际出口总带宽在10Gbit/s以上。第19页共58页12.2国内主要互联网[案例][案例]电信运营商骨干网络结构示意图第20页共58页12.3ChinaNet骨干网结构

第21页共58页12.3ChinaNet骨干网结构1．ChinaNet基本结构ChinaNet已覆盖到全国31个省、自治区和直辖市;在全国200多个城市设有服务节点;2009年底，全国用户数达2亿多户。在北京、上海、广州开设了3个国际出口局。结构分为3层：核心层区域层边缘层第22页共58页12.3ChinaNet骨干网结构[P326图12-2]ChinaNet骨干网基本结构示意图第23页共58页12.3ChinaNet骨干网结构2．核心层核心层的大区中心节点：北京、上海、广州、沈阳、南京、武汉、成都和西安。核心层功能：负责提供国际出入口电路；核心层节点之间的中继电路；不同区域网络的连接与转接等功能。第24页共58页12.3ChinaNet骨干网结构核心节点：每个核心节点设有4台路由器；两台路由器负责与国际因特网互连；另外两台路由器与其他大区节点互连。核心节点之间采用DWDM链路；链路带宽为N×10Gbit/s。8个核心节点之间采用不完全网状连接；每个核心节点设有3个以上的中继电路，与其他核心节点相连，以保证网络的安全和可靠。第25页共58页12.3ChinaNet骨干网结构3．区域层全国31个省级网络划分为8个区域；8个区域网共同构成区域层。区域层提供大区内的信息交换，以及接入ChinaNet的信息通路。区域之间的链路为N×10Gbit/s。不同区域网之间的连接需经过核心层；省会城市区域节点有2个以上方向的中继电路与其他区域节点相连。第26页共58页12.3ChinaNet骨干网结构4．边缘层边缘层由省区域网络组成；省内设核心节点2个，负责省内信息交换。边缘层提供用户接入端口和用户接入管理。省会城市接入节点与区域网络相连后，进入ChinaNet骨干网。第27页共58页12.3ChinaNet骨干网结构[案例]ChinaNet城域接入网示意图第28页共58页12.3ChinaNet骨干网结构[案例]城域网结构示意图第29页共58页12.3ChinaNet骨干网结构5．ChinaNet的路由策略（1）路由协议国际路由采用BGP4与国外网络进行路由交换；国内省级节点之间采用BGP4路由协议；省级网络内采用OSPF或IS-IS，进行骨干网内部的路由选择。（2）自治域ChinaNet是一个独立的自治域；ChinaNet自治系统号为：AS4134。第30页共58页12.3ChinaNet骨干网结构（3）ChinaNet国内路由策略：在全网范围内进行广播；首先选择被访问地址所属省网的出口；然后选择到此省网出口的最短路径。第31页共58页12.3ChinaNet骨干网结构（4）ChinaNet国际路由策略：通过北京、上海、广州3个国际出口的路由器，接收国际路由；分别广播给所在节点的核心路由器；再广播给其他的核心路由器。大区路由器不接收国际路由表，靠缺省路由选择路径。第32页共58页12.4CERNet2骨干网结构第33页共58页12.4CERNet2骨干网结构2．CERNet2第2代中国教育科研网CERNet2于1998年开始研究；2003年连接北京、上海和广州三个核心节点的试验网开通，并投入试运行。2004年，美国Internet2、欧盟GEANT、中国CERNet2三个全球最大的学术互联网，同时开通了全球IPv6互联网服务。第34页共58页12.4CERNet2骨干网结构CERNet2是目前世界上最大规模的纯IPv6网络。骨干网采用国产IPv6设备；主要应用：中国教育科研网格（ChinaGrid）；高清晰度视频传输；无线移动技术；媒体通信系统等。第35页共58页12.4CERNet2骨干网结构3．CERNet2总体结构CERNet2采用2级层次结构；分为骨干网和用户网。骨干网由网络中心和分布在全国20个城市的核心节点组成；用户网包括高校、科研单位等；全国网络中心设置在清华大学内。第36页共58页12.4CERNet2骨干网结构CERNet网络拓扑结构[案例]CERNET网络结构示意图第37页共58页12.4CERNet2骨干网结构CERNet2网络拓扑结构如图12-4所示。[案例]CERNET2网络结构示意图第38页共58页12.4CERNet2骨干网结构4．CERNet2网络用户接入CERNet2骨干网采用纯IPv6协议；传输链路采用DWDM技术；支持IPv4和IPv6的用户网接入。第39页共58页12.4CERNet2骨干网结构IPv6与IPv4用户的兼容性解决方案：用户为纯IPv6网络时，使用BGP＋路由协议或静态路由进行互连，实现IPv6端到端的连接。用户为IPv6+IPv4双栈网络时，使用BGP＋或静态路由进行网络互连。用户使用IPv4应用时，利用IPv4overIPv6隧道技术。用户为纯IPv4网络时，通过网络地址转换（NAT）技术，实现IPv6与IPv4的互连。第40页共58页12.4CERNet2骨干网结构[案例]IPv6与IPv4网络兼容性解决方案第41页共58页12.4CERNet2骨干网结构[案例]IPv6与IPv4网络兼容性解决方案第42页共58页12.5GLORIAD中美俄环球科教网第43页共58页12.5GLORIAD中美俄环球科教网1．GLORIAD项目背景GLORIAD（中美俄环球科教网络）由中国科学院、美国国家科学基金会、俄罗斯部委与科学团体联盟共同出资建设；建设及运营服务单位：中国科学院计算机网络信息中心；美国依利诺伊大学国家超级计算应用中心；俄罗斯库尔恰托夫研究院。2004年GLORIAD网络在北京正式宣布开通。第44页共58页12.5GLORIAD中美俄环球科教网2．GLORIAD网络拓扑结构GLORIAD网络拓扑结构示意图如图12-6所示。第45页共58页12.5GLORIAD中美俄环球科教网从美国“芝加哥”节点出发，穿过大西洋，连接到欧洲大陆“阿姆斯特丹”节点，继续往东到达“莫斯科”节点的俄罗斯科学城，再穿过“西伯利亚”节点以及中国边境，到达“北京”节点、“香港”节点，通过跨太平洋海底光缆，经美国西雅图节点连接到美国“芝加哥”节点，形成一个“闭环”结构。GLORIAD采用光缆直连方式；GLORIAD环网采用DWDM传输技术。第46页共58页12.5GLORIAD中美俄环球科教网4．GLORIAD网络研究内容（1）网络传输基础设施的研究和建设。（2）网络重要支撑技术的研究、试验和运行。（3）网络应用服务软件/中间件的研究、试验和运行。（4）建立强大的科学教育应用联盟。利用GLORIAD网络进行研究项目：自然和人为灾害的联合响应，核材料的安全，地震监控，太空联合探索，共同遥测，网络视频会议等。第47页共58页12.6Internet2美国国家互联网第48页共58页12.6Internet2美国国家互联网[P332图12-8]全球互联网骨干线路示意图第49页共58页12.6Internet2美国国家互联网[案例]全球互联网普及示意图第50页共58页12.6Internet2美国国家互联网[案例]美国国家互联网Internet2[案例]Internet2网络结构示意图第51页共58页12.6Internet2美国国家互联网美国国家互联网Internet2Internet2是美国120多所大学、专业协会、公司和政府机构共同建设的美国国家主干网络。2007年美国完成Internet2基础架构，并开始运行；它面向科研机构和教育人员提供100Gbit/s的传输速度；Internet2不是要取代现有的互联网，也不是为普通用户新建的另一个网络。第52页共58页12.6Internet2美国国家互联网Internet2为各种不同服务提供了试验场所。也是衡量各种网络技术的场所。Internet2的研究包括：实时音频、视频和白板讨论；新协作方式的3D虚拟共享环境；远程医疗，远程诊断和监视；交互式图形/多媒体应用等。第53页共58页12.6Internet2美国国家互联网[案例]欧洲互联网GEANT2网络结构示意图第54页共58页12.6Internet2美国国家互联网[案例]GEANT2与全球网络的互联示意图第55页共58页12.4CER