第1章 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)3

1、1計算機網(wǎng)絡(luò)與通信第 1 章計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)本章要點q知識要點o 計算機網(wǎng)絡(luò)的功能和分類o 計算機網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)q知識拓展：o 計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)o 國際化標(biāo)準(zhǔn)組織o 發(fā)展趨勢23第 1 章：內(nèi)容提綱1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)概述1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的組成和分類1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)的功能和應(yīng)用1.4 計算機網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?.5 計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)1.6 國際化標(biāo)準(zhǔn)組織1.7 發(fā)展趨勢知識回顧q計算機網(wǎng)絡(luò)定義 硬件 ：用戶端設(shè)備（主機 終端 處理機等） 組成 通信控制處理設(shè)備 通信線路 軟件：系統(tǒng)程序 應(yīng)用程序 數(shù)據(jù)信息資源等 功能：數(shù)據(jù)通信 資源共享p邏輯組成功能劃分p資源子網(wǎng)p通信子網(wǎng)p拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型

2、星型 環(huán)型 樹型 網(wǎng)型451.5 計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)q計算機網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)，包括速率、帶寬、吞吐量、時延、時延帶寬積和利用率。q除主要性能指標(biāo)外，還有一些非性能特征，如費用、質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化、可靠性、可擴性、可升級性和可維性等 ，也對計算機網(wǎng)絡(luò)的性能有很大的影響。61.5 計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)(續(xù)1)1、速率q指計算機網(wǎng)絡(luò)中的主機在信道上單位時間內(nèi)傳送數(shù)據(jù)量，又稱數(shù)據(jù)率(data rate)或比特率(bit rate)。q單位是b/s(bit/s或bps，即bit per second)。有時也用kb/s，Mb/s，Gb/s和Tb/s。q比特(bit)是計算機中數(shù)據(jù)量的單位，也是信息論中使用

3、的信息量的單位。Bit 來源于binary digit，意思是一個“二進制數(shù)字”，因此一個比特就是二進制數(shù)字中的一個 1 或 0。q速率指的是額定速率或標(biāo)稱速率。網(wǎng)絡(luò)的實際速率往往比額定速率要低，因為它與許多因素(如主機的處理能力、信道容量、信道的擁塞狀況等)有關(guān)。71.5 計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)(續(xù)2)2、帶寬 帶寬(bandwidth)有兩種不同的意義：q 在通信領(lǐng)域，帶寬指某個信號具有的頻帶寬度。單位是赫(或千赫、兆赫、吉赫等)。如話音信號的帶寬是3.1kHz (300Hz 3400Hz)。q 在計算機領(lǐng)域，帶寬指計算機網(wǎng)絡(luò)的通信線路所能傳送數(shù)據(jù)的能力，即在單位時間內(nèi)從網(wǎng)絡(luò)中的某一點到另一

4、點所能達到的“最高數(shù)據(jù)速率”。單位是b/s (bit/s) 。q 當(dāng)速率較高時，可在單位b/s前加上千(K=103)、兆(M=106)、吉(G=109)和太(T=1012)。81.5 計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)(續(xù)3)數(shù)字信號流隨著時間的變化關(guān)系q在時間軸上信號的寬度隨帶寬的增大而變窄。每秒 106 個比特時間1 0 1 0 1 11 s帶寬為1 Mb/s 時間每秒 4 106 個比特0.25 s帶寬為4 Mb/s 91.5 計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)(續(xù)4)3、吞吐量q指單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡(luò)(或信道、接口)的數(shù)據(jù)量。單位是b/s(bit/s或bps，即bit per second)。有時也用kb/s，

5、Mb/s，Gb/s和Tb/s。q吞吐量常用于對某個網(wǎng)絡(luò)的性能測試。q吞吐量受網(wǎng)絡(luò)的帶寬或網(wǎng)絡(luò)的額定速率的限制。如100Mb/s的以太網(wǎng)，帶寬是100Mb/s，典型的吞吐量可能只有70Mb/s。1.5 計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)(續(xù)5)4、時延q指數(shù)據(jù)(一個報文或分組或比特)從網(wǎng)絡(luò)(或鏈路)的一端傳送到另一端所需的時間。時延由四個部分組成：(1)傳輸時延指主機或路由器發(fā)送數(shù)據(jù)幀所需要的時間，也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個比特算起，到該幀的最后一個比特發(fā)送完畢所需的時間。10傳輸時延 = 數(shù)據(jù)幀長度（比特）信道帶寬（比特/秒）111.5 計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)(續(xù)6)(2)傳播時延 指電磁波在信道中傳播一定距

6、離所花費的時間。q例：自由空間中電磁波的傳播速率為3.0105km/s 銅線電纜中電磁波的傳播速率為2.3105km/s 光纜中電磁波的傳播速率為2.0105km/sq注意：信息的發(fā)送速率和信號在信道上的傳播速率是完全不同的兩個概念。雖然它們只有一字之差，但不能將傳輸時延和傳播時延混為一談。傳播時延 = 信道長度（m）電磁波在信道上的傳播速率（m/s）121.5 計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)(續(xù)7)(3)處理時延 指主機或網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(路由器或交換機) 處理分組所花費的時間。包括對分組的首部分析、從分組中提取數(shù)據(jù)部分、進行差錯檢驗或查找適當(dāng)?shù)穆酚傻?。 (4)排隊時延指分組進入網(wǎng)絡(luò)結(jié)點后，需先在輸入隊列中

7、排隊等待處理，以及處理完畢后在輸出隊列中排隊等待轉(zhuǎn)發(fā)的時間。排隊時延的長短往往取決于網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)時的通信量。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的通信量很大時，會發(fā)生隊列溢出，使分組丟失，這相當(dāng)于處理時延為無窮大。注意：上述哪一種時延在總時延中占主導(dǎo)地位，必須具體分析。131.5 計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)(續(xù)8)q數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的總時延是上述4種時延之和：q例：一個100MB(M表示220=1048576 )的數(shù)據(jù)塊在帶寬為1Mb/s(M表示106 )的光纖信道上傳輸時的各種時延： 發(fā)送時延 100 1048576 8/106 =838.9s 傳播時延 1000km為5ms，1km為5s 處理時延視計算機處理速度而定?？倳r延 = 傳

8、輸時延 + 傳播時延 + 處理時延+ 排隊時延141.5 計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)(續(xù)9)四種時延產(chǎn)生的地方發(fā)送器發(fā)送時延傳播時延處理時延結(jié)點B100110101101010010 輸入隊列結(jié)點A輸出隊列處理器排隊時延151.5 計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)(續(xù)10)發(fā)送時延傳輸時延處理和排隊時延時間 tA站B站161.5 計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)(續(xù)11)往返時延q往返時延 RTT (Round-Trip Time) 表示從發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送端收到來自接收端的確認(rèn)應(yīng)答所經(jīng)歷的時延。如果接收端收到數(shù)據(jù)后立即發(fā)送確認(rèn)，這相當(dāng)于傳播時延的兩倍。例：設(shè)某段鏈路的傳播時延為20ms，則它的往返時延RTT40m

9、s。q在復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)中，往返時延應(yīng)包括各中間結(jié)點的處理時延和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的發(fā)送時延。171.5 計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)(續(xù)12)5、時延帶寬積q時延帶寬積是指傳播時延與帶寬之乘積。時延帶寬積 = 傳播時延 帶寬(傳播)時延鏈 路帶寬q鏈路的時延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長度。例：設(shè)某段鏈路的傳播時延為20ms，帶寬為10Mb/s。則時延帶寬積為2010-310106=20105 bit 。181.5 計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)(續(xù)13)6、利用率q利用率分為信道利用率和網(wǎng)絡(luò)利用率。q信道利用率 指在規(guī)定時間內(nèi)信道上用于傳輸數(shù)據(jù)的時間比例。完全空閑的信道的利用率是零。q網(wǎng)絡(luò)利用率 指全網(wǎng)絡(luò)的信道利用率的

10、加權(quán)平均值。q信道利用率力求高些，但并非越高越好。因為信道的利用率增大時，該信道引起的時延也就迅速增加。191.5 計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)(續(xù)14)網(wǎng)絡(luò)利用率的表示式q式中，D0 表示網(wǎng)絡(luò)空閑時的時延，D 表示網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的時延。U 的數(shù)值在 0 到 1 之間。UDD10201.5 計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)(續(xù)15)時延 D利用率 U10D0時延急劇增大時延與利用率的關(guān)系此圖表明，當(dāng)U達到1/2時，當(dāng)前時延就要加倍。而當(dāng)U接近最大值1時，當(dāng)前時延就會趨近于無窮大。這說明信道利用率或網(wǎng)絡(luò)利用率的提高都會加大時延。因此，擁有較大主干網(wǎng)的ISP都把信道利用率控制在50%以內(nèi)，否則就采取擴容措施。21第 1 章

11、：內(nèi)容提綱1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)概述1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的組成和分類1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)的功能和應(yīng)用1.4 計算機網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?.5 計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)1.6 國際化標(biāo)準(zhǔn)組織1.7 發(fā)展趨勢221.6 標(biāo)準(zhǔn)及其制定機構(gòu)1.6.1 標(biāo)準(zhǔn)q標(biāo)準(zhǔn)是衡量事物的準(zhǔn)則?；蛘弑旧砗嫌跍?zhǔn)則，可供同類事物比較核對的事物。q標(biāo)準(zhǔn)是由標(biāo)準(zhǔn)化組織、論壇以及政府管理機構(gòu)共同合作制訂的。q標(biāo)準(zhǔn)可分為兩大類：法定標(biāo)準(zhǔn)和事實標(biāo)準(zhǔn)。q法定標(biāo)準(zhǔn)是指由官方認(rèn)可的某個權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)化組織制定、采納、正式、合法的標(biāo)準(zhǔn)。q事實標(biāo)準(zhǔn)是指未被官方認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)化組織確認(rèn)，但卻在實際使用中被廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)。事實標(biāo)準(zhǔn)又可分為兩類：私有事實標(biāo)準(zhǔn)和非私有事實標(biāo)準(zhǔn)。

12、231.6.2 國際性標(biāo)準(zhǔn)化組織q國際性標(biāo)準(zhǔn)化組織有兩類：一類是由各國政府之間通過條約建立起來的標(biāo)準(zhǔn)化組織；另一類是自愿的、非條約組織。 最具影響的有q國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISOq國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)部ITU-T(其前身是CCITT)q美國國家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會ANSIq電氣電子工程師協(xié)會IEEEq電子工業(yè)委員會IEC241.6.2 國際性標(biāo)準(zhǔn)化組織(續(xù)1)因特網(wǎng)協(xié)會 ISOC因特網(wǎng)研究指導(dǎo)小組IRSG 因特網(wǎng)研究部 IRTF 因特網(wǎng)工程部 IETF 因特網(wǎng)工程指導(dǎo)小組IESG RGWGRG領(lǐng)域領(lǐng)域因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究委員會 IAB WGWGWG對因特網(wǎng)進行全面管理及在世界范圍內(nèi)促進其發(fā)展和使用負(fù)責(zé)管理因特網(wǎng)

13、有關(guān)協(xié)議的開發(fā)研究特定的短期和中期的工程問題，主要針對協(xié)議的開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化進行理論方面的研究和開發(fā)一些需要長期考慮的問題q因特網(wǎng)的管理機構(gòu)251.6.3 國際性標(biāo)準(zhǔn)化組織(續(xù)2)q因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作的最大特點是面向公眾。所有技術(shù)文檔均可從因特網(wǎng)免費下載。q所有的因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)都是以請求評論RFC(Request For Comments)形式在因特網(wǎng)上發(fā)表的。q制訂因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)要經(jīng)歷四個階段： (1)因特網(wǎng)草案(Internet Draft) 在這個階段 還不是 RFC 文檔，有效期只有6個月。 (2)建議標(biāo)準(zhǔn)(Proposed Standard) 從這個 階段開始就成為 RFC 文檔。 (3)草

14、案標(biāo)準(zhǔn)(Draft Standard) (4)因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(Internet Standard) 261.6.3 國際性標(biāo)準(zhǔn)化組織(續(xù)3)各種RFC之間的關(guān)系因特網(wǎng)草案建議標(biāo)準(zhǔn)草案標(biāo)準(zhǔn)因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)歷史的 RFC實驗的 RFC提供信息的 RFC6 種 RFC4 個月或兩次使用6 個月或兩次使用27第 1 章：內(nèi)容提綱1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)概述1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的組成和分類1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)的功能和應(yīng)用1.4 計算機網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?.5 計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)1.6 國際化標(biāo)準(zhǔn)組織1.7 發(fā)展趨勢1.7 發(fā)展趨勢q進入21世紀(jì)，數(shù)據(jù)通信將會得到更快的發(fā)展，而且會比計算機處理更為重要。它們的未來發(fā)展趨勢，可以歸納

15、為5個方面： 泛在網(wǎng)絡(luò)和泛在計算 新信息服務(wù) 云計算 下一代網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)融合281.7.1 泛在網(wǎng)絡(luò)和泛在計算q“泛在”源自拉丁語，意為普遍存在、無所不在。q泛在計算UC(ubiquitous Computing)是1991年施樂技術(shù)首席官Mark Weiser提出的一種超越傳統(tǒng)桌面計算的人機交互新模式，它將信息處理嵌入到用戶生活周邊空間的計算設(shè)備中，協(xié)同、透明地為用戶提供信息通信服務(wù)。q對此，日韓又衍生出泛在網(wǎng)絡(luò)、歐盟提出環(huán)境感知智能AI(Ambient Intelligence)、北美提出普適計算PC(Pervasive Computing)等概念。這些概念的描述不盡相同，核心內(nèi)涵基本一致，

16、目標(biāo)都是要“建立一個充滿計算和通信能力的環(huán)境，同時使這個環(huán)境與人們逐漸地融合地一起”。291.7.1 泛在網(wǎng)絡(luò)和泛在計算(續(xù)1)q泛在網(wǎng)絡(luò)的定義(ITU-T)：在預(yù)訂服務(wù)的情況下，個人和/或設(shè)備無論何時、何地、何種方式以最少的技術(shù)限制接入到服務(wù)和通信的能力。q泛網(wǎng)的關(guān)鍵特征“5C+5Any”，5C分別是融合、內(nèi)容、計算、通信和連接，5Any分別是任意時間、任意地點、任意服務(wù)、任意網(wǎng)絡(luò)和任意對象。q泛網(wǎng)通過對物理世界的透徹感知、構(gòu)建無所不在的連接及提供無處不在的個人智能服務(wù)，并擴展對環(huán)保、城建、物流、醫(yī)療監(jiān)護、能源管理等重點行業(yè)的支撐，為人們提供更高效的服務(wù)；讓人們享受信息通信的便利，讓信息通信

17、更好地服務(wù)于人們的日常生活中。301.7.1 泛在網(wǎng)絡(luò)和泛在計算(續(xù)2)q泛網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)(三個層次、三個平面)31應(yīng)用層公眾服務(wù)應(yīng)用農(nóng)業(yè)工業(yè)應(yīng)急醫(yī)療物流環(huán)保行業(yè)專用應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層個域網(wǎng)家庭網(wǎng)車域網(wǎng)辦公網(wǎng)傳感網(wǎng)射頻識別終端及感知延伸層有線接入泛在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)支撐及運營管理電信網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)專用網(wǎng)廣播電視網(wǎng)無線寬帶3G/4G/5G移動接入數(shù)字電視廣播衛(wèi)星1.7.1 泛在網(wǎng)絡(luò)和泛在計算(續(xù)3)q 泛網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) 智能終端系統(tǒng) 基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 應(yīng)用層技術(shù)q 泛網(wǎng)與傳感器網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系32泛在網(wǎng)絡(luò)（物與物、物與人、人與人）物聯(lián)網(wǎng)（物與物、物與人）傳感器網(wǎng)（物與物）1.7.2 新信息服務(wù)q網(wǎng)絡(luò)提供的新信息服務(wù)是網(wǎng)絡(luò)

18、發(fā)展的又一趨勢。qWeb技術(shù)使得人們成為消息的發(fā)布者，同時也成為消息的獲取者，關(guān)鍵是訪問的正確性和信息的價值問題。q應(yīng)用服務(wù)提供商ASP(Application Service Provider)是一個很新的概念。ASP通常是一些服務(wù)公司，他們在遠(yuǎn)程的主機上部署、治理、維護應(yīng)用程序，然后通過廣域網(wǎng)向遠(yuǎn)端的客戶提供軟件的計算能力。ASP的客戶租用ASP的硬件和軟件系統(tǒng)，只提供自己的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)（含租金）。qASP將會發(fā)展成信息工具，如同電信公司。331.7.3 云計算q云計算(cloud computing)是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計算方式，通過這種計算方式，供共享的軟硬件資源和信息可以按需提供給計算機和

19、其他設(shè)備。q云計算的定義q狹義云計算是指IT基礎(chǔ)設(shè)施通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式進行交付獲得所需資源的使用模式。q廣義云計算是指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式進行服務(wù)的交付以獲得所需服務(wù)的使用模式。q云計算的核心思想是，將大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度，構(gòu)成一個計算資源池向用戶提供按需服務(wù)。341.7.3 云計算(續(xù)1)q云是網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻說法。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”，“云”中的資源在使用者看來是可以無限擴展的，并且可以隨時獲取，隨時擴展，按需使用并付費。q用戶不需要了解“云”中基礎(chǔ)設(shè)施的細(xì)節(jié)，不必具有相應(yīng)的專業(yè)知識，也無需直接進行控制。典型的云計算提供商往往提供通用的網(wǎng)絡(luò)業(yè)

20、務(wù)應(yīng)用，可以通過瀏覽器等軟件或者其他Web服務(wù)來訪問，而軟件和數(shù)據(jù)都存儲在服務(wù)器上。351.7.3 云計算(續(xù)2)q云計算的服務(wù)層次 基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IaaS(Infrastructure-as-a Service)，指用戶通過因特網(wǎng)從完善的計算機基礎(chǔ)設(shè)施獲得的服務(wù)； 平臺即服務(wù)PaaS(Platform-as-a Service)，指將軟件研發(fā)平臺作為一種服務(wù)，以SaaS軟件服務(wù)提供底層支撐； 軟件即服務(wù)SaaS(Software-as-a Service)，又稱軟件運營(或軟營)，是一種基于因特網(wǎng)提供軟件服務(wù)的軟件應(yīng)用模式。361.7.3 云計算(續(xù)3)q云計算服務(wù)的特征 基于虛擬化技術(shù)快速

21、部署資源或獲得服務(wù)； 實現(xiàn)動態(tài)的、可伸縮的擴展； 按需求提供資源、按使用量付費； 通過互聯(lián)網(wǎng)提供、面向海量信息處理； 用戶可以方便地參與； 形態(tài)靈活，聚散自如； 減少用戶終端的處理負(fù)擔(dān)； 降低了用戶對于IT專業(yè)知識的依賴。371.7.4 下一代網(wǎng)絡(luò)q“下一代”現(xiàn)在有兩種說法，一種是下一代因特網(wǎng)NGI(Next Generation Internet)，另一種是下一代電信網(wǎng)NGN(Next Generation Network)。至今都沒有統(tǒng)一的精確定義。qNGI的概念源于計算機界的IETF等組織。他們認(rèn)為NGI就是“下一代因特網(wǎng)”，是一個“高可信網(wǎng)絡(luò)”,NGN只是未來互聯(lián)網(wǎng)的一個組成部分。38

22、1.7.4 下一代網(wǎng)絡(luò)(續(xù)1)1、下一代因特網(wǎng)NGIq因特網(wǎng)的變化并未改變因特網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)。其變革慢的原因在于因特網(wǎng)的核心技術(shù)(TCP/IP) 很難改變。q自1996年起，美國開始了下一代互聯(lián)網(wǎng)研究與建設(shè)。當(dāng)時主要有兩個項目：一個是由美國34所大學(xué)聯(lián)合發(fā)起建設(shè)Internet2(簡稱I2)；另一個是美國國家科學(xué)基金會NSF提供資助的下一代因特網(wǎng)NGI。目前，許多國家都在致力于下一代因特網(wǎng)NGI的開發(fā)。391.7.4 下一代網(wǎng)絡(luò)(續(xù)2)Internet2q針對現(xiàn)有的因特網(wǎng)存在著技術(shù)上和功能上的不足，美國一些大學(xué)申請了國家科學(xué)基金，以建立一個全新的、獨立的僅供這些大學(xué)內(nèi)部使用的、可以連接到現(xiàn)有因特

23、網(wǎng)上的、初始運行速率可達10Gb/s的專用網(wǎng)絡(luò)，這個想法在1996年10月以Internet2的形式付諸實施。Internet2已經(jīng)成為全球下一代互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的代名詞。401.7.4 下一代網(wǎng)絡(luò)(續(xù)3)qInternet2的目的是為美國的大學(xué)和科研群體建立并維持一個技術(shù)領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)，充分實現(xiàn)寬帶網(wǎng)的媒體集成、交互性以及實時合作的功能，推進全球范圍內(nèi)高層次的教育和信息服務(wù)，開發(fā)下一代互聯(lián)網(wǎng)高級網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用項目(諸如數(shù)字圖書館、虛擬實驗室、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和遠(yuǎn)程醫(yī)療等) ，以及大量的交互式圖形/多媒體應(yīng)用(包括科研可視化、虛擬現(xiàn)實(VR) 和3D虛擬環(huán)境)的研究課題。I2 也為各種不同服務(wù)政策提供了試驗場所，以及

24、建設(shè)了一個獨立的高速網(wǎng)絡(luò)試驗床Abilene。qInternet2 的核心技術(shù)主要包括：下一代網(wǎng)際協(xié)議IPv6，組播，區(qū)域性網(wǎng)絡(luò)連接節(jié)點Gigapop，ATM層的路徑信息、服務(wù)質(zhì)量(QoS) 和網(wǎng)絡(luò)安全。411.7.4 下一代網(wǎng)絡(luò)(續(xù)4)下一代因特網(wǎng)NGIq現(xiàn)有因特網(wǎng)的不足表現(xiàn)在：上網(wǎng)用戶數(shù)激增，多媒體應(yīng)用日趨通信主流，網(wǎng)絡(luò)帶寬已顯不足；缺乏管理，造成信息泛濫的混亂局面；網(wǎng)絡(luò)安全性已是不容忽視的重大問題。q目前對下一代因特網(wǎng)還沒有統(tǒng)一的定義，但對其主要特征已有共識：下一代因特網(wǎng)NGI是指比現(xiàn)行的因特網(wǎng)具有傳輸速率更快，網(wǎng)址更多，功能更強，安全更好，服務(wù)更及時，應(yīng)用更方便，管理更容易，能基本達到

25、信息高速公路計劃目標(biāo)的新一代因特網(wǎng)。421.7.4 下一代網(wǎng)絡(luò)(續(xù)5)q下一代因特網(wǎng)的基本計劃，包括：下一代因特網(wǎng)計劃、超寬帶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)VBNS和 I2。q1997年10月，美國政府提出“下一代因特網(wǎng)計劃NGI”。下一代因特網(wǎng)計劃(NGI)目標(biāo)q開發(fā)下一代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以比現(xiàn)有的因特網(wǎng)高100倍的速率連接至少100個研究機構(gòu)，以比現(xiàn)在的因特網(wǎng)高1000倍的速率連接10個類似的網(wǎng)點。端到端的傳輸速率要超過100 Mb/s至10 Gb/s。43441.7.4 下一代網(wǎng)絡(luò)(續(xù)6) 下一代因特網(wǎng)計劃(NGI)目標(biāo)(續(xù))q使用更加先進的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)和開發(fā)許多帶有革命性的應(yīng)用，如遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育、有關(guān)能源和地

26、球系統(tǒng)的研究、高性能的全球通信、環(huán)境監(jiān)測和預(yù)報、緊急情況處理等。q NGI計劃使用超高速全光網(wǎng)絡(luò)，能實現(xiàn)更快速的交換和路由選擇，同時具有為一些實時(real time)應(yīng)用保留帶寬的能力。q在整個因特網(wǎng)的管理和保證信息的可靠性和安全性方面也會有很大的改進。1.7.4 下一代網(wǎng)絡(luò)(續(xù)7)q下一代因特網(wǎng)涉及許多新的技術(shù)，其中包括IPv6協(xié)議、光纖高速傳輸技術(shù)、光交換與智能光網(wǎng)、寬帶接入、城域網(wǎng)、軟交換、3G和后3G移動通信系統(tǒng)、IP終端和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。超高帶寬網(wǎng)絡(luò)服務(wù)VBNSq1995年，美國國家科學(xué)基金會就VBNS與MCI公司簽訂5年合作協(xié)議，VBNS于1995年4月起投入運行，連接5個超級計算機中心和100所大學(xué)及研究機構(gòu)。從2000年起，VBNS主干速率將逐漸升級到2.5Gb/s，10Gb/s和100Gb/s。451.7.4 下一代網(wǎng)絡(luò)(續(xù)8)我國對下一代因特網(wǎng)的研究與建設(shè)q2003年，中國下一代互聯(lián)網(wǎng)CNGI示范工程是由國家發(fā)革委主導(dǎo)，中科院等8部委聯(lián)合醞釀啟動的。q2004年12月底，初步建成CERNET2，連接20個城市的25個核心節(jié)點，為數(shù)百所高校和科研單位提供下一代互聯(lián)網(wǎng)的高速接入，并與