[精选]下一代互联网技术.pptx

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1、下一代互联网络技术及应用下一代互联网络技术及应用鲁东明鲁东明 教授教授2006年年5月月26日日 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开展，使人们对基于互联网的各类新型应速开展，使人们对基于互联网的各类新型应用的充满渴望与期待。用的充满渴望与期待。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，平安保障、效劳质量与运营管理日益凸现，平安保障、效劳质量与运营管理已成为进一步开展的瓶颈。已成为进一步开展的瓶颈。可扩展、更平安、更大、可信、可管理、可扩展、更平安、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

2、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开展现状下一代互联网的酝酿及开展现状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

3、国的网民到达了我国的网民到达了87008700万人，比一年前增长万人，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数数为为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电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开展的内在动力创新应用涌现是开展的内在动力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 -

4、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 -要求有端到端的效劳质量保证要求有端到端的效劳质量保证p生产环境监控等工业控制生产环境监控等工业控制 -要求实时可靠的效劳质量保证要求实时可靠的效劳质量保证p电子购物等网络效劳商业行为电子购物等网络效劳商业行为 -要求可信可管理的平安技术手段要求可信可管理的平安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

5、性 专用地址和专用地址和 NAT，隐藏了谁是信息的发送者，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实时实时网上购物等电子商务效劳日益普及网上购物等电子商务效劳日益普及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“货到付款的比例在货到付款的比例在连续下降，而连续下降，而“网上支付的比例在持续上升。网上支付的比例在持续上升。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

6、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效劳模式下一代互联网的新型效劳模式 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效劳相对独立的效劳 有机统一的效劳有机统一的效劳共性、繁杂的效劳共性、繁杂的效劳 个性、恰当的效劳个性、恰当的效劳机械低效的效劳机械低效的效劳 智能高效的效劳智能高效的效劳分散断

7、续的效劳分散断续的效劳 统一连续的效劳统一连续的效劳人围着系统转人围着系统转 系统围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，路由性能改善用更为广泛，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更平安可信：更平安可信：对象识别，身份认证和网络授权，数据加密和完对象识别，身份认证和网络授权，数据加密和完整性，可信任的网络整性，可信任的网络p更及时：更及时：组播效劳，效劳质量组播效劳，效劳质量QOS，大规模实时交互

8、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开展现状下一代互联网的酝酿及开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

9、泛征求各广泛征求各方意见方意见pIETF在综合各方意见之后，发布了在综合各方意见之后，发布了RFC 1726,定定义了一整套评估标准义了一整套评估标准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建议建议融合、修改融合、修改SIPP与与TUBA以形成新一代以形成新一代IP协议的协议的基础。由此，新一代的基础。由此，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

10、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为均衡负载等应用提供更合理的解决手段合理的解决手段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缺乏的唯一驱动力是地址空间缺乏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缺乏的问题，

11、如技术已较好的解决了地址空间缺乏的问题，如P2P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p1992，总统克林顿提出总统克林顿提出“信息高速公路方案，不仅推信息高速公路方案，不仅推动了互联网本身，也为提出下一代互联网研究方案奠定了动了互联网本身，也为提出下一代互联网研究方案奠定了基础基础p1995，NSF支持的下一代互联网支持的下一代互联网NGI方案，建立了方案，建立了NGI的的主干网主干网vBNSp1998，UCAID成立，提出成立，提

12、出Internet2方案，建立了方案，建立了Internet2的主干网的主干网Abilenep1998，亚太地区高速网络方案，亚太地区高速网络方案APANp2001，欧共体的下一代互联网研究方案，建立了它的主干，欧共体的下一代互联网研究方案，建立了它的主干网网GEANTp2002，提出建立全球高速互联网提出建立全球高速互联网GTRNp2003年年1月月DoD宣布全面向宣布全面向IPV6过渡，过渡，2023年完成年完成p2005年年7月月 政府决定政府决定2023年年6月过渡到月过渡到IPV6Initial GEANT2 topologydark fibre core footprint Asi

13、a-Pacific Advanced Network亚太地区和欧洲的两大合作工程亚太地区和欧洲的两大合作工程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开展规划我国下一代互联网开展规划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成中国下一代互联网示范工程，推动下一代互联网的科

14、学技术进步。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。步实现产业化。p中远期目标中远期目标2006-2023 建成全球最大规模的下一代互联网络，大力推广下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。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。位，提高综合国力。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验和重大应用示范

15、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效劳实现移动接入和漫游效劳n建立网络平安体系建立网络平安体系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互联网关键设备和软件的研发及产业

16、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下一代互联网的技术体系结构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大规模组播效劳研究与试验大规模组播效劳研究与试验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

17、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/s40Gb/s可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平安、可控接入技术平安、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

18、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pWiMAX 技术技术802.16e 80216e的目的目标是一种移是一种移动宽带无无线接入技接入技术，包括：支，包括：支持持车速移速移动120kmh；可以提供；可以提供宽带接入几十接入几十Mbits；覆盖范覆盖范围一般在几公里之内。一般在几公里之内。p3G 3G具有无具有无处不在不在连续覆盖、移覆盖、移动性等特点，且善于提性等特点，且善于提供全供全业务话音和数据，数据速率音和数据，数据速率

19、较高高。qUWB一种超高速的短距无一种超高速的短距无线接入技接入技术,UWB能在能在10米左米左右的范右的范围内内实现每秒数百兆至数吉比特的数据每秒数百兆至数吉比特的数据传输速率速率 pZIGBEE家庭家庭电器控制、工器控制、工业应用等用等领域得到域得到应用用四、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具有平安效劳

20、和网络计费功能具有平安效劳和网络计费功能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建立家庭网络，实现远程家电控制建立家庭网络，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效劳大规模科学计算与协同效劳n高能物理网格、虚拟天文台、生物网格、地学网格、化高能物理网格、虚拟天文台、生物网格、地学网格、化学信息网格学信息网格n信息效劳网格信息效劳网格p大规模视频会议、高清晰度电视大规模视频会议

21、、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疗等综合应用n基于组播的高清晰度电视，分辨率到达基于组播的高清晰度电视，分辨率到达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

22、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、管理和检索图书馆资源的海量数据存储、管理和检索n平安、可靠地传输医学图象和视频，实现远程协同诊断平安、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pP2P网络应用系统网络应用系统n网络存储网络存储 OceanstorenP2P流媒体系统流媒体系统 CoolstreamingnP2P 互联网互联网IP 系统系统 Skype nP2P Web效劳协作应用效劳协作应用nP2P即时通信系统即时通

23、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-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形成的网形成的网络观察动物的栖息地环境络观察动物的栖息地环境 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等变化的传感器节点，藉由形成的无线传节点，藉由形成的无线传感器网络可以远端观察环感器网络可以远端观察环境，并且长时间搜集环境境，并且长时间搜集环境的变化资料。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

24、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VIDEOAUDIODATAVIDEO/AUDIO/DATA多媒体、各种传感器、多媒体、各种传感器、各种人性化界面各种人性化界面将成为未来互联网的表现形式将成为未来互联网的表现形式随着人体变成联机在线随着人体变成联机在线 -数字医学将要浮现数字医学将要浮现p新传感器新传感器视频吞咽丸视频吞咽丸 电

25、池,光源,和视频照相机 影像传输p下一步下一步联机在线联机在线 无线互联网传输 关键代谢和物理变量 p个人医学个人医学 结合 遗传密码 数字影像 人体数据流 目前：目前：PC+PC+少量掌上设备少量掌上设备未来：未来：PDA TV PDA TV 投影仪投影仪 办公设备办公设备 家用电器家用电器ICP各种互联网设备的有机整合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将会为用户带来全新的应用体验！验！IPv6无线家庭网络无线家庭网络IPv6高清晰度高清晰度IPTV的应用普及的应用普及高清晰IPTV示意系统汽车内嵌入式汽车内嵌入式IPv6互联网互联网p 70 个计算机个计算机p 3 个子

26、网个子网:多媒体网多媒体网 车内音响，导航车内音响，导航系统系统 身体网络灯光，窗身体网络灯光，窗 控制网络发动机，刹车控制网络发动机，刹车p多引导多引导未来的网格技术未来的网格技术pGrid和其它重要技术相融合和其它重要技术相融合P2P、Webservice、CSCW、Internet2下一代互联网造就心动应用，下一代互联网造就心动应用，人类将生活在无所不在的网络之中人类将生活在无所不在的网络之中 浙江大学浙江大学作为作为CNGI/Cernet2 CNGI/Cernet2 主节主节点点之一，将主动向省内各其它院校及高之一，将主动向省内各其它院校及高新企业单位提供下一代网络接入；积极新企业单位

27、提供下一代网络接入；积极推动全省的下一代互联网技术研究、产推动全省的下一代互联网技术研究、产品开发与工程建设，为迎接我省下一代品开发与工程建设，为迎接我省下一代互联网建设、研究与应用的春天效劳。互联网建设、研究与应用的春天效劳。谢谢！各位同仁！谢谢！各位同仁！MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉