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1、计算机网络基本知识西部大学培训 西部大学校园网培训教材编写组2002年12月,主要内容,计算机网络概论二网间互联协议（TCP/IP）三局域网技术 以太网与快速以太网交换以太网千兆以太网万兆以太网虚拟网及其在校园网中的应用无线局域网四广域网技术五网络设备,计算机网络概论,计算机网络概论计算机网络定义 计算机网络是把地理上分散、多台具有独立功能的计算机，用通信线路和通信设备连接起来，以实现资源共享的系统。连接对象：计算机、数据终端等连接介质：通信线路、通信设备控制机构：网络协议、网络软件 从用户的角度看，计算机网络是一个透明的数据传输机构,计算机网络概论,2.计算机网络基本组成1）硬件系统计算机、
2、数据终端 通信链路由传输介质和通信设备组成 网络设备2）协议和软件协议-通信双方在通信过程中，必须共同遵守的约定和规则,计算机网络概论,网络软件在网络环境下使用和运行或者控制和管理网络工作的计算机软件。网络系统软件网络操作系统（NOS-Network Operating System）网络协议软件网络应用软件,计算机网络概论,3.计算机网络的逻辑结构资源子网-提供访问网络和数据处理以及管理和分配共享资源的能力通信子网-提供网络的通信功能,4.计算机网络的拓扑结构网络拓朴结构是计算机网络节点和通信链路所组成的几何形状 1)总线型总线型结构采用一条单根的通信线路作为公共的传输通道(总线），所有的节
3、点都通过相应的接口直接连接到总线上，并通过总线进行数据传输。广播式传输技术、基带传输、串行传输结构简单灵活、易于扩展共享能力强网络响应速度快，负荷重时则性能迅速下降,计算机网络概论,2）环型环型结构是各个网络节点通过环接口连在一条首尾相接的闭合环型通信线路中。单环结构(ToKen Ring)双环结构(FDDI)结构简单信息流在网络中沿环单向传递延迟固定可靠性差、可扩充性差节点增加时，使网络响应时间变长，加大时延,计算机网络概论,3)星型每个节点都有一条单独的链路与中心节点相连，信息的传输是通过中心节点的存储转发技术实现的结构简单，便于管理和维护易实现结构化布线易扩充，易升级中心节点负担重，易成
4、为信息传输的瓶颈和单点故障点,计算机网络概论,4)树型结构树型结构是从总线型和星型结构演变来的，网上各结点按一定的层次连接起来，形状像一棵倒置的树对根节点的依赖性大，易出现单点故障易于扩展电缆成本高,计算机网络概论,5)网状网状结构是指将各网络节点与通信线路互连成不规则的形状，每个节点至少与其它两个结点相连，或者说每个节点至少有两条链路与其他节点连接有冗余链路，可靠性高可选择最佳路径，减少时延改善流量分配，提高网络性能路经选择比较复杂结构复杂，不易管理和维护线路成本高适用于大型广域网,广州,北京,西安,成都,武汉,南京,上海,沈阳,计算机网络概论,5.计算机网络的分类 1)分类方法 按网络的拓
5、扑结构分 按网络覆盖的地理范围分类 按网络协议分类 按传输介质分类 按所使用的网络操作系统分类 按传输技术分类 2)按网络覆盖的地理范围分类 局域网（LAN)城域网(MAN)广域网(WAN),计算机网络概论,6.传输介质传输介质是传输数字信号和模拟信号的通路，它构成了发送方和接收方的物理通路传输介质的类型 1)有线传输介质（硬介质）双绞线(TP-Twisted Pair)将一对绝缘线按一定密度拧绞在一起，任意拧成螺旋型，就构成了双绞线,计算机网络概论,屏蔽双绞线（STP-Shielded Twisted Pair)STP外面由一层金属材屏蔽层 特点：抗干扰能力优于UTP 防止信息被窃听 价格较
6、高 安装比较复杂 具有较高的数据传输速率UTP无金属屏蔽材料,计算机网络概论,无屏蔽双绞线（UTP-Unshielded Twisted Pair)国家电气工业协会 EIA 规定category 1,2,3,4,5,超5类 6 7 3类（category 3）最高传输速率为10Mbps 4类（category 4）最高传输速率为16Mbps 5类(category 5)高传输速率为1Gbps 超5类 6类 200MHz 7类 600MHz,计算机网络概论,2）同轴电缆(Coaxial cable)同轴电缆-由绕同一轴线的两个导体组成 50同轴电缆（基带同轴电缆）用于传输单路信号，应用于局域网
7、细同轴电缆(RG-11)10Mbps 185米-925米 粗同轴电缆(RG-58)10Mbps 500米-2500米75同轴电缆（宽带同轴电缆）用于传输多路信号 应用于长途电话、CATV电视,计算机网络概论,3)光纤(Optical Fiber)光纤（光缆）是光导纤维的简称，是传送光信号的传输媒体 光传输系统的组成光源-光波产生的根源发光二极管LED和光电二极管（PIN)半导体激光ILD激光器（laser)雪蹦光电二极管（APD）,计算机网络概论,传输介质-光纤，是传输光波的导体光发送器-产生光束,将电信号转变成 光信号,再把光信号导入 光纤光接收器-负责接收从光纤上传输的光信号,并将它转变成
8、电信号,计算机网络概论,光纤种类多模光纤(Multi Mode Fiber)多条不同角度入射的光线在一条光纤中传输，可以认为每一束光线有一个不同的模式，这种有多种模式的光纤，称为多模光纤阶跃折射 剃度折射单模光纤(Single Mode Fiber)光纤直径很小，小到只有一个光波波长大小，光纤就像一根波导一样，光在其中没有反射，而沿直线向前传播，这样的光纤称为单模光纤。,计算机网络概论,计算机网络概论,计算机网络常用的光纤型号8.3m/125m 单模光纤 1310nm 1500nm62.5m/125m 多模光纤 1310nm 1500nm50m/125 m 多模光纤常用光纤连接器 SC ST
9、FC 光纤技术的发展 全光网是计算机网络发展的方向 CWDM DWDM 技术的发展状况,计算机网络概论,容量WDM 传输距离1.02Tbps 160Gbps X 19ch 40Km1Tbps 40Gbps X 51ch1000Km 1Tbps 40Gbps X 51ch1000Km750Gbps 5.3gbps X 50 2000Km640Gbps 10Gbps X 64ch 7200Km 490Gbps 10Gbps X 49ch 340Gbps 10Gbps X 34ch6380Km 80Gbps 10Gbps X 8ch172Km,计算机网络概论,2)无线传输介质（软介质利用电磁波或光波
10、充当传输通路的传输介质微波微波通信是利用微波波段的电磁波在对流层的视距范围内利用无线电波进行信息传输的一种通信方式 微波波段的频率是：300MHz-300GHz通常工作于射频的微波频段：1-20GHz两个微波通信站之间的距离：30-50公里,计算机网络概论,传输速率：64Kbps-10Mbps延迟时间：3s/Km工作方式：多路复用工作频带宽，信道容量大投资少，见效快有较好的灵活性要求两站之间的可视性强通信的保密性差,计算机网络概论,卫星卫星通信是在地球站之间利用位于36000Km高空的人造同步地球卫星作为中继器的一种接力通信。卫星通信属于宇宙通信的范畴卫星的运行轨道：在赤道的平面上，高度357
11、86.6Km，转速与地球自转速度相同,计算机网络概论,覆盖范围广,传输距离远，一个同步卫星可覆盖18000Km,全球1/3的地区国际常用的频段C波段（4/6）3.7-4.2 GHz（下行）5.925-6.425GHz（上行）Ku波段（11/14）11.7-12.2GHz(下行）14.0-14.5 GHz(上行）Ka波段（20/30）1.7-21.7 GHz(下行）27.5-30.5 GHz(上行）,计算机网络概论,上、下行频宽：500MHz是一种广播介质延迟时间长：250ms-300ms工作方式：多路复用(FDM TDM)工作频带宽，信道容量大受外界干扰小，可靠性、稳定性好传输速率与距离无关安
12、全保密性差,计算机网络概论,4.计算机网络体系结构（Network Architecture）计算机网络体系结构是层和协议的集合1)标准化组织 国际标准化组织（ISO)ISO-International Standard Organization ISO的主要活动是制定国际标准，协调世界范围内的标准化工作。ISO下设200个技术委员会，标准的制定过程经过4个阶段：工作草案、建议草案、国际标准草案、国际标准,计算机网络概论,国际电信联盟（ITU)ITU-T International Telcommunication Union ITU的宗旨是维护与发展成员国间的合作以改进和共享各种电信技术 I
13、TU有4个常设机构：总秘书处国际频率注册委员会国际无线电咨询委员会国际电报电话咨询委员会（CCITT),计算机网络概论,国际电信联盟-电信标准部（ITU-T)ITU-T ITU Telecommunication Standardization Sector 其前身是CCITT,是一个开发全球电信技术标准的国际组织,其宗旨是研究与电话、电报、电传运作和关税有关的问题，并对各种通信设备及通信规程的标准化的一系列建议I系列建议-数字网,包括ISDNT系列建议-终端设备V系列建议-电话网上的通信，ModemX系列建议-数据通信网络的建议 X.25,计算机网络概论,电器与电子工程师协会（IEEE)IE
14、EE Institute os Electrical and Electronics Engineers 它是世界上最大的专业性组织，主要开发通信和局域网标准欧洲计算机制造商协会（ECMA)ECMAEuropean Computer Manufacturers Association 其宗旨是促进国家和国际机构间的合作，致力于数据处理系统的标准化和应用（OSI协议、数据网.）,计算机网络概论,美国国家标准学会（ANSI)ANSIAmerican National Standards Institute研究物理层、数据链路层、局域网标准电子工业协会（EIA)EIAElectronic Indus
15、tries Association 制定电气标准的组织 EIA RS-232 ES-449,计算机网络概论,2)OSI参考模型 OSI-Open System Interconnection 开放系统互联参考模型 OSI是为不同开放系统的应用进程之间进行通信所定义的标准 OSI包含两部分：ISO/OSI/RM(ISO7498)服务与协议,计算机网络概论,OSI参考模型OSI参考模型将整个网络分为七层,计算机网络概论,OSI参考模型,物理层（physical layer)物理层是OSI参考模型的最低层，与传输媒体直接相连，主要作用是建立、保持和断开物理连接，以确保二进制比特流的正确传输。物理层协
16、议规定了数据终端设备（DTE)与数据通讯设备（DCE)之间的接口标准。包含接口的4个特性机械特性电器特性功能特性规程特性,计算机网络概论,DTE(Data Terminal Equipment)-是具有一定数据处理能力和数据转发能力的设备DCE(Data Circuit-Terminal Equipment)数据链路端接设备（通信设备），其作用是在DTE和传输线路之间提供信号变换和编码的功能机械特性 规定接口的形状、规格尺寸、插头/插座的数量及位置排列、固定和锁定装置等功能特性 规定各接口信号线的功能及相互间的操作关系,计算机网络概论,电气特性 规定信号线的电器连接及电路特性。包括在物理连接上
17、传输二进制位流时，线路上的信号电平，输出阻抗、输入阻抗、平衡特性、负载要求、传输速率和连接距离等规程特性规定利用信号线进行二进制位流传输的一组操作过程。即在传输过程中事件发生的合法顺序。,计算机网络概论,物理层接口的标准和位置,计算机网络概论,V系列建议X系列建议I系列建议EIA标准,V系列建议I系列建议,线路,V系列建议X系列建议I系列建议EIA标准,终端,主计算机,物理层协议 RS-232 RS-449 V.24 V.35 X.21异步通信接口标准EIA RS-232C和EIA RS-232D机械特性：接口连接器芯数：25针（DB25)，9针连接器宽度：47.04 0.13mm(46.91
18、-47.17)连接器芯针排列顺序：1-13，14-25DCE(Modem)的接口为母DTE（计算机）的接口为公,计算机网络概论,计算机网络概论,电气特性 采用分离元件技术、非平衡接口、每个电路使用一根导线、两个方向共用一根地线，单端发送单端接收、“1”电平：-5V-15V“0”电平：+5V-+15V噪声容限：2V输出阻抗：300输出电平：-25+25V输入电压允许范围：-25+25最大负载电容：2500pf最大传输距离：15米传输速率：2400、4800、9600、19200 33600,计算机网络概论,功能特性规定连接器引脚分配和信号线功能、名称和含义信号线类型：数据线控制线定时线地线25针
19、接口,计算机网络概论,25针与9针的对照关系,计算机网络概论,计算机网络概论,规程特性：规定在通讯过程中，各条信号线的工作状态、接通或断开的顺序和关系 DTEDCEDTR on(数据终端就绪)DSR on(通信设备就绪）,EIA RS-232C接口的物理连接,DTE,DTE,DCE,DTE,2 TD 2,3 RD 3,4 RTS 4,5 CTS 5,6 DSR 6,7 SG 7,8 DCD 8,20 DTR 20,22 RI 22,2 2,3 3,4,5,8,6,22,20,7 7,8,4,5,20,6,22,计算机网络概论,数据链路层（data link layer)数据链路层是OSI参考模
20、型的第二层，主要负责数据链路的建立、维持和拆除，确保在一段物理链路上数据帧的正确传输 数据链路层协议面向字节（字符）依靠特殊含义的字符来定界用户信息和整个信息交换过程，传输基本单位是字节面向比特（位）传输基本单位是比特,计算机网络概论,广域网数据链路层协议面向字节BSC-Binary Synchronous Communication二进制同步通信规程传输基本单位为字符信息编码 五单位码、七单位码、汉字代码（ASCII EBCDIC 六单位转换码）面向位,计算机网络概论,面向位 SDLC-同步数据链路控制 HDLC-高级数据链路控制 LAP-链路接入规程 LAPB链路接入规程-平衡型串行线协议
21、SLIP-串行线路网际协议 只支持IP协议传输速率 19.2Kbps,计算机网络概论,不提供差错检测功能能支持拨号线的异步传输 PPP-点到点协议支持多种网络层协议 IP IPX AppleTalk支持异步，也支持同步（DDN)可靠性高，有身份认证、差错检测功能应用广泛拨号、DDN、帧中继 卫星 微波,计算机网络概论,网络层（Network layer)网络层是OSI模型的第三层，又叫通信子网层，主要用于控制通信子网的运行。网络层主要作用是将从高层传送下来的数据分组打包，再进行必要的路由选择、流量控制、差错控制、顺序检测等处理，使数据正确无误地传送到目的端主要功能 路径选择和中继功能,计算机网
22、络概论,计算机网络概论,数据分组/重组功能，形成网络层数据单拥塞控制与流量控制分组传输，包括顺序编号和分组确认等差错的检测与纠正计帐功能网络互连 网络层向传输层提供服务面向连接服务 虚电路（VC-Virtual Circuit)永久虚电路（PVC)交换虚电路（SVC),计算机网络概论,无连接服务 数据报 数据报传输方式不需建立虚电路，每个分组带有源和目的地址，可沿不同的路由并发地传送到目的端。,计算机网络概论,计算机网络概论,网络层协议IP、RARP、ARP（TCP/IP)IPX DECNET Appletalk X.25路由选择协议 RIP OSPF IGRP BGP4,4)传输层（Tran
23、sport Layer)它位于资源子网和通信子网之间，是通信子网和资源子网的桥梁。传输层的主要作用是为利用通信子网进行通信的两个主机，提供端到端的可靠的、透明的通信服务。它与应用进程相关传输层协议 TCP UDP,计算机网络概论,传输地址-传输服务访问点（TSAP)用于识别应用进程，使一个应用进程与一个远程应用进程建立连接IP地址端口地址 Socket保留地址FTP 21E-mail 25Telnet 23,计算机网络概论,www 8080,端口号长度：16bitTCP和UDP分别提供216个不同的端口保留端口，小于256 自由端口 大于256ftp-control 20 TCPftp-dat
24、a 21 TCPHTTP 80 UTPTelnet 23TCPE-mail 25TCPdns 53 TCP/UDP,计算机网络概论,会话层（Session Layer)高三层是面向信息处理的高层协议 会话层的主要作用是组织并协商两个应用进程之间的会话，并管理它们之间的数据交换。会话层的主要功能管理和控制会话连接会话连接同步数据交换会话交互管理异常报告,计算机网络概论,表示层（Prosentation Layer)表示层解决用户信息的语法表示问题，主要目的是使数据保持原来的含义 主要功能：转换信息的格式和编码数据压缩和数据加密、解密表示层连接管理机制为应用层提供表示连接服务原语,计算机网络概论,
25、6）应用层（Application Layer)应用层是OSI模型的最高层，是唯一直接向应用程序提供服务的一层，它直接面向用户，以满足用户的不同需求主要功能网络完整的透明性用户资源的配置应用管理和系统管理分布式信息服务分布式数据库管理,计算机网络概论,应用层协议CCITT X.400 SMTP 电子邮件FTP 文件传输HTTP 超文本传输协议SNMP 简单的网络管理协议DNS 域名服务系统SMTP 简单的邮件传输协议ISO9040/1 虚终端ISO8831/2 作用传送与操作协议ISO8649/50 公共应用服务元素,计算机网络概论,应用层协议CCITT X.400 SMTP 电子邮件FTP
26、文件传输HTTP 超文本传输协议SNMP 简单的网络管理协议DNS 域名服务系统SMTP 简单的邮件传输协议ISO9040/1 虚终端ISO8831/2 作用传送与操作协议ISO8649/50 公共应用服务元素,计算机网络概论,计算机互联网络Internet技术:历史、现在和未来,吴建平清华大学计算机科学与技术系2002年12月20日,主要内容,计算机互联网络技术的历史计算机互联网络的成功经验计算机互联网络技术的现在下一代互联网络技术研究的特点国际下一代互联网络研究计划中国下一代互联网络研究进展,计算机信息网络发展历史的回顾,七十年代的计算机信息网络X.25 分组交换网：各国的电信部门建设运行
27、各种专用的网络体系结构：SNA，DNAInternet 的前身ARPANET进行实验运行八十年代的计算机信息网络标准化计算机网络体系结构：OSI局部网络 LAN 技术空前发展建成NSFNET，Internet 初具规模九十年代的计算机信息网络Internet空前发展Web技术在Internet/Intranet 得到广泛应用,计算机互联网络技术的历史,1960年代，首次提出用于数据传输分组交换理论1969，美国ARPA和英国NPL首次建成分组交换计算机网络1970年代，各种网络技术和试验网络不断产生1982，TCP/IP协议体系结构逐步成熟1986，美国NSF建立世界上第一个Internet主
28、干网：NSFNET1990，Internet开始接入商业用户1992，发明Web技术，使Internet使用空前增长1990年代，Internet开始大规模商业化,Internet 的主要技术特点,分层的分布式结构无连接的分组交换技术网络互连协议IP（IP over everything）路由器加专线技术可扩展的路由技术端到端的网络连接技术层次结构的域名、网络管理技术开发通用的应用技术,Internet 的发展现状,Internet目前的发展规模连接计算机 2亿多台Internet用户已超过 5亿人Internet的发展速度是历史上发展最快的一种信息网络技术以商业化后达到 5000 万用户为例
29、电视用了13年，收音机用了38年，电话100年Internet 从商业化达到 5000 万用户用了4 年时间Internet 正在以超过摩尔定理的速度发展,Internet 技术的现状,广域网络技术通信线路：光纤、DWDM、SDH、卫星交换技术：高性能路由器技术，ATM交换技术局域网络技术Ethernet、Switch Ethernet、Fast Switch EthernetG Ethernet，10G EthernetWireless、Cable TV、ADSL主要的网络应用技术Web技术、信息组织和发现技术、网络计算技术CSCW、InternetPhone、VideoConferenci
30、ng、VOD电子商务技术,Internet 的成功经验,有远见的政府不断支持：1996-有风险的企业参与和投入：NSF：MCI、IBMvBNS：MCIAbilene:Qwest，CISCO联合协作的开放式研究：IETF/RFC教育和科研的示范网络为起点具有实验物理学的研究特点ARPAnet、NSF、ANS、vBNS、Abilene简单实用的技术路线：TCP/IP,网络应用总是要求更高网络速度,Simple Video,Multimedia,Browsing,PCM Voice,IP,PCS,E-Mail,File Transfer,Paging,Video Conferencing,MPEG1
31、 NTSC Video,Telnet,VoIP,ISDN,Frame Relay,ATM/POS,T3/E3,T1/E1,New Modem,Wireless WAN,Old Modem,.004,.0192,.0288,.128,1.5,3,155,Mb/s,Minimum Bandwidth for Application per User,Virtual Reality,Medical Imaging,用户接入要求更快更便宜,1997,1998,1999,2000,2001,2002,US$60,50,40,30,20,10,0,Average USCost per Month,ADSL
32、,Cable,Dialup,ISDN,Source:Forrester Research,January 1998,最有希望接入技术Ethernet,Data(Still)Overtaking Voice,0,RelativeCapacity(%),Voice,Data,Source:MCI(Vint Cerf),International data traffic already exceeds international voice from Australia and Scandinavia.,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1997,1998,1999,2001,2002,Vo
33、ice Traffic(Rising)over Converged Networks,13%,0%,Billions of Minutes/Month,Voice Traffic on Multiservice Networks,Fraction of Total Voice,Source:Frost Business Week,April 6,1998,Relative UserPopulation,8%,17%,39%,27%,7%,2%,13%,18%,23%,23%,16%,7%,14%,17%,12%,15%,28%,14%,Internet(Still)Going Interact
34、ive,To Transactional Pages(Red)andAudio/Video Content(Purple),100%,80%,60%,40%,20%,0%,2000,1998,1996,Source:The Yankee Group,1996,Traditional Separate Infrastructure,BenefitsUses existing equipment.Independence(reliability).ProblemsDuplicate networks.Costly and unwieldy.Complex operations.Video is n
35、ot networked,only on point-to-point links.,Video,Voice,Data,IP,ATM,SDH/SONET,Optical,IP Deep-ConvergentTransport Infrastructure,Benefits:Unified network infrastructure.New-world economics.IP brings scale and ubiquity.CoS via edge“policy routing.”Leverage Internet growth:Applications/content/services
36、.Cost/performance curve.Interoperability.Challenges:Backbone-class devices only emerging now.QoS mainly probabilistic;still becoming industrial strength.SDH/SONET integration.,Data,Voice,Video,IP,SDH/SONET,Optical,ATM,SDH/SONET,IP,Optical,IP Transport Alternatives,B-ISDN,IP over ATM,IP over SDH/SONE
37、T,IP over Optical,Long-Term Winners,IP,ATM,Optical,IP,SDH/SONET,Optical,IP,Optical,Multiplexing,Protection,and Management at Every Layer.,Eliminating Layers Lowers Costs.,光纤容量,网络带宽与CPU性能,Traffic Growth,计算机互联网络发展中的若干问题,计算机互联网络与传统电信网络的一些技术分歧已经共认TCP/IP是未来网络的核心协议，但认识不同无连接通信有连接通信“路由器专线”组网为用户提供网络服务IP/专线（S
38、DH、光波）IP/ATM路由器/光波路由器/光网NGINGN计算机互联网络相关的技术层出不群，需要识别日本最近总结计算机互联网络接入技术的教训近几年已经投入2000多亿美元，基本以失败告终五种技术使他们受到影响：Cable Modem；ADSL；光纤入户；综合布线；蓝牙技术,计算机互联网络的发展趋势,美国主导着Internet的发展，已经把对网络技术的研究开发演变成为市场竞争的武器。美国已从Internet中获得重大的经济利益和社会利益，已从很大程度上控制了各国的信息基础设施美国对Internet的成功已经进行了认真的总结未来互连网络及其系统的发展趋势更大、更快、更安全、更及时、更方便继续投资
39、研究新一代信息网络的理论和技术，新的研究成果不断出现。美国政府“下一代Internet”研究计划 NGI，依托 vBNS美国100多所大学的 Internet 2 研究计划，依托 Abilene加拿大政府的全光Internet计划 CA*NET3,Research and,Development,Commercialization,Partnerships,Privatization,NSFNET,Internet2,Abilene,vBNS,Advanced US Govt Networks,ARPAnet,gigabit,testbeds,Active,Nets,wireless,DWDM
40、,SprintLink,InternetMCI,US Govt,Networks,ANS,Interoperable,High Performance,Research&Education,Networks,21st Century,Networking,Quality of Service,(QoS),下一代互联网现状与发展趋势（1）,国外下一代互联网研究计划北美下一代互联网研究组织及其计划NGI/vBNS，LSN，Internet2/Abilene，CA*NET3/4欧洲共同体下一代互联网研究计划：DANTE/GANT亚太地区下一代互联网络组织及其计划：APAN全球下一代互联网络计划:GT
41、RN,下一代互联网现状与发展趋势（2）,国外产业界发展下一代互联网的情况已开发出IPv6网络设备Cisco,Juniper,Nokia,Fujitsu,Hitachi,NEC小规模商业IPv6试验网：Sprint,MCI，NTT下一代网络软件：Microsoft,IBM，SUN支持下一代互联网研究：赞助网络设备和光纤线路Cisco,Juniper，Nortel，Qwest国外下一代互联网发展存在的问题美国互联网产业正从互联网中获利，对发展下一代互联网犹豫不决仍然延用传统互联网的研究模式，不重视可持续发展,国际下一代互联网络研究的新进展,美国NGI和Internet2研究计划非常活跃每年23次的
42、会议，进行学术交流注意国际合作伙伴的研究动向Internet的IETF组织正在推动下一代互联网络技术研究及其标准RFC的制定国际互联网络域名和地址管理组织ICANN也在推动下一代互联网络的地址和域名分配工作各国下一代互联网络的研究工作全面展开亚太地区下一代互联网络组织APAN积极活动IPv6的研究工作引起人们的广泛注意开始建立IPv6试验网，开发基于IPv6的网络应用商业化的IPv6的路由器开始问市,下一代互联网的定义和主要特征,目前还没有统一的严格定义,下一代互联网将是一个渐进的发展过程目前已取得共识的主要特征更大：IPv6的地址空间，网络的规模更大，接入网络的终端种类和数量更多，网络应用更
43、广泛更快：100Mbps以上的端到端高性能通信，更安全可信：对象识别，身份认证和访问授权，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：基于移动和无线通信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,Internet2网络基础设施,主干网工作速率达2.4千兆比特/秒（OC48光纤线路）GigaPoPs（千兆级交换节点）为连接的地区提供高性能汇聚接入点 校园网为终端用户提供100兆（1兆1000K）速率的接入速率接入速率对比：拨号上网-56K，ADSL-512k，宽带 10兆,GigaPoP
44、1,Internet2 网络体系结构,GigaPoP2,GigaPoP4,GigaPoP3,Network Architecture,Internet2 Backbone Networks,Donna Cox,Robert Patterson,NCSA,Internet2的千兆级交换节点GigaPoP,2002年4月有31个,STAR TAPCommon Interconnect for NGI,Internet2,International High-Performance Networks,MPLS 6PE,Dedicated Data Link layers for Native IPv
45、6,IPv6 Tunnels over IPv4,Low cost,low risk to offer IPv6 services.No infrastructure change.Has to evolve when many IPv6 clients get connected,Natural evolution when connecting many IPv6 customers.Require a physical infrastructure to share between IPv4 and IPv6 but allow separate operations,Low cost,
46、low risk,it requires MPLS and MP-BGP4.No need to upgrade the Core devices,keep all MPLS features(TE,IPv4-VPN),Benefits,Phases,IPv6 Deployment Phases,Dual stack,Requires a major upgrade.Valid on Campus or Access networks as IPv6 hosts may be located anywhere,IPv6-Only,Requires upgrading all devices.V
47、alid when IPv6 traffic will become preponderant,信息技术的下一波大浪潮将在20042005年度出现，并造就2005-2020 十五年的黄金时代这个大浪潮将极大地改变我们的工作和生活。到2020年，由此产生的互联网将成长为一个20万亿美元产值的大工业。信息市场从2000年的1万亿美元增长20倍。这一波浪潮的本质特征，就是将从万维网（World Wide Web）升华为全域网格（Global Grid）。,21世纪初互联网将引发20万亿美元的大市场,福布斯杂志对市场的预测,2061计划：美国科学教育改革计划,为了使美国的青少年成为21世纪的主人，在美
48、国科学促进会的组织下制定了科学技术教育普及计划-2061计划。2061计划已制定分项计划，如：面向全体美国人的科学、科学素养基准和关于科学素养的资源：职业培训等，利用网络将是主要手段。,未来的竞争是人才的竞争消除数字鸿沟是当务之急,本报告的要点是：1.网络中心战的定义；2.与2020联合作战设想的关系；3.空军与网络中心战的关系；4.与C4ISR（以及GIG)的关系；5.实施计划和进度。2002年的MC02演习的重点之一是网络中心战。,未来的战争将从“平台中心战”转型为“网络中心战”,美军的战略分析和军事演习,用于网络计算的芯片、计算机、服务器，基于网络的系统软件、中间件、路由器，以及各类应用
49、和服务将是产业发展重点。,未来的信息产业将面向网络的应用、服务和产品,下一代互联网络技术的核心,光传输技术无线通信技术下一代互联网络的体系结构IPv6移动互联网技术高速、超高速路由器技术高性能并行计算机系统大型并行程序设计,Anatomy of a Network,发达国家学术计算机网络的重要作用,Internet是从大学和科研单位发展起来的目前世界上所有发达国家都有国家级学术网络美国的 NSF，ANS，VBNS，Internet 2，NGI欧洲的Ten 155计划，Ten 622计划英国的Janet，德国的DFN，日本文部省的教育网络，新加坡的教育网络香港的HANET，台湾的TANET是培养
50、面向21世纪高素质人才的信息基础实施在国家的支持下，优先使学生得到廉价网络服务是从事各种网络新技术试验的测试床和研究基地实际上是各个国家互连网络及其应用发展的先驱在各个国家电信改革，网络革命中发挥了重要作用,几点基本结论,DWDM技术已使光纤传输速度大大提高16x10G，160 x10G 已经开始商业化IP/DWDM+高速路由器：互连技术的发展趋势已经开始试验，受路由器限制，目前最高速率为 2.5GIP/WDM/DWDM仍然处于试验阶段，技术变化大各发达国家都在建设采用上述技术的学术网，并且通过STAR TAP相互连接先于运行的网络，进行互连技术和应用的试验和示范已经开始进行下一代互连网络技术
