下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù).ppt

1、下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用,浙江大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與信息中心 魯東明 教授 2006年5月26日,計算機、通信、多媒體等前沿技術(shù)的高速發(fā)展，使人們對基于互聯(lián)網(wǎng)的各類新型應(yīng)用的充滿渴望與期待。 以IPv4為基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)所固有的缺陷日益凸現(xiàn)，安全保障、服務(wù)質(zhì)量與運營管理已成為進一步發(fā)展的瓶頸。 可擴展、更安全、更大、可信、可管理、高質(zhì)量的下一代互聯(lián)網(wǎng)已成為學(xué)術(shù)與產(chǎn)業(yè)界共同的期盼。如何使理想能早日成為現(xiàn)實，需要我們共同努力與探索！,交流內(nèi)容提綱,為什么需求下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 下一代互聯(lián)網(wǎng)的醞釀及發(fā)展現(xiàn)狀 下一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)問題 美好與廣闊的應(yīng)用前景,一、為什么需求下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) （技術(shù)進步與應(yīng)用需求）,

2、全球共有互聯(lián)網(wǎng)用戶約7.86億人，平均普及率是：12.2 % 我國的網(wǎng)民達到了8700萬人，比一年前增長1900萬，增幅為28%，普及率為6.7 中國網(wǎng)民占全球網(wǎng)民的11，而中國人均占有IP數(shù)為1/25個 除計算機外同時使用其它設(shè)備（移動終端、信息家電）上網(wǎng)的用戶人數(shù)半年內(nèi)增長46萬,規(guī)模劇增與地址匱乏是直觀需求,創(chuàng)新應(yīng)用涌現(xiàn)是發(fā)展的內(nèi)在動力,更多種類信息終端的網(wǎng)絡(luò)連接 -要求有廣泛的地址空間 高清晰網(wǎng)絡(luò)電視等多媒體應(yīng)用 -要求有更高的帶寬質(zhì)量保證 分布式存儲等P2P網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 -要求有端到端的服務(wù)質(zhì)量保證 生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)控等工業(yè)控制 -要求實時可靠的服務(wù)質(zhì)量保證 電子購物等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商業(yè)行為 -要求

3、可信可管理的安全技術(shù)手段,高清晰網(wǎng)絡(luò)電視等多媒體應(yīng)用,采用P2P模型的應(yīng)用涌現(xiàn),P2P 要求端到端的特性 專用地址和 NAT ，隱藏了誰是信息的發(fā)送者 P2P 要求能夠識別發(fā)送者 P2P 要求實行實名制,工業(yè)控制需要實時可靠的網(wǎng)絡(luò),實時,網(wǎng)上購物等電子商務(wù)服務(wù)日益普及,在用戶采取的付款方式，選擇“貨到付款”的比例在連續(xù)下降，而“網(wǎng)上支付”的比例在持續(xù)上升。,電 子 商 務(wù) 安 全 體 系,以IPv4為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)體系局限凸現(xiàn),下一代互聯(lián)網(wǎng)是我們的希望,多種接入方式和多種接入終端 大范圍移動性網(wǎng)絡(luò)的覆蓋 大規(guī)模分布式應(yīng)用開展 多網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的融合 語音、實時的多媒體廣泛業(yè)務(wù)開展 ,下一代互聯(lián)網(wǎng)的新型服

4、務(wù)模式,目前的互聯(lián)網(wǎng) 未來的互聯(lián)網(wǎng) 相對獨立的服務(wù) 有機統(tǒng)一的服務(wù) 共性、繁雜的服務(wù) 個性、恰當?shù)姆?wù) 機械低效的服務(wù) 智能高效的服務(wù) 分散斷續(xù)的服務(wù) 統(tǒng)一連續(xù)的服務(wù) 人圍著系統(tǒng)轉(zhuǎn) 系統(tǒng)圍著人轉(zhuǎn),下一代互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢特征,更大：IPV6地址空間，接入網(wǎng)絡(luò)的終端種類和數(shù)量更多，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用更為廣泛，路由性能改善 更快：100M以上的端到端的高性能通訊 更安全可信：對象識別，身份認證和網(wǎng)絡(luò)授權(quán)，數(shù)據(jù)加密和完整性，可信任的網(wǎng)絡(luò) 更及時：組播服務(wù)，服務(wù)質(zhì)量QOS，大規(guī)模實時交互應(yīng)用 更方便：基于移動和無線的豐富應(yīng)用 更可管理：有序的管理，有效的運營，及時的維護 更有效：有盈利模型，獲得重大社會效益和經(jīng)濟效益

5、,二、下一代互聯(lián)網(wǎng)的醞釀及發(fā)展現(xiàn)狀 （期望與彷徨）,IPv6的誕生,IETF于1991年開始致力于新協(xié)議的研究工作 于1993年發(fā)布了白皮書“IP:Next Generation (Ipng) White Paper Solicitation”,廣泛征求各方意見 IETF在綜合各方意見之后，發(fā)布了RFC 1726,定義了一整套評估標準 Ipng Area在RFC 1550中對CATNIP,SIPP和TUBA分別作出了細致的研究。最后，IETF建議融合、修改SIPP與TUBA以形成新一代IP協(xié)議的基礎(chǔ)。由此，新一代的IP協(xié)議產(chǎn)生了,IPv6的優(yōu)勢,128位的地址空間： IPv6把地址長度從 32

6、位擴展到128位，并賦予了更科學(xué)的層次結(jié)構(gòu)。 簡化的協(xié)議首部,使得網(wǎng)絡(luò)層的負擔減輕很多，符合高效的原則。 集成了認證和加密機制 地址自動配置，實現(xiàn)即插即用 任播(Anycast)功能,為均衡負載等應(yīng)用提供更合理的解決手段 支持源路由的選徑 .,IPv6的一些誤解,IPv6的唯一驅(qū)動力是地址空間不足 不需要全新的IPv6，只要對IPv4進行擴充就足夠 NAT技術(shù)已較好的解決了地址空間不足的問題，如P2P應(yīng)用的問題已經(jīng)可以通過UDP穿越等方法得到解決，BT等已經(jīng)可以在NAT后面連接 IPv6的優(yōu)勢不明顯,主要進展歷程,1992，美國總統(tǒng)克林頓提出“信息高速公路”計劃，不僅推動了互聯(lián)網(wǎng)本身，也為提出

7、下一代互聯(lián)網(wǎng)研究計劃奠定了基礎(chǔ) 1995，NSF支持的下一代互聯(lián)網(wǎng)NGI計劃，建立了NGI的主干網(wǎng)vBNS 1998，UCAID成立，提出Internet2計劃，建立了Internet2的主干網(wǎng)Abilene 1998，亞太地區(qū)高速網(wǎng)絡(luò)計劃APAN 2001，歐共體的下一代互聯(lián)網(wǎng)研究計劃，建立了它的主干網(wǎng)GEANT 2002， 提出建立全球高速互聯(lián)網(wǎng)GTRN 2003年1月DoD宣布全面向IPV6過渡，2008年完成 2005年7月美國政府決定2008年6月過渡到IPV6,Initial GEANT2 topology (dark fibre core footprint),Asia-Paci

8、fic Advanced Network,亞太地區(qū)和歐洲的兩大合作項目,CERNET2 Backbone,浙江大學(xué)擁有下一代網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,5G的Cernet2出口； 校園萬兆以太雙棧網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，支持全校用戶的IPV6免費接入,我國下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃,近期目標（2002-2005） 在改進和提高現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和大力推廣應(yīng)用的同時，建成中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程，推動下一代互聯(lián)網(wǎng)的科學(xué)技術(shù)進步。 攻克下一代互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)重大應(yīng)用，初步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。 中遠期目標（2006-2010） 建成全球最大規(guī)模的下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，大力推廣下一代互聯(lián)網(wǎng)的重大應(yīng)用。 形成中國下一代互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，在世界上占有重要地位，提高綜

9、合國力。,CNGI示范工程近期工作重點,建設(shè)中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范網(wǎng)絡(luò)平臺 開展下一代互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)技術(shù)試驗和重大應(yīng)用示范 重點研究互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議、標準、傳輸、組播等關(guān)鍵技術(shù) 實現(xiàn)移動接入和漫游服務(wù) 建立網(wǎng)絡(luò)安全體系 研究制定計費模式 試驗中間件等各種應(yīng)用支撐技術(shù) 開展視頻、移動、P2P、網(wǎng)格等重大應(yīng)用示范 在下一代互聯(lián)網(wǎng)平臺上研究話音、數(shù)據(jù)、視頻業(yè)務(wù)的融合 開展下一代互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備和軟件的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，促進推廣應(yīng)用 積極組織參加相關(guān)國際組織，開展國際合作。,三、下一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)問題 （任重與道遠）,下一代互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系結(jié)構(gòu),關(guān) 鍵 網(wǎng) 絡(luò) 設(shè) 備 / 軟 件,商 業(yè) 網(wǎng) / 重 大 商 業(yè)

10、 應(yīng) 用,互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv6的研究熱點,下一代路由協(xié)議研究與試驗 大規(guī)模組播服務(wù)研究與試驗 下一代互聯(lián)網(wǎng)的域名技術(shù)研究 網(wǎng)絡(luò)過渡研究與試驗 IPv6 QOS帶寬保障技術(shù) ,光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究熱點,DWDM(密集波分復(fù)用)技術(shù) 超長途DWDM傳輸技術(shù) 智能交換光網(wǎng)技術(shù) (ROADM可重構(gòu)的光分插復(fù)用） 單波道超高速傳輸技術(shù)(40Gb/s) ,可信網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)研究熱點,可信下一代互聯(lián)網(wǎng)的模型構(gòu)建 可信網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù) 可信網(wǎng)絡(luò)的傳輸技術(shù) 密鑰交換 加密傳輸 可控路由 安全、可控接入技術(shù) 對象識別 身份認證 訪問授權(quán),P2P 技術(shù)研究熱點,結(jié)構(gòu)化P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò) P2P任務(wù)分發(fā)技術(shù) P2P路由機制技術(shù) P2P

11、抗擾動技術(shù) ,P2P網(wǎng)絡(luò),移動通信和無線接入技術(shù)研究熱點,WiMAX 技術(shù)（802.16e） 80216e的目標是一種移動寬帶無線接入技術(shù)，包括：支持車速移動120kmh；可以提供寬帶接入幾十Mbits；覆蓋范圍一般在幾公里之內(nèi)。 3G 3G具有無處不在（連續(xù)覆蓋）、移動性等特點，且善于提供全業(yè)務(wù)（話音和數(shù)據(jù)），數(shù)據(jù)速率較高 。 UWB(一種超高速的短距無線接入技術(shù), UWB能在10米左右的范圍內(nèi)實現(xiàn)每秒數(shù)百兆至數(shù)吉比特的數(shù)據(jù)傳輸速率 ) ZIGBEE(家庭電器控制、工業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域得到應(yīng)用) ,四、美好與廣闊的應(yīng)用前景 （理想與現(xiàn)實）,下一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用熱點,互聯(lián)網(wǎng)新應(yīng)用：大規(guī)模點到點的多媒體通

12、信 新型移動式多媒體個人用信息終端，可實現(xiàn)全網(wǎng)漫游 實現(xiàn)端到端的高性能傳輸 具有安全服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)計費功能 無線/移動應(yīng)用：智能交通與定位應(yīng)用 基于IPv6，結(jié)合GPS，實現(xiàn)城市智能交通管理基于IPv6建立家庭網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)遠程家電控制 定位應(yīng)用,下一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用熱點,計算網(wǎng)格和數(shù)據(jù)網(wǎng)格：大規(guī)?？茖W(xué)計算與協(xié)同服務(wù) 高能物理網(wǎng)格、虛擬天文臺、生物網(wǎng)格、地學(xué)網(wǎng)格、化學(xué)信息網(wǎng)格 信息服務(wù)網(wǎng)格 大規(guī)模視頻會議、高清晰度電視 基于組播的多點多路視頻會議，支持遠程教育和遠程醫(yī)療等綜合應(yīng)用 基于組播的高清晰度電視，分辨率達到HDTV指標 流媒體業(yè)務(wù)與應(yīng)用,下一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用熱點,環(huán)境監(jiān)測、地震監(jiān)測 基于IPv6實現(xiàn)大

13、氣、水文、水質(zhì)等環(huán)境參數(shù)傳感器聯(lián)網(wǎng) 實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測體系的規(guī)劃部署，實時采集數(shù)據(jù) 遠程教育、數(shù)字圖書館、遠程醫(yī)療 基于組播視頻會議的遠程授課和師生交流 圖書館資源的海量數(shù)據(jù)存儲、管理和檢索 安全、可靠地傳輸醫(yī)學(xué)圖象和視頻，實現(xiàn)遠程協(xié)同診斷 基于IPv6的各種人體傳感器聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)人體健康監(jiān)測,下一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用熱點,P2P網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)存儲 Oceanstore P2P流媒體系統(tǒng) Coolstreaming P2P 互聯(lián)網(wǎng)IP電話系統(tǒng) Skype P2P Web服務(wù)協(xié)作應(yīng)用 P2P即時通信系統(tǒng) IM,下一代互聯(lián)網(wǎng)研究動態(tài) Ad-hoc WiFi 無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,下一代互聯(lián)網(wǎng)研究動態(tài)-WSN,大鴨島生

14、物監(jiān)測 開始時間：2002年春 遠端利用Mote形成的網(wǎng)絡(luò)觀察動物的棲息地環(huán)境 Mote可以通過環(huán)境光線、溫度等變化的傳感器節(jié)點，藉由形成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以遠端觀察環(huán)境，并且長時間搜集環(huán)境的變化資料。,基于IPv6的傳感器網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域,傳感器和電子標簽結(jié)點將真實世界信息連接到全球網(wǎng)絡(luò),WSN的豐富內(nèi)涵將充分挖掘,目前：PC+信息門戶+瀏覽 未來：各種接入設(shè)備+多媒 體+人性化界面 味覺/嗅覺/觸覺/全息 立體影象,多媒體、各種傳感器、 各種人性化界面 將成為未來互聯(lián)網(wǎng)的表現(xiàn)形式,隨著人體變成聯(lián)機在線 - 數(shù)字醫(yī)學(xué)將要浮現(xiàn),新傳感器視頻吞咽丸 電池, 光源, 和視頻照相機 影像傳輸 下一步聯(lián)機在線 無線互聯(lián)網(wǎng)傳輸 關(guān)鍵代謝和物理變量 個人醫(yī)學(xué) 結(jié)合 遺傳密碼 數(shù)字影像 人體數(shù)據(jù)流,目前：PC+少量掌上設(shè)備 未來：手機 PDA TV 投影儀 辦公設(shè)備 家用電器,ICP,各種互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的有機整合 -將會為用戶帶來全新的應(yīng)用體驗！,IPv6無線家庭網(wǎng)絡(luò),IPv6,高清晰度IPTV的應(yīng)用普及,高清晰IPTV示意系統(tǒng),汽車內(nèi)嵌入式IPv6互聯(lián)網(wǎng), 70 個計算機 3 個子網(wǎng): 多媒體網(wǎng) (車內(nèi)音響，導(dǎo)航系