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(jì)算機(jī)、通信、多媒體等前沿技術(shù)的高速發(fā)展，使人們對(duì)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(yùn)營(yíng)管理已成為進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。 可擴(kuò)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(shí)，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(wèn)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(jìn)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(guó)的網(wǎng)民達(dá)到了8700萬(wàn)人，比一年前增長(zhǎng)1900萬(wàn)，增幅為28%，普及率為6.7 中國(guó)網(wǎng)民占全球網(wǎng)民的11，而中國(guó)人均占有IP數(shù)為1/25個(gè) 除計(jì)算機(jī)外同時(shí)使用其它設(shè)備（移動(dòng)終端、信息家電）上網(wǎng)的用戶人數(shù)半年內(nèi)增長(zhǎng)46萬(wàn),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(dòng)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(chǔ)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(shí)時(shí)可靠的服務(wù)質(zhì)量保證 電子購(gòu)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(shuí)是信息的發(fā)送者 P2P 要求能夠識(shí)別發(fā)送者 P2P 要求實(shí)行實(shí)名制,工業(yè)控制需要實(shí)時(shí)可靠的網(wǎng)絡(luò),實(shí)時(shí),網(wǎng)上購(gòu)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(dòng)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(yǔ)音、實(shí)時(shí)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(lái)的互聯(lián)網(wǎng) 相對(duì)獨(dú)立的服務(wù) 有機(jī)統(tǒng)一的服務(wù) 共性、繁雜的服務(wù) 個(gè)性、恰當(dāng)?shù)姆?wù) 機(jī)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(shì)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(duì)象識(shí)別，身份認(rèn)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(shí)：組播服務(wù)，服務(wù)質(zhì)量QOS，大規(guī)模實(shí)時(shí)交互應(yīng)用 更方便：基于移動(dòng)和無(wú)線的豐富應(yīng)用 更可管理：有序的管理，有效的運(yùn)營(yíng)，及時(shí)的維護(hù) 更有效：有盈利模型，獲得重大社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)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(píng)估標(biāo)準(zhǔn) Ipng Area在RFC 1550中對(duì)CATNIP,SIPP和TUBA分別作出了細(xì)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(shì),128位的地址空間： IPv6把地址長(zhǎng)度從 32

6、位擴(kuò)展到128位，并賦予了更科學(xué)的層次結(jié)構(gòu)。 簡(jiǎn)化的協(xié)議首部,使得網(wǎng)絡(luò)層的負(fù)擔(dān)減輕很多，符合高效的原則。 集成了認(rèn)證和加密機(jī)制 地址自動(dòng)配置，實(shí)現(xiàn)即插即用 任播(Anycast)功能,為均衡負(fù)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(dòng)力是地址空間不足 不需要全新的IPv6，只要對(duì)IPv4進(jìn)行擴(kuò)充就足夠 NAT技術(shù)已較好的解決了地址空間不足的問(wèn)題，如P2P應(yīng)用的問(wèn)題已經(jīng)可以通過(guò)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(shì)不明顯,主要進(jìn)展歷程,1992，美國(guó)總統(tǒng)克林頓提出“信息高速公路”計(jì)劃，不僅推動(dòng)了互聯(lián)網(wǎng)本身，也為提出

7、下一代互聯(lián)網(wǎng)研究計(jì)劃奠定了基礎(chǔ) 1995，NSF支持的下一代互聯(lián)網(wǎng)NGI計(jì)劃，建立了NGI的主干網(wǎng)vBNS 1998，UCAID成立，提出Internet2計(jì)劃，建立了Internet2的主干網(wǎng)Abilene 1998，亞太地區(qū)高速網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃APAN 2001，歐共體的下一代互聯(lián)網(wǎng)研究計(jì)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(guò)渡，2008年完成 2005年7月美國(guó)政府決定2008年6月過(guò)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(xiàng)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(wàn)兆以太雙棧網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，支持全校用戶的IPV6免費(fèi)接入,我國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃,近期目標(biāo)（2002-2005） 在改進(jìn)和提高現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和大力推廣應(yīng)用的同時(shí)，建成中國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程，推動(dòng)下一代互聯(lián)網(wǎng)的科學(xué)技術(shù)進(jìn)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(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。 中遠(yuǎn)期目標(biāo)（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(guó)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(guó)力。,CNGI示范工程近期工作重點(diǎn),建設(shè)中國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)示范網(wǎng)絡(luò)平臺(tái) 開展下一代互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)技術(shù)試驗(yàn)和重大應(yīng)用示范 重點(diǎn)研究互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)、傳輸、組播等關(guān)鍵技術(shù) 實(shí)現(xiàn)移動(dòng)接入和漫游服務(wù) 建立網(wǎng)絡(luò)安全體系 研究制定計(jì)費(fèi)模式 試驗(yàn)中間件等各種應(yīng)用支撐技術(shù) 開展視頻、移動(dòng)、P2P、網(wǎng)格等重大應(yīng)用示范 在下一代互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)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(jìn)推廣應(yīng)用 積極組織參加相關(guān)國(guó)際組織，開展國(guó)際合作。,三、下一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)問(wèn)題 （任重與道遠(yuǎn)）,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(diǎn),下一代路由協(xié)議研究與試驗(yàn) 大規(guī)模組播服務(wù)研究與試驗(yàn) 下一代互聯(lián)網(wǎng)的域名技術(shù)研究 網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡研究與試驗(yàn) IPv6 QOS帶寬保障技術(shù) ,光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究熱點(diǎn),DWDM(密集波分復(fù)用)技術(shù) 超長(zhǎng)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(diǎn),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(duì)象識(shí)別 身份認(rèn)證 訪問(wèn)授權(quán),P2P 技術(shù)研究熱點(diǎn),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(jī)制技術(shù) P2P

11、抗擾動(dòng)技術(shù) ,P2P網(wǎng)絡(luò),移動(dòng)通信和無(wú)線接入技術(shù)研究熱點(diǎn),WiMAX 技術(shù)（802.16e） 80216e的目標(biāo)是一種移動(dòng)寬帶無(wú)線接入技術(shù)，包括：支持車速移動(dòng)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(wú)處不在（連續(xù)覆蓋）、移動(dòng)性等特點(diǎn)，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(wú)線接入技術(shù), UWB能在10米左右的范圍內(nèi)實(shí)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(shí)）,下一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用熱點(diǎn),互聯(lián)網(wǎng)新應(yīng)用：大規(guī)模點(diǎn)到點(diǎn)的多媒體通

12、信 新型移動(dòng)式多媒體個(gè)人用信息終端，可實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)漫游 實(shí)現(xiàn)端到端的高性能傳輸 具有安全服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)計(jì)費(fèi)功能 無(wú)線/移動(dòng)應(yīng)用：智能交通與定位應(yīng)用 基于IPv6，結(jié)合GPS，實(shí)現(xiàn)城市智能交通管理基于IPv6建立家庭網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程家電控制 定位應(yīng)用,下一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用熱點(diǎn),計(jì)算網(wǎng)格和數(shù)據(jù)網(wǎng)格：大規(guī)模科學(xué)計(jì)算與協(xié)同服務(wù) 高能物理網(wǎng)格、虛擬天文臺(tái)、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(huì)議、高清晰度電視 基于組播的多點(diǎn)多路視頻會(huì)議，支持遠(yuǎn)程教育和遠(yuǎn)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(dá)到HDTV指標(biāo) 流媒體業(yè)務(wù)與應(yīng)用,下一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用熱點(diǎn),環(huán)境監(jiān)測(cè)、地震監(jiān)測(cè) 基于IPv6實(shí)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(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)體系的規(guī)劃部署，實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù) 遠(yuǎn)程教育、數(shù)字圖書館、遠(yuǎn)程醫(yī)療 基于組播視頻會(huì)議的遠(yuǎn)程授課和師生交流 圖書館資源的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理和檢索 安全、可靠地傳輸醫(yī)學(xué)圖象和視頻，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程協(xié)同診斷 基于IPv6的各種人體傳感器聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)人體健康監(jiān)測(cè),下一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用熱點(diǎn),P2P網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ) 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(shí)通信系統(tǒng) IM,下一代互聯(lián)網(wǎng)研究動(dòng)態(tài) Ad-hoc WiFi 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,下一代互聯(lián)網(wǎng)研究動(dòng)態(tài)-WSN,大鴨島生

14、物監(jiān)測(cè) 開始時(shí)間：2002年春 遠(yuǎn)端利用Mote形成的網(wǎng)絡(luò)觀察動(dòng)物的棲息地環(huán)境 Mote可以通過(guò)環(huán)境光線、溫度等變化的傳感器節(jié)點(diǎn)，藉由形成的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以遠(yuǎn)端觀察環(huán)境，并且長(zhǎng)時(shí)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(biāo)簽結(jié)點(diǎn)將真實(shí)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(lái)：各種接入設(shè)備+多媒 體+人性化界面 味覺(jué)/嗅覺(jué)/觸覺(jué)/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(lái)互聯(lián)網(wǎng)的表現(xiàn)形式,隨著人體變成聯(lián)機(jī)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(jī) 影像傳輸 下一步聯(lián)機(jī)在線 無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)傳輸 關(guān)鍵代謝和物理變量 個(gè)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(lái)：手機(jī) 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(jī)整合 -將會(huì)為用戶帶來(lái)全新的應(yīng)用體驗(yàn)！,IPv6無(wú)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(gè)計(jì)算機(jī) 3 個(gè)子網(wǎng): 多媒體網(wǎng) (車內(nèi)音響，導(dǎo)航系