下一代Internet网络技术-NGI概述

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1、 (Next Generation Internet, NGI)下一代Internet网络技术更快更快更大更大更及时更及时更安全更安全更好用更好用1技术较新，概念较多，与计算机网 络有传承;2要求掌握成熟技术，了解新技术及 发展趋势;3按照大纲要求，以讲授内容为主。4考核：卷面90，平时作业10课程特点及要求更快更快更大更大更及时更及时更安全更安全更好用更好用1陈锦章 主编，宽带IP网络技术，清华大学出版 社，2003年10月。2毕厚杰等 主编，IP宽带通信网络技术，北京邮电 大学出版社，2004年2月。3李津生、洪佩琳编下一代Internet的网络技术 ，北京：人民邮电出版社，2001。4綦

2、（qi）朝辉、邓宪法编下一代Internet技术 ，北京：国防工业出版社，2005.85周 逊编著，IPv6下代互联网的核心，电子 工业出版社，2003年8月6李宏乔、杨峰等，宽带网络技术原理，机械工业 出版杜，2002.5参考资料更快更快更大更大更及时更及时更安全更安全更好用更好用第1章 NGI概述第2章 NGI主要传输技术 第3章 宽带网络交换技术 第4章 IPv6协议 第5章 高层网络协议 第6章 无线网络技术第7章 宽带接入技术 主要内容更快更快更大更大更及时更及时更安全更安全更好用更好用Internet的形成与发展现行Internet的技术局限性下一代互联网的定义和特点下一代互联网的

3、组成和基本架构下一代互联网应用及发展第1章 下一代互联网概述更快更快更大更大更及时更及时更安全更安全更好用更好用 前身：ARPANET.1985年，美国国家科学基金会（ NFS）利用ARPANET发展出来的TCP/IP通迅协议建立 起名为NFSNET的广域网； 核心：TCP/IP通迅协议 1989年后，开始采用Internet 最大的计算机网络 我国Internet:1994年启动，有五个独立的出入 口通道；CHINAET （中国公用网）、 CERNET（中 国教育科研网） 、 SCTNET （中国科技网）、 CHINAGBN（中国桥网）。（UNINET（中国联通）。1.1 Internet的

4、形成与发展IPv4IPv4互连互通互连互通WebWebeMaileMail1.1 Internet的形成与发展IPv4IPv4互连互通互连互通WebWebeMaileMail网络带宽不够，性能低下 地址空间面临枯竭路由表急剧膨胀，路由器不堪重负网络结构混乱，服务质量差，安全性差。现行Internet的技术局限性太慢太慢太小太小太不安全太不安全太乱太乱地址结构缺乏层 次化路由器安全 性差路由器端口 少（1050个）IPv4数据报最 大64KB，且用户 接入速率低IPv4地址长32位 最多约40亿个地 址，分配给我国 不到5千万个 1.1 Internet的形成与发展美国的Internet2欧洲的

5、GEANT2亚太地区APAN（日、韩、新加坡）中国的CNGI-CERNET22003年启动2004年全面实施2006年建成并稳定运行，并与中国电信、中国 联通、中国网通/中科院、中国移动和中国铁通， 以及美国Internet2、欧洲GEANT2和实现了亚太地 区APAN高速互联。1.2 下一代互联网发展现状更快更快更大更大更及时更及时更安全更安全更好用更好用CERNET2：领跑全球下一代互联网更快更快更大更大更及时更及时更安全更安全更好用更好用1.2 下一代互联网发展现状中国CNGI建设目标是： 2010年建成全球规模最大的下一代互连网络； 在下一代互连网的标准制订、技术研究、产品 开发方面要

6、在国际上占据重要地位； 增强我国的综合国力和可持续发展的能力，推 动我国的信息化建设，实现国民经济和社会进步 的跨越式发展。2006年11月中国3Tnet在长三角地区完成实验 部署，并在上海、南京、杭州同时展开大规模测 试并获圆满成功，实现了高清晰度电视的传播和 通过浏览器实时点播和观看。 更快更快更大更大更及时更及时更安全更安全更好用更好用1.2 下一代互联网发展现状更快更快更大更大更及时更及时更安全更安全更好用更好用1.3 下一代互联网的定义和特点宽带传输宽带传输IPv6IPv6保证型保证型QoSQoS流媒体流媒体1.3 下一代互联网的定义和特点早期Internet标志：TCP/IP协议，

7、全球互连主要应用：e_mail。 现在Internet标志：Web技术，网页连接主要应用：Web信息浏览、电子商务等信息服务。 下一代Internet标志：IPv6、宽带标准协议和网格技术主要应用：实时多媒体交互业务主要传送：多媒体信息。更快更快更大更大更及时更及时更安全更安全更好用更好用1.3 下一代互联网的定义和特点下一代网络（）的定义：是基于分组的网络，能够提供包括电信 业务在内的各种业务，能够使用各种宽带的和保证 QoS的技术，业务相关功能与传送的承载技术无关， 赋予用户接入到网络和竞争的业务提供者及选择业务 的能力，支持通用的移动性和泛在性。（）下一代互连网（I）定义：下一代Inte

8、rnet网络是实现多种业务融合 、按需提供可靠QoS保证，实现灵活多样接入 ，可进行高速、海量传输服务的多媒体网络 。1.3 下一代互联网的定义和特点NGI的特征：高质量流媒体应用的主流化终端设备的多样化无线移动应用的普及化按需QoS保证高安全保障以IPv6协议为基础。宽带传输宽带传输IPv6IPv6保证型保证型QoSQoS业务融合业务融合接入灵活接入灵活宽带传输宽带传输IPv6IPv6保证型保证型QoSQoS业务融合业务融合接入灵活接入灵活1.4 下一代互联网的组成高速传输的骨干网 城域交换网 社区接入网 宽带网络协议宽带传输宽带传输IPv6IPv6保证型保证型QoSQoS业务融合业务融合接

9、入灵活接入灵活1.4 下一代互联网的组成骨干网城域交换网城域交换网接入网接入网1. 高速传输的骨干网 城市与城市之间的高速公路，提供远距离、 高带宽、大容量的数据传输业务 速率一般在2.5Gbps以上，它是NGI 网络技术 的关键。 骨干网主要由基于ATM的IP over ATM，或者 基于光纤同步数字体系的IP over SDH，或基于全光 网的IP over WDMD等高速传输链路 高性能宽带核心路由器及相应的网络协议宽带传输宽带传输IPv6IPv6保证型保证型QoSQoS业务融合业务融合接入灵活接入灵活1.4 下一代互联网的组成2. 城域交换网城域交换网的高速传输链路可以是基于IP ov

10、er DWDM全光网，也可以是基于IP over SDH或IP over ATM的网络。下一代交换网是以软交换为核心的分组交换网 ，以支持分组化、开放性、分层的网络架构体系为 显著特征，将业务与控制分离，控制和承载分离， 提供了网络控制、管理、计费和业务支持的高度灵 活性。（一个核心、三个特征、两个分离）分组交换分组交换IPv6IPv6控制分离控制分离业务融合业务融合接入灵活接入灵活1.4 下一代互联网的组成3. 社区接入网是本地局与用户设备间的信息传送实施系统，可 以部分或全部替代传统的用户本地线路，含复用、交 叉连续和传输等功能。社区接入网相当于城市道路从 市区一直延伸到小区，直至抵达每个

11、家庭用户，实现 用户终端接入的网络。包括：（1）基于普通电话线的xDSL接入。（2）同轴电缆上的HFC/SDV接入系统。（3）光纤（FTTx)接入系统。（4）无线接入系统。宽带传输宽带传输IPv6IPv6保证型保证型QoSQoS业务融合业务融合接入灵活接入灵活1.4 下一代互联网的组成4. 宽带网络协议（1） IPV6：下一代互联网的核心（2） MPLS（多协议标记交换） ：高速交换协议（3） RSVP（资源预约协议）：流量工程协议（4） RTP/RTCP（实时传输及控制协议）：流媒体传输协议。（5） SIP（会话发起协议）：软交换核心协议宽带传输宽带传输IPv6IPv6保证型保证型QoSQo

12、S业务融合业务融合接入灵活接入灵活1.4 下一代互联网的组成1.5 NGI的主要技术及发展方向 下一代互联网的主要技术宽带通信宽带通信压缩解压缩宽带传输接入问题流量工程 IPv6IPv6协议协议地址扩充 地址构造地址设定安全保密QosQos服务服务 质量保证质量保证综合服务区分服务 MPLS流量工程高速交换高速交换路由技术路由技术IP和ATM结 合全光学技 术宽带接入宽带接入 技术技术xDSLHFCFTTx无线接入1.多媒体宽带通信技术 (1) 网络化多媒体技术的基本特征多媒体包括: 静态媒体,连续媒体。网络化多媒体技术特征:数字化 计算机化 集成化 交互式 定制化等。连续媒体的基本特征包括:

13、媒体内的连续性（实时性与等时性） 媒体间的同步性（如视频图像与配音口形）媒体传输的高带宽性（网络与存储的高速性和海量性）科学化科学化信息化信息化人性化人性化交互性交互性1.5 NGI的主要技术及发展方向 1.多媒体宽带通信技术(2)支持多媒体通信的主要技术 压缩和解压缩问题 骨干网宽带传输问题(全光网或卫星和同温 层通信) 网络质量保证(IntServ、DiffServ、MPLS、业务流量工程 (Traffic Engineering)和基于约束的路由) ISP及终端用户的接入问题科学化科学化信息化信息化人性化人性化交互性交互性1.5 NGI的主要技术及发展方向 1.5 NGI的主要技术及发展

14、方向 2. 高速交换和路由器技术 两条技术思路：IP和ATM 结合；光交换。（1）基于ATM传送IP的IP over ATM局域网仿真LANE（LAN Emulation） ATM上的多协议MPOA（Multi-Protocal Over ATM）多协议标记交换MPLS技术（2）利用光纤网IP over WDM/DWDM技术光信号波分复用控制波长接入、交换、选路和保护 。 宽带传输宽带传输IPv6IPv6保证型保证型QoSQoS业务融合业务融合接入灵活接入灵活1.5 NGI的主要技术及发展方向 3. IPv6协议（四种技术）地址空间的扩充技术（21281个地址）每一粒沙子都可以分配一个地址。

15、可使路由表减小的地址构造技术简化了数据报头部分，压缩了路由表长度，减少 了路由器处理报头的时间，降低了报文通过网络的 延迟。 增强了选项和扩展功能，使IPv6具有更大的灵活 性和更强的功能。 地址扩充地址扩充IPv6IPv6自动设定自动设定地址构造地址构造安全性安全性1.5 NGI的主要技术及发展方向 3. IPv6协议（四种技术）自动设定地址技术可定义服务质量，可标记数据流类型，提高了 对实时业务的支持能力。这使得因特网连接多种业 务变得简单易用。以及提高安全保密性技术提供了比IPv4更好的安全性保证 地址扩充地址扩充IPv6IPv6自动设定自动设定地址构造地址构造安全性安全性1.5 NGI

16、的主要技术及发展方向 4.实时业务Qos服务质量保证IETF建议了数种QoS方案：综合服务模型（IntServ）利用资源预留协议（RSVP）作为信令建立通道和实现资源预留。 区分服务模型（DiffServ）利用改写帧中字段作为标记区分类别以提供不同服务 多协议标记交换（MPLS）利用标签进行分类、转发和服务 业务流量工程(Traffic Engineering)让网络流量更加均匀，满足实时业务的固定时延要求 基于约束的路由。区分服务区分服务综合服务综合服务业务流量工程业务流量工程MPLSMPLS约束路由约束路由1.5 NGI的主要技术及发展方向 5.宽带接入技术（1）基于普通电话线的xDSL接入。（2）同轴电缆上的HFC/SDV接入系统。（3）光纤（FTTx)接入系统。（4）