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1、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 2003年1月9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 各种专用的网络体系结构：SNA，DNA Internet 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，Inter
2、net 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主干网：NSFNET 1990，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
3、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 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
4、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 Ethernet G Ethernet，10G Ethernet Wireless、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、VideoConferencing、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、
5、IBM vBNS：MCI Abilene: 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 NTSC Video,Telnet, VoIP,ISDN, Frame Relay,ATM/POS
6、,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 US Cost per Month,ADSL,Cable,Dialup,ISDN,Source: Forrester Research
7、, January 1998,最有希望 接入技术 Ethernet,Data (Still) Overtaking Voice,0,Relative Capacity (%),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,Voice Traffic (Rising) over Converged
8、 Networks,13%,0%,Billions of Minutes/Month,Voice Traffic on Multiservice Networks,Fraction of Total Voice,Source: Frost Business Week, April 6, 1998,Relative User Population,8%,17%,39%,27%,7%,2%,13%,18%,23%,23%,16%,7%,14%,17%,12%,15%,28%,14%,Internet (Still) Going Interactive,To Transactional Pages
9、(Red) and Audio/Video Content (Purple),100%,80%,60%,40%,20%,0%,2000,1998,1996,Source: The Yankee Group, 1996,Traditional Separate Infrastructure,Benefits Uses existing equipment. Independence (reliability). Problems Duplicate networks. Costly and unwieldy. Complex operations. Video is not networked,
10、 only on point-to-point links.,Video,Voice,Data,IP,ATM,SDH/SONET,Optical,IP Deep-Convergent Transport Infrastructure,Benefits: Unified network infrastructure. New-world economics. IP brings scale and ubiquity. CoS via edge “policy routing.” Leverage Internet growth: Applications/content/services. Co
11、st/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/S
12、ONET,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
13、务 IP/专线（SDH、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
14、、更快、更安全、更及时、更方便 继续投资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,
15、Active,Nets,wireless,DWDM,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: GTRN 国外下一代互联网研究进展和发展趋势 初步建成大规模先进网络试验环境,正在逐步扩大 攻克了一批关键技术，产业化进展迅速 网络中间件软件和重大应用取得突破，逐步完善推广 基础理论研究活跃，创新成果不断出现 标准化工作进展迅速，产业界不断采用新标准,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：Microso
