下一代计算机互联网络 吴建平-第2章

按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！


地完善，不断地巩固，能够达到实用的程度，一旦这个技术能够比较成熟以后，它就希望学术性的网，研究性的网，逐步地转到民用去，转到社会上去，让社会上的厂商去投资，就把它私有化，同时转入商业化的运营，那么第一代互联网就走过了这么四个时期。

　　　　那么人们也希望第二代互联网呢，也按这个轨迹来进行走路，那么现在呢，人们认为呢，第二代互联网已经走过了第一个时期，单元技术已经现在已经基本成熟走到了进行大规模实验的阶段，所以在大规模实验的过程中，我们国家无论哪个国家都应该去参加，你不参加的话就没有下一代互联网发言的权利。

　　　　那么下一代互联网代表性的网络呢，是internet2这个网络，这个网络呢是由美国的大学发起，来进行科学研究用的，那么它是下一代互联网一个标志性的网络，到目前为止，美国已经有近二百个大学，加入到这个下一代互联网当中去，那么为什么大学是在下一代互联网里面是领了头，这个和第一代互联网的历史是非常相似的，我们知道第一代互联网就是由大学产生出来的，而且从大学逐步地发展到社会的，第二代互联网仍然遵循这个轨迹，这个轨迹是非常相似的，来进行发展。

　　　　那么下一代互联网的任务呢，就是internet2的任务呢，他们自己规定了就是要研究开发高级的网络，应用技术，来加速下一代网络的产生和发展就是要推动下一代网络的产生，这个产生呢，要推动它的网络技术本身的发展，同时也要推动它的应用，所以应用是非常重要的，对于下一代互联网来说，那么目标呢，他们就是要领导下一代互联网应用的革命，另外呢，就是要领导国家和研究团体对计算机网络的研究，把新一代网络服务和应用的推广到整个的互联网领域当中去，就是用来替代这一代互联网络，它目前的成员呢，是大学当然也有一些公司的合作成员，还有非营利的一些组织，组成了这一个大的联合体，来共同进行研究，这是这个月我们看到的在美国194个大学加入下一代互联网分布的图。

　　　　那么下一代互联网研究的重点大概在四个方面，当然他们还把第五个方面合作伙伴的问题当成一个很重要的领域，网络的基础设施呢，我们知道那是下一代互联网发展的基础，它是构造网的本身，那么这个网呢，人们希望是在2。5G到10G的传输速率，那在这个网上有许多非常高速的接入点，来接入我们的用户，我们叫Gigapops，这是它的非常重要的一个部件。

　　　　另外一个呢，人们希望下一代互联网网络，用户接入这个互联网的速度呢，不要低于100兆，比我们现在终端用的快得多得多，这样一个，我们可以和现在的网络进行比较，我们拨号上网是56K，100兆是56K一千多倍，那么我们现在推广比较多的ADSL的上网，ADSL　　　　　上网大概也是512K，现在如果到100兆的话差不多到500多倍，带宽远远大于10兆，一直到100兆，那么这是他们体系结构的图，中间是一个主干网，里边有很多高速的接入点，那么在下一代互联网和这一代互联网同时存在的情况下呢，许多的大学和研究单位，他们就要同时去连接这一代的互联网，也要连接下一代互联网，因为下一代互联网到目前为止还不允许非学术的单位接入，它只有是一个研究网，就和我们这一代研究网一样，在1990年以前，我们现在的互联网是不允许商业用户接入的，只能大学的学生，研究人员教师可以用，社会上的人不能用的，那么第二代互联网呢，到目前为止也是只允许大学研究单位，教师和研究人员使用，社会上的人还不能用，这是它的独到之处，那么这是下一代互联网的主干网在美国的internet2　主干网这个规模是非常大的，大概几乎包围了美国的所有的州和所有发达的地方。

　　　　第二个是网络的中间件，什么叫中间件呢，人们认为在下一代互联网，就是非常高速的下一代互联网当中，网络的应用呢，是层出不穷的，网络应用也是非常的普遍的，那么在所有的应用当中，要解决的最重要的一个问题，是识别使用这些应用的用户，就是你的身份是什么，谁在什么时间在什么地方用了什么应用，这个要非常清楚，就和我们现在现实的社会一样，每个人都有一个身份证，那么警察可以随时随地的看你的身份证，知道你是从那儿来的，你的身份证是真的还是假的，你这个人的身份到底怎么样，这样的话你从事各种活动呢，都能够允许或者不允许，那么下一代互联网也是这样的，就是说在下一代互联网里面我们需要知道在任何一个应用里面是谁在使用它，任何一个用户用这个互联网你的身份是真的还是假的，这样的话你要对你所有的行为要负责任，所以这个里边就有身份认证的问题，身份证明的问题，授权的问题，目录服务的问题，安全性能的问题，所以中间件是下一代互联网络介于和应用之间非常重要的一个公共的一个软件平台。

　　　　那么在这个平台上，这个网络能不能很好的发挥它的作用，能不能很好的为用户提供网络的传送知识，这是我们关心的问题，所以呢，也把这个研究呢，再分一个领域叫做网络工程，网络工程所要做的事情，就是使这个网络最高效的进行运行，最有利的支持应用，那么在这个里边呢，网络服务质量的控制呢是非常重要的，能够为用户各种各样的应用提供不同的需求，来控制我们的服务质量，那是非常重要的，除此之外呢，组播也是非常重要的，什么是组播呢，就是非常类似我们现在的有线电视的网，有线电视网我们知道电视台在放有线电视的时候特，它就是一个广播方式，从一个点一层一层的广播到所有的千家万户，那我们的互联网以后呢，也应该支持这种功能，就是能够使我们的视频信号，采用广播的方式，从一个广播点呢，发到千家万户去，使得很多的网络用户都可以方便的使用接收这个视频信号，这个技术在小范围是没有问题的，但是范围一大还存在着很多技术问题，所以我们希望在下一代互联网研究当中解决这些问题。

　　　　除此之外，我们刚才说过IPV6的问题，就是我们IPV6的过渡也不是一朝一夕的，需要从现代的IPV4过渡到IPV6，所以在网络工程里面，还有许多IPV6的工作要做，就是有人估计我们要把现在互联网的IPV4的协议转变成IPV6的协议，恐怕要花几万亿美金的投入，才能够转化，因为很多网络设备里头的硬件软件都得变，当然同时给厂商带来了很大的商机。

　　　　那么在这个里边呢，一般的说来我们大概分这么几个阶段逐渐地把它过渡上去，因为人们在每天都在用互联网，你要做大的变更，绝对不是像我们变化电话号码一样，从七位变到八位的电话号码，那个是比较简单的，但是IPV4变成IPV6是非常复杂的一件事情，那么它的变化一般是分五个阶段。

　　　　第一个阶段我们可能大规模的网络还在运行IPV4，那么我们这个时候有了IPV6的网络只是一个局部的，小范围的，那么这些局部小范围的网络，如果想互联的话，只能借助于现在的IPV4来互联，那么可以在IPV4上我们通过一种隧道技术，来构造IPV6协议之间通讯的这种通道把它构造起来，就在IPV4上建立一个IPV6一个虚的网络，这是第一步。

　　　　第二步我们在本地的IPV6网络逐步地扩大，就是从高层扩大到低层，就是往下扩大，一直扩大到物理连接。

　　　　第三个步骤就是有可能在长途的传送当中，我们不采用隧道了，采用这一代互联网的一些特殊的服务，像MPS这样的服务支持这个连接，再有一个阶段呢，逐步地IPV6网络发展大了以后，就会变成双的协议同时存在路由器里，就是我同时支持IPV4也同时支持IPV6，这个时候实际上已经标志着IPV6的势力越来越大，越来越大，所以要求路由器同时支持两个网络，那么到最后一个阶段，逐步的IPV4去掩盖掉IPV6，把全球的网络都改变成IPV6，大概分这么五个阶段，但是我们也不要着急，我们的计算机怎么办，我们自己的计算机怎么办，我们的网络怎么办，实际上世界上许多的计算机厂商，和计算机网络的设备提供商，都在积极地做这个准备，他在积极准备，大家不要担忧，我相信到了那一天需要变迁的那一天，也不需要大家花很多的钱，和花费很多的精力就可以把它变回去，但是技术人员有很多的工作要做。

　　　　那么internet2最后的一个研究领域是它的应用，其实应用是最后一个领域，但是也是一个最重要的一个领域，因为我们如果就前三个领域里面，就研究而作研究，你做得再好政府也不会给你钱，企业也不会给你钱，社会也不会承认你，你只是实验室里的东西，我们不能用，所以说下一代互联网只有开发出来，和目前我们现在这个互联网上，所不同的完全不同的应用，那么它才有可能能承认它是下一代互联网，所以这是一个最大的问题。

　　　　那么在下一代互联网里面的这些应用，美国政府曾经划分了十个领域，他们认为这十个领域，可能会，如果说是实验成功的话，可能对整个一个国家的竞争力，是非常有影响力的，也是为下一代互联网络建立基本的应用，比方他们举了很多的例子，像远程教育，像虚拟的实验室，像分布式计算，像分布式视频的传送，像大气环境的检测，像先进的制造，像军事上的大规模的防止突发事件系统，等等等等，他们认为这些系统都必须建立在比现在的网络更高速，更大规模的网络环境里面，也就是下一代互联网的环境，所以这是一些应用的情况。

　　　　那么我们这儿有几个图，大家可以看，这是一个虚拟实验室的例子，就是说当我们做实验的时候，现在我们都是拿的实验仪器，我们拿被实验对象进行做实验，那么以后如果我们有了高速的网络以后，我们许多的实验人员不必要去跑到专门的实验室去做研究，它只要在它的实验室里有一些可控制的手柄，可控制的仪器，能够控制远方某一个实验室的仪器，那么它就可以做实验那么它可以通过输入把数据传过去，可以通过操作来操作这个机器的动作，同时也可以从机器的结构里面，通过网络把结果拿到手里，这样的话，可以共享很多很精密的仪器，可以共享很多我们不具备的实验的条件，使得实验能够在更大范围内展开，这个呢对我们科学研究的手段改变是非常大的，在这个里边分布式的分子操作，非常精细的操作，那么当然在观测，大气的观测里面，下一代互联网也会发挥更重要的作用，因为我们知道在观测的时候呢，我们如果不能够及时的采集到这个观测数据的话，我们得到多少天以前的，多少年以前一个气象的现象，如果我们有高速的网络把全世界的观测点都连接到一块的话，我们及时的得到全球的各种气象现象，像台风，像各种沙尘暴它是怎么运动的，我实时就可以显示出来，这里面有大型计算机的计算，但是必须有网络的传送才能达到这个，对我们了解自然和对自然的根据自然来调节我们做各种各样的研究，来改善我们各种各样的生活是非常重要的，当然虚拟实验室还有气象空间物理，气象研究的各种实验，我们可以想像有高速互联网之后，它可以大大地拓宽我们的科学研究的手段。

　　　　那么当然还有一个呢，我们的虚拟现实性，就是说有了下一代互联网高速互联网以后，我们可以在计算机网络上，模拟很多真实的空间，我们知道模拟空间需要大型的计算机去模拟，如果你是想去做这个研究的话，你必须到大型计算机旁边去做这个研究，如果你有高速的网络以后呢，我们通过高速的网络我们可以在许多地方建立这种接收点，你所有的数据都可以通过网络传送，我们对虚拟现实的研究有非常大的进步，对它有非常大的推动，当然这里面还有一个很重要的，我们知道，大概在去年（2001年）9月份，在美国有一个报道，大概全球第一个在网上胰腺的切除手术得到成功，这个胰腺切除手术大概在两千公里的范围内进行的，手术的一端是病人，和机器人，实验系统另一端是我们的医生，他操作一方面看着高倍显微镜，一方面操纵手术刀的操纵器，来操纵两千公里以外的手术，这个手术获得了极大的成功，45分钟把这个手术做完，包括缝好，45分钟，这个手术当然很可惜，因为设计这个手术是第一例，一开始时候需要很多很多的考虑，所以花了一百万美金，当然我们相信随着技术的进步呢，手术的成本会大打折扣，这个是历史性，它的意义大家可以想象，既然手术都可以做，还有什么不可以做的事情。

　　　　那么远程医疗，远程教育当然对我们来说是非常的重要，这些事情实际上下一代互联网的应用，实际上对我们整个社会结构会发生根本性的变化，当然有人已经说互联网的产生，本身就是对社会的一个翻天覆地的变化，有人说它对人类历史进步的作用呢，像我们当初人学会用火一样重要，学会用火的猴子就变成人不会用火的猴子他还是猴子。

　　　　那有可能我们就是说，会用互联网的人，可能是另外一个层次，不会用互联网那可能是不同层次。

　　　　那么我们来看看下一代互联网广泛应用，我们可以假设，其实现在已经很多人都在做这个假设了，不是假设，已经在做真正的，其实我们现在碰到的所有的电器设备，其实都是有可能　用刀下一代互联网，到那时候你可以在家里，或者在办公室里操纵家里各种的电器设备，甚至你监控你家里边的门是不是被人打开的，你家里面的什么东西被人动过了，这是安全的考虑了，当然你可以观察观察，我这个可以是不控制我们家里的水开始烧了，我们冰箱里的东西不够了，我可以查一查，自动回家带上东西，总的来说这个运用是非常多方面的。

　　　　当然下边互联网internet2　的组织呢，我刚才说过非常注意合作伙伴，我们中国教育和科研计算机网也成为它重要的合作伙伴，国际合作伙伴，在2000年签订互相合作的协议，那么在亚太地区呢，我们现在已经也建了亚太地区的下一代互联网的主干网，我们看就是中国现在也成为能够连接日本，同时连接美国的一个下一代互联网重要的节点。

　　　　中国下一代互联网的进展呢，其实在最近几年得到了政府的支持，也得到了很多科技人员的重视，那么我们的工作主要是在几个方面，一个方面我们做IPV6的实验床，中国教育和科研计算机网从1998年开始，就在从事IPV6实验床的研究，同时加入了国际的IPV6的实验网，叫6BONE，在这个里面我们研究了IPV4到IPV6的转换，研究了IPV6网络的管理测量，以及服务质量控制，隧道代理，等等技术，那么在这个同时呢，国家的很多项目呢，研究面向下一代互联网高速的路由器，我们知道在这一代路由器研究方面我们国家还是比较落后的，那么在这个前几年在国家的支持下，我们对高速路由器有了飞速地发展，为我们下一代互联网路由器的研究呢，奠定了基础，同时呢我们在主干网上已经开始进行下一代互联网的研究，建立Gigapops，连到internet2，等等这个应用的开发。

　　　　那么这个里面主要介绍一些基础的研究工作，我们从1998年开始，