数据通信与计算机网络--网络互连与Internet技术（2）

第三章网络互连与Internet技术3.5Internet技术3.5.1Internet的形成和发展Internet的形成形成阶段：1969年分组交换网ARPAnet建成。1974年TCP/IP协议诞生。实用阶段：80年代后，NSFnet诞生并取代了ARPAnet商业化阶段：1994，NSF宣布不再给NSFnet的运行和维护以经费支持3.5Internet技术Internet的发展史70’s:startedasaresearchproject,56kbps,100computers80-83:ARPANETandMILNETsplit,85-86:NSFbuildsNSFNETasbackbone,links6Supercomputercenters,1.5Mbps,10,000computers87-90:linkregionalnetworks,NSI(NASA),ESNet(DOE),DARTnet,TWBNet(DARPA),100,000computers90-92:NSFNETmovesto45Mbps,16mid-levelnetworks94:NSFbackbonedismantled,multipleprivatebackbonesToday:backbonesrunat2.5/10Gbps,10smillionscomputersin150countries3.5Internet技术近年来的发展(1991-2000)NumberofHostsontheInternet:Aug.1981213Oct.19841,024Dec.198728,174Oct.1990313,000Oct.19932,056,000Apr.19955,706,000Jul.199719,540,000Jul.200093,047,7851101001000100001000001000000100000001000000001981年1985年1989年1993年1997年3.5Internet技术3.5Internet技术Internet的发展速度是历史上发展最快的一种技术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，电话更长Internet从商业化后达到5000万用户用了4年时间Internet正在以超过摩尔定理的速度发展3.5Internet技术摩尔定律:CPU性能18个月翻番,10年100倍。所有电子系统（包括电子通信系统，计算机）都适用光纤定律：超摩尔定律，骨干网带宽9个月翻番，10年10000倍。带宽需求呈超高速增长的趋势迈特卡尔夫定律:联网定律，网络价值随用户数平方成正比。未联网设备增加N倍，效率增加N倍。联网设备增加N倍，效率增加N2倍Internet的发展的规律3.5Internet技术网络带宽与CPU性能200019981996AllOtherIPXTCP/IPTrafficRatiosSource:Gartner1997100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%3.5Internet技术RelativeUserPopulationMultimediaDynamic(Red)andAudio/VideoContent(Purple)100%80%60%40%20%0%200019981996Source:TheYankeeGroup,19963.5Internet技术SimpleVideo,MultimediaBrowsing,PCMVoiceIP,PCS,E-Mail,FileTransferPagingVideoConferencing,MPEG1NTSCVideoTelnet,VoIPISDN,FrameRelayATM/POST3/E3T1/E1NewModemWirelessWANOldModem.004.0192.0288.1281.53155Mb/sMinimumBandwidthforApplicationperUserVirtualReality,MedicalImaging3.5Internet技术InternetData/Voice/VideoTransportConvergence3.5Internet技术Internet的应用在信息交流方面的应用在教育方面的应用在医疗方面的应用在政府工作中的应用在商业领域的应用在娱乐方面的应用3.5Internet技术Sharedaccesstocomputingresourcestelnet(1970’s)Sharedaccesstodata/filesFTP,NFS,AFS(1980’s)Communicationmediumoverwhichpeopleinteractemail(1980’s),on-linechatrooms,instantmessaging(1990’s)audio,video(1990’s)replacingtelephonenetwork?AmediumforinformationdisseminationUSENET(1980’s)(1990’s)replacingnewspaper,magazine?audio,video(1990’s)replacingradio,CD,TV?3.5Internet技术Internet提供的服务：Everythingisdigital:voice,video,music,picturesEverythingison-line:bankstatement,medicalrecord,books,airlineschedule,weather,highwaytraffic,toaster,refrigerator…Everyoneisconnected:doctor,teacher,broker,mother,son,friends,enemies3.5Internet技术当前的状况：ElectroniccommercevirtualenterpriseInternetentertainmentinteractivesitcomWorldasasmallvillagecommunityorganizedaccordingtointerestsenhancedunderstandingamongdiversegroupsElectronicdemocracylittlepeoplecanvoicetheiropinionstothewholeworldbridgethegapbetweeninformationhavesandhaveno’sElectronicterrorismhackercanbringthewholeworldtoitsknee3.5Internet技术Internet的展望：3.5Internet技术3.5.2Internet的特点和结构Internet的特点具有公平性。所有的子网的地位是平等的具有开放行。采用TCP/IP协议入网方式灵活多样。可拨号、专线、无线上网信息资源极为丰富。安全性差。资源分散。BackboneISPISP3.5Internet技术Internet的逻辑结构3.5Internet技术Internet的协议结构OSIModel3.5Internet技术3.5Internet技术TCP/IPModel3.5Internet技术3.5.3Internet在中国的发展中国科技网（CSTNET）始建于1990年，主要为科研单位、科技管理部门、政府部门以及高新企业的研发提供服务中国公用计算机互联网（CHINANET）由邮电部1994年投资建设，主要用于商业用途中国教育与科研网（CERNET）国家计委投资、教育部主持于1994年建设，主要目标是将全国的高校连接起来，为教育和科研服务中国金桥信息网（CGBNET）又叫国家公用经济信息通信网，由吉通公司主持建设其他互联网。包括联通、网通、移动等1992年美国政府的“国家信息基础设施NII”1993年西方七国的“全球信息基础设施GII”美国NII组成部分“高性能计算和通信HPCC”NGI和vBNSInternet2和AbileneTransPAC、APAN、STARTAPCANARIE和CA*net3国际高速信息网络技术研究计划美国总统和副总统宣布启动NGI（1996.10.10）保证美国的重要利益保持技术领先，创造更多的就业和市场机会NGI的三个主要目标：先进网络技术的实验研究下一代网络测试床革命性的应用政府协调：计算机、信息和通信协调办公室CCIC可访问的Web站点:NGI的进展：NGI实现计划（1998年2月）NGI概念文章（1997年7月）NGI：美国下一代Internet研究计划NGI目标1：先进网络技术的实验研究网络工程规划和模拟；监视；集成；数据传递；网络管理；动态和自适应的网络服务质量（端到端）服务质量体系结构；允许控制，计费和优先权；可观察和控制的API；DrillDown技术安全用户用安全和公平的方法服务网络资源；优越的网络管理；网络内部的监视；移动/远程访问；公钥基础设施NGI目标2：下一代网络测试床开发下一代网络测试床，用比现在Internet快100倍以上的速度连接至少100个大学和国家研究实验室以1997年1.54Mbps计，10个连接点速度达到比现在Internet快1000倍端到端连接速度达到100Mbps~1GbpsNGI目标2包括高性能连接：开发广域网结构，用100+Mbps速度连接100个广域点下一代网络技术和超高性能连接：开发超高速交换和传输技术，用1+Gbps速度连接10个以上的局域点主要策略：协调建立一个高性能的协作网络利用现有的网络试验床：vBNS,ESnet,NREN评价标准：连接点的数量，端到端的性能支持目标1的研究，支持目标3的应用NGI目标3：革命性的网络应用开发今天Internet没有，对国家重要的网络应用健康保健：远程医疗、紧急医疗响应支持教育：远程教育、数字图书馆科学研究：能源、地理系统、气象、生物国家安全：高性能全球通信、先进的信息传播环境：监测、预测、警告、响应政府：传递政府服务和信息给公民和企业突发事件：灾难响应、危机管理设计和制造：制造工程主要策略：重点研究基础性应用分布式计算应用、协同性应用Internet2UCAID（120多个大学会员）的一项研究计划UniversityCorporationforAdvancedInternetDevelopment形成大学试验网，开发下一代Internet技术和应用IPv6，Multicasting，QOS以竞争方式得到NGI计划的经费支持NGI是政府计划，Internet2是大学合作计划相互补充，相互依靠Internet2和NGI的合作范围NSF支持的vBNSInternet2将建立用于地区连接的gigaPoPInternet2的许多网络应用开发由NGI支持RichercontentthroughhigherbandwidthVideo,audioVirtualrealityDynamicnotstaticMoreinteractivityviaminimaldelayReliablecontentdeliverythroughqualityofservicemodelInternet2Adv