计算机网络现状和发展综述

计算机网络和发展综述I-I-学号：计算机网络现状和发展综述学院名称：专业名称：姓名：教师：2011年10月现代网络与通信作业中期作业计算机网络和发展综述II摘要在当今世界，计算机互连网络Internet的热潮依然冲击着整个世界。本文介绍了中国第一个国家范围的学术性计算机互连网络:中国教育和科研计算机网络CERNET,简要论述了中国教育和科研计算机网的现状，包括对教育网整个结构的描述，CERNET采用的主要技术以及一些技术上的更新，例如从IPV4到IPV6的一个跨越，IPV4地址的耗尽制约了互联网的发展，也决定了IPV6网络时代的到来，在此基础上，介绍了下一代互联网（NextGenerationInternet）以及关键技术，最后对下一代网络的发展方向进行展望。关键词:中国教育和科研计算机网，IPV4,IPV6，下一代互联网计算机网络和发展综述a第一章绪论中国教育和科研计算机网CERNET是由国家投资建设，教育部负责管理，清华大学等高等学校承担建设和运行的全国性学术计算机互联网络，是全国最大的公益性计算机互联网网络，也是世界上最大的国家学术互联网。它是我国开展现代远程教育的重要平台；是我国互联网研究的排头兵；具有雄厚的技术实力CERNET还是中国开展下一代互联网研究的试验网络；它以现有的网络设施和技术力量为依托，建立了全国规模的IPV6试验床。然而，随着网络规模的持续扩大和新业务需求不断增长，以及新的终端设备的投入使用，全球互联网发展遇面临着前所未有的挑战，如IP地址严重不足、网络安全等。发达国家相继制定了下一代互联网发展计划，我国也必须对此做出战略性抉择。我国IP地址的全球资源占有率非常低(目前不足全球10%，而网民却占世界总数的20%还要多)，迫切需要大量地址资源。面对全球IPv4地址已经分配完毕的严峻形势，想下一代互联网过度已经迫在眉睫。1.1选题背景二十世纪八十年代以来，世界上几乎所有发达国家都已相继建成了国家级的教育和科研计算机网络，并相互连成覆盖全球的国际性学术计算机网络Internet。这种全球计算机信息网络的产生加快了信息传递速度，为广大教师学生，以及科研人员提供了一个全新的网络计算环境，从根本上改变并促进了他们之间的信息交流、资源共享、科学计算和科研合作，成为这些国家教育和科研工作最重要的基础设施，从而促进了这些国家教育和科研事业的迅速发展。近年来，许多发达国家为进一步保持其在经济和技术领域的领先地位，在“信息高速公路(InformationHighway)”计划之后，又相继提出了下一代互联网计划，并正在紧锣密鼓地付诸实施。计算机网络和发展综述b1.2选题意义中国目前正处于一个全力发展经济、建立完善的社会主义市场经济的特殊阶段。拥有一个现代化的网络，有利于中国教育科研事业、中国国民经济以及中国信息技术的发展。而发达国家发展信息高速公路网络技术的计划和经验表明，首先建立由政府资助的教育和科研试验网是非常重要的环节。CERNET的建设将为建设中国的现代化信息网络作好各种技术准备和进行部分试验，积累经验，锻炼队伍，为缩小中国与发达国家的差距，在下一世纪信息高速公路的世界竞争中处于较为主动的地位做出巨大贡献。计算机网络和发展综述c第二章CERNET现状2.1CERNET介绍CERNET是中国第一个覆盖全国的、由国内科技人员自行设计和建设的国家级大型计算机网络。该网络由教育部主管；由清华大学、北京大学、上海交通大学、西安交通大学、东南大学、华中理工大学、华南理工大学、北京邮电大学、东北大学和电子科技大学等十所高校承担建设，于1995年11月建成。全国网络中心设在清华大学，八个地区网点分别设立在北京、上海、南京、西安、广州、武汉、成都、和沈阳。CERNET是为教育、科研和国际学术交流服务的非盈利性网络。CERNET分四级管理，分别是全国信息网络中心；地区信息网络中心和地区主结点；省教育科研网；校园网。CERNET全国信息网络中心设在清华大学，负责全国主干网的运行管理。地区信息网络中心和地区主结点分别设在清华大学、北京大学、北京邮电大学、上海交通大学、西安交通大学、华中科技大学、华南理工大学、电子科技大学、东南大学、东北大学等10所高校，负责地区网的运行管理和规划建设。CERNET省级结点设在36个城市的38所大学，分布于全国除台湾省外的所有省、市、自治区。到2001年，CERNET主干网的传输速率已达到2.5Gbps。CERNET已经有28条国际和地区性信道，与美国、加拿大、英国、德国、日本和香港特区联网，总带宽在100Mbps以上。CERNET地区网的传输速率达到155Mbps，已经通达中国大陆的160个城市，联网的大学、中小学等教育和科研单位达895个（其中高等学校800所以上），联网主机100万台，网络用户达到749万人。CERNET目前已基本具备了连接全国大多数高等学校的联网能力，并完成了CERNET八大地区主干网的升级扩容、建成了一个大型的中国教育信息搜索系统。CERNET建成了总容量达800GB的全世界主要大学和著名国际学术组织的10个信息资源镜像系统和12个重点学科的信息资源镜像系统，以及一批国内知名的计算机网络和发展综述d学术网站。CERNET建成了系统容量为150万页的中英文全文检索系统和涵盖100万个文件的文件检索系统。CERNET是我国开展现代远程教育的重要平台。为了适应国家《面向21世纪教育振兴行动计划》中远程教育工程的要求，1999年，CERNET开始建设自己的高速主干网。利用国家现有光纤资源，在国家和地方共同投入下，目前已完成覆盖全国29个中心城市总长为两万多公里的高速传输网的40%（即8000多公里）工程量，已开通北京－武汉－广州、武汉－南京－上海之间2.5G的高速信道，连接21个城市的中高速地区网（155M）正在紧张的建设之中。目前已有40~50所高校以10M~100M的高速率接入到CERNET主干网。CERNET是我国互联网研究的排头兵，具有雄厚的技术实力。CERNET完全是由我国技术人员独立自主设计、建设和管理的计算机互联网络。在网络建设的同时，CERNET还注重加强网络安全工作，1999年CERNET建成国内第一个网络紧急响应中心CCERT，并提供服务。迄今为止CCERT小组已经先后处理了2000多网络安全事件的报告，有效的保证了CERNET正常的网络运行秩序，促进了CERNET网络管理水平的进一步提高。CERNET还是中国开展下一代互联网研究的试验网络，它以现有的网络设施和技术力量为依托，建立了全国规模的IPV6试验床。1998年CERNET正式参加下一代IP协议（IPv6）试验网6BONE，同年11月成为其骨干网成员。CERNET在全国第一个实现了与国际下一代高速网INTERNET2的互联，目前国内仅有CERNET的用户可以顺利地直接访问INTERNET2。CERNET也是我国信息网络人才重要的培养基地。仅在九五国家重点科技公关项目计算机信息网络及其应用关键技术研究建设期间，CERNET研究人员与其他合作单位在国内外发表相关学术论文数百篇，培养了一批专业技术人才。CERNET还支持和保障了一批国家重要的网络应用项目。例如，全国网上招生录取系统在2000年普通高等学校招生和录取工作中发挥了相当好的作用。计算机网络和发展综述eCERNET的建设，加强了我国信息基础建设，缩小了与国外先进国家在信息领域的差距，也为我国计算机信息网络建设，起到了积极的示范作用。2.2CERNET的结构2.2.1CERNET的网络总体结构CERNET网络总体结构分为三个层次，分别是CERNET主干网、省/市教育网和校园网。第一层：CERNET主干网自1994年以来，国家投资建设CERNET主干网，1999年开始建设CERNET光纤传输网。1995年，建成CERNET主干网，连接了国家网络中心和10个地区网络中心。1999年，CERNET主干网的范围扩大到覆盖全国31个省/市/自治区的36个城市，建成拥有1个国家中心、38个主节点的CERNET主干网。2000年，CERNET传输网开通，为CERNET主干网提供传输线路。2003年开始，CERNET光纤传输网同时还为中国下一代互联网示范工程CNGI示范网络核心网CNGI-CERNET2提供带宽资源。第二层：省/市教育网各省/市教育主管部门筹集各种资金，建设连接当地校园网的省/市教育网，通过当地CERNET主节点接入CERNET主干网。第三层：校园网校园网由各学校筹集各种资金自行建设、运行、维护和管理。根据各地条件不同，有的校园网通过当地省/市教育网接入CERNET主干网，有的直接接入CERNET主干网。计算机网络和发展综述f2.2.2CERNET的拓扑结构CERNET与国内CSTNET、CHINANET和CHINAGBN实现互联。在国际出口方面，CERNET已经有12条国际和地区性信道，与美国、加拿大、英国、德国、日本和香港特区联网，总带宽在100M以上。截至2009年12月，CERNET主干网已经连接38个主节点，传输速率达到2.5Gbps-20Gbps，覆盖全国31个省市近200多座城市，与国内外其他互联网互联总带宽超过50G。图-01CERNET的当前拓扑图，南北走向的北京-武汉-广州是主干线，而北京-上海-广州则是冗余线路以留作备用。计算机网络和发展综述g第三章CERNET的发展过程十几年来，在国家一系列重大工程项目的支持下，在各级领导关怀下，经过全体科研和技术人员的艰苦努力，CERNET从无到有，由小变大，从弱到强，经历了五个重大的发展经历，已经成为我国互联网技术的研究试验基地，教育信息化的基础平台和国家信息基础设施的重要组成部分。3.1CERNET阶段的发展3.1.1从无到有1994～1995年的“CERNET示范工程”，建成了64KbpsDDN专线的CERNET主干网，连接分布在8个城市的10个主干网节点，接入108所高校，获1996年国家教委科技进步一等奖，1997年国家科技进步二等奖。1996～1998年的国家“九五”科技攻关项目-“计算机信息网络及其应用关键技术研究”，在CERNET环境下完成了我国第一批互联网技术的科技攻关，取得了一批重要研究成果，获2001年中国高校科学技术进步一等奖，2001年国家“九五”重大科技成果奖。计算机网络和发展综述h中国第一个互联网试验网CERNET试验网拓扑图。3.1.2从小到大正当CERNET面临严重通信线路困难的时候，1997年国家启动“CERNET主干网升级工程”，建成了一个覆盖全国20多个城市的CERNET卫星网络。国家211工程“中国教育和科研计算机网地区主干网和重点学科信息服务体系”项目的实施，又使CERNET建成了遍布全国36个城市的网络运行和管理体系。采用卫星和DDN相结合的方式组成的CERNET主干网，传输速率4Mbps以上，连接分布在36个城市的38个CERNET主干网节点，接入500多所高校。计算机网络和发展综述iCERNET分配的IPv6地址(/48)情况2000-20093.1.3从弱到强面对CERNET发展中最困难的通信线路瓶颈，教育部领导在1999年做出重大决策，在国家面向21世纪教育振兴计划中，启动“中国教育和科研计算机网CERNET高速主干网建设”项目，安排专项经费，建设CERNET高速光纤传输网络。2000年，采用先进DWDM/SDH技术，建成覆盖全国20000多公里的高速光纤传输网，传输容量达到80G。CERNET高速主干网的传输速率达到2.5G，地区网传输速率则达到155M以上。2003年开始实施的国家“十五”211工程，更使CERNET高速传输网的容量到达800G，CERNET主干网的传输速率达到2.5～10Gbps，地区网传输速率则达到155M～2.5Mbps。计算机网络和发展综述j1995年11月，CERNET提前通过鉴定验收。3.1.4从跟随到前列1998年以来，CERNET在我国率先开展了下一代互联网的研究。2001年，在国家自然基金委的支持