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下一代互联网:这回让我们赶上了

2011年11月20日 19:35点击:[]
我国第一个下一代互联网主干网CERNET2试验网开通的背后
张国华

 也许这不仅仅是巧合:10年前,中国教育和科研计算机网(CERNET)建成了我国第一个全国主干网,拉开了中国互联网发展的序幕。10年后,CERNET2试验网作为我国第一个下一代互联网主干网,3月19日在京正式开通并提供服务,再次吹响了中国下一代互联网建设的号角。
  "10"在大多数人眼里是一个十分美好的数字,就连跟十沾边的成语也大多令人欣喜,诸如"十全十美"、"十拿九稳"等。在中国教育和科研计算机网发展历程上,"10"这个数字更是意味深长。
  下一代互联网:"更"字之中露真容
  其实,提起下一代互联网,很多人并不清楚它与现在使用的互联网有哪些联系和区别下一代互联网:。中国教育和科研计算机网网络中心主任、清华大学教授吴建平用五个"更"字为我们勾画出下一代互联网的特征:更快、更大、更安全、更及时、更方便。
  所谓更快,指的是下一代互联网将比现在的网络传输速度提高1000倍以上。而更大指的是下一代互联网将逐渐放弃IPv4,启用IPv6地址协议,几乎可以给你家庭中的每一个可能的东西分配一个自己的IP,让数字化生活变成现实。在目前的IPv4协议下,现有地址中的80%已经分配光了,明显制约着互联网的发展。专家预计,到2005年,IPv4地址将彻底枯竭,因此以IPv6为代表的下一代互联网技术将成为必然。至于更安全,吴建平介绍说,目前的计算机网络因为种种原因,存在大量安全隐患,因而下一代互联网在建设之初就充分考虑了安全问题,比如采用实名与IP捆绑等措施,这样就使网络可控性大大增强。最近,互联网正在经历着有史以来最为严重的病毒侵害,吴建平说,在下一代互联网上,我们就不会像现在这样束手无策。另外,在以上三个"更"字的基础上,下一代互联网在使用上将更及时、更方便。
  专家预测,在下一代互联网时代,真正的数字生活将会来临,任何人都可以随时、随地用任何一种方式高速上网,任何可能的东西都会成为网络化生活的一部分,都可以通过网络来调控。
  清华大学教授李星为我们描述了在下一代互联网环境中,人们生活中的一个场景:清早起床后,你洗了一个澡,然后在磅秤上称一称自己的体重,然后出去锻炼身体。回来后你准备吃早餐时,你会发现冰箱的门打不开了。原来磅秤与冰箱是联网的,磅秤发现你体重超标后,就及时向冰箱传达了这个信息,于是冰箱向你发出警示,并不允许你打开冰箱拿东西吃。
  李星说,我们现在看奥运会比赛,仅仅是以第三者的身份观看。但在2008年的奥运会上,我们可能会看到这样的转播:每一个运动员身上可能都会有一个传感器以及摄像镜头,你可以自由选择不同角度的转播。当你戴上相关设备后,你就可以运动员或裁判员的身份感受比赛,而不仅仅是一个旁观者。
  专家指出,我们现在所说的网络教育、远程医疗在一定程度上并不是真正的网络教育或远程医疗。网络教育由于受现有网络基础条件的制约,大量采用的还是网上网下结合的方式,对于互动性、适时性极强的课堂教学,一时难以实现。而远程医疗,更多的只是远程会诊,并不能进行远程手术。在下一代互联网上,这些都将成为最普通的应用。
  下一代互联网:一个平等发展的机会
  其实,下一代互联网研究与建设的历史并不长,它第一次出现是在1996年。那一年,美国从战略需求出发启动了下一代互联网计划NGI。
  美国科学界的举动马上引起了中国科学家的高度关注。1998年,CERNET的专家及时跟进,开始了我国下一代互联网的研究与建设。2002年,57名院士提出建议,应着手规划并制定中国下一代互联网发展规划。2003年,国务院正式批复由国家发改委、信息产业部、教育部等8部委牵头的中国下一代互联网示范工程(CNGI)。
  实际上,美国的举动不仅引起我国科学家的关注,也引起世界各国的重视。众所周知,20世纪60年代末,美国军方因为军事需求开始研究互联网,90年代初,第一代互联网逐渐成熟,投入商业市场。在过去的10年中,互联网直接推动了美国在经济、社会等方面的发展。可以说美国是互联网最大的受益者。小到光纤中的玻璃丝,大到路由器等关键设备,都由以美国为代表的公司所主宰。如在IP地址资源上,美国加州大学一个学校的IP地址就相当于我国所有的IP地址量。我国互联网用户目前已经超过8000万,但IP地址的拥有量仅有2500万。
  互联网技术已经不仅仅是一门技术,而成为一个国家的战略需求。
  吴建平说,下一代互联网的发展给了我们机会与机遇。过去,我们没有条件与发达国家抗衡,但现在无论从技术、设备,还是综合国力方面,都具备了基础条件。
  吴建平说,1969年美国开始第一代互联网研究,我国则在1994年才由中国教育和科研计算机网建设第一个全国性试验网络,相差了几十年;而1996年美国出台下一代互联网计划,1998年我国专家就开始了这方面的研究工作,差距已经大大缩小。在下一代互联网发展上,我们获得了平等发展的机会!
  下一代互联网的发展,使世界互联网经济面临重新洗牌,这给很多国家、企业以新的机会。比如路由器市场,将来可能会出现一个新的龙头企业。实际上,CERNET2就将部分采用我国自主研制、具有自主知识产权、世界上先进的IPv6核心路由器。经济格局的打破,必然给整个社会乃至国家发展带来变化。同时技术的变革,经济实力的变化,也必然影响到政治、军事。
  虽然网络经济目前遇到了巨大挑战,但任何一个人都不得不承认这样一个现实。对于未来的社会,网络是一个基本要素,它将对社会经济、科技教育发展,乃至国防政治都将起到决定性的影响,如果我们失去对下一代互联网的发言权,我们也将在很大程度上受制于别人。因此,研制与建设下一代互联网,对我国有着举足轻重的意义。
  值得欣慰的是,我们终于抓住了机会。
  CERNET2:吹响我国下一代互联网建设号角
  在我国互联网建设和发展进程中扮演重要角色的中国教育和科研计算机网的专家们,面对下一代互联网的挑战,自然不甘落后。
  1998年,CERNET的专家及时跟进,开始了我国下一代互联网的研究与建设,随后建成IPv6试验床。2000年,建成我国第一个下一代互联网交换中心,并代表中国参加国际下一代互联网组织,实现了与国际下一代互联网的互联。在清华大学、中国科学院计算机信息中心、北京大学、北京航空航天大学和北京邮电大学联合建成我国第一个下一代互联网研究试验网的基础上,2001年,CERNET提出建设全国性下一代互联网CERNET2计划。2003年8月,CERNET2计划被纳入由国家发改委、信息产业部、教育部等8部委联合领导的中国下一代互联网示范工程CNGI。
  2004年3月19日,是我国互联网发展历史上值得铭记的一天。这一天,CERNET2试验网作为我国第一个下一代互联网主干网正式开通并提供服务。
  第二代中国教育和科研计算机网CERNET2是中国下一代互联网示范工程中最大的核心网和唯一的全国性学术网,是采用纯IPv6技术的下一代互联网主干网。它将实现全国200余所高校下一代互联网的高速接入,同时为全国其他科研院所和研发机构提供下一代互联网接入服务。
  吴建平说,CERNET2试验网的开通和10年前中国开通互联网主干网一样,可以大大促进中国下一代互联网的研发,科技人员可以首先利用这一试验网进行下一代互联网的科学实验和应用的开发,为我们进一步建设更大规模的下一代互联网打下基础。
  CERNET2将支持全新的、更丰富的,特别是目前互联网不能提供的多种应用,包括高清晰度、强交互点到点视频通信、智能交通、环境地震监测、远程医疗、远程教育等。
  大规模科学计算:建设拥有高性能计算资源的计算网格、拥有海量数据的数据网格,实现网格之间大容量、高可靠性的数据传输,实现分布式高速安全交易和全网计费审计,为具有大规模、多站点分布式计算和数据挖掘技术特性的重大应用提供服务。
  大规模点到点的视频通信:提供端到端高性能传输和无线/移动接入服务,实现大规模点到点的视频通信。
  大规模视频会议、高清晰度电视:建设纯组播环境,提供服务质量控制,实现基于组播、具有网络性能保障的大规模视频会议和高清晰度电视广播应用。
  远程仪器控制、虚拟实验室:建立具有实时远程控制功能的虚拟现实环境,实现远程仪器控制和虚拟实验室,以及远程控制信息传输的高可靠性、安全性和实时性。
  远程教育:基于交互协同视频会议技术进行远程授课和辅导;基于高清晰度视频广播技术进行授课内容回放;基于按内容流媒体检索和点播技术实现随时随地按需学习;实现海量信息存储与检索等。
  愿CERNET2一路走好!
链接
  什么是IPv6?
  目前的互联网采用的是TCP/IP协议,核心协议之一就是IP地址编码协议。IPv6的全称是"互联网协议第6版",目前的IPv4的地址是32位编码。IPv6的地址是128位编码,能产生2的128次方个IP地址,其资源几乎是无穷的。
  美国军方从20世纪60年代开始研究第一代互联网,70年代正式开发建设,1994年正式投入商业运营,并统一采用TCP/IP协议。
  经过多年发展,原来的IPv4地址协议已经出现明显的局限,最主要的问题就是IP地址已经不能满足需要。IPv4的IP地址大约为40多亿,但因为美国掌握了绝对的控制权,目前IP地址面临枯竭,以IPv6为核心的下一代互联网就提上了日程。
  专家介绍,IP地址的不平衡,从一个例子就可以看出。美国一个大学拥有的IP地址数量就几乎等于全中国的IP地址数量。我们的公众网因IP地址匮乏,被迫大量使用转换地址,严重影响了互联网本身的效益及安全。
  根据专家估计,到2005年全球IPv4地址将彻底分配完。IPv4与IPv6的替换过程将是漫长的,而不会像电话号码升级那么简单。
  IPv6地址具体有多少呢?有人形容说:世界上每一粒沙子都可以分配一个地址。也就是说,在IPv6下,IP地址将可充分满足数字化生活的需要,不再需要地址的转换。更重要的是,它将提供更安全、更为广阔的应用与服务。
  下一代互联网"步入"我国的足迹
  美国1996年启动下一代互联网研究计划NGI,中国最早从1998年开始全力跟踪。中国教育和科研计算机网(CERNET)研究下一代互联网的历程,几乎就是中国下一代互联网研究与建设历程的写照。
  1998年
  4月,CERNET建立我国第一个IPv6试验网,组建了第一个连接国内八大城市的IPv6试验床,获得中国第一批IPv6地址。
  8月,承担国家"863"计划课题"IPv6示范系统"。
  1999年
  5月,CERNET正式接入国际提供IPv6学术性服务的网络6REN。
  11月,国家自然科学基金委员会正式立项,资助"中国高速互联研究试验网络"。
  2000年
  3月,正式与国际下一代互联网签署互联协议。同年,在清华大学建成中国第一个下一代互联网交换中心。
  10月,CERNET首先在中国提供IPv6地址分配服务。
  2001年
  3月,首次实现了与国际下一代互联网络的互联。
  2002年
  1月,国家启动"下一代互联网中日IPv6合作项目"。
  5月,清华大学等单位承担国家"863"重点课题"新一代互联网技术综合实验环境"。
  8月,国家发改委成立"下一代互联网发展战略研究专家委员会",正式启动重大问题软科学研究项目"下一代互联网发展战略研究"。
  10月,《下一代互联网发展战略研究报告》完成。
  2003年
  5月,"中国下一代互联网示范工程实施方案建议"完成。
  8月,国务院批复同意国家发改委、信息产业部、教育部等8部委"关于推动我国下一代互联网发展有关工作的请示",正式启动"中国下一代互联网示范工程CNGI"。
  12月,科技部批准2003年国家重大基础性研究973计划项目"新一代互联网体系结构理论研究"。同月,CERNET采用清华大学等高校研制的IPv6高性能路由器等网络设备建成北京地区IPv6试验网,并开发了一批IPv6典型应用。
  2004年
  3月,我国第一个下一代互联网主干网——CERNET2试验网在京正式开通并提供服务。
  中国教育和科研计算机网
  中国教育和科研计算机网(CERNET)是我国高校公共服务体系的重要组成部分,是我国教育信息化的基础设施,也是国际上最大的国家级学术互联网络。
  中国教育和科研计算机网自1994年底国家计委批准立项建设以来,先后经历了示范工程、主干网升级工程、"211"一期工程、现代远程教育工程等几个大型项目的建设,其主干网带宽和采用的路由技术已在国内居于领先地位,达到国际先进水平。
  截至2003年12月,CERNET主干网络已通达全国36个省会城市和计划单列市,包括一个国家网络中心、10个地区网络中心和28个地区网主节点。接入单位超过1600个,联网主机数超过200万台,用户数量达1200万人。
稿件来源:中国教育和科研计算机网


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