生产管理知识_生产经营培训课件

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 DNAInternet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 Internet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 NSFNET1990 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 IPovereverything 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 SwitchEthernet FastSwitchEthernetGEthernet 10GEthernetWireless CableTV 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 IBMvBNS MCIAbilene 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 SimpleVideo Multimedia Browsing PCMVoice IP PCS E Mail FileTransfer Paging VideoConferencing MPEG1NTSCVideo Telnet VoIP ISDN FrameRelay ATM POS T3 E3 T1 E1 NewModem WirelessWAN OldModem 004 0192 0288 128 1 5 3 155 Mb s MinimumBandwidthforApplicationperUser VirtualReality MedicalImaging 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 AverageUSCostperMonth ADSL Cable Dialup ISDN Source ForresterResearch January1998 最有希望接入技术Ethernet Data Still OvertakingVoice 0 RelativeCapacity Voice Data Source MCI VintCerf InternationaldatatrafficalreadyexceedsinternationalvoicefromAustraliaandScandinavia 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1997 1998 1999 2001 2002 VoiceTraffic Rising overConvergedNetworks 13 0 BillionsofMinutes Month VoiceTrafficonMultiserviceNetworks FractionofTotalVoice Source FrostBusinessWeek April6 1998 RelativeUserPopulation 8 17 39 27 7 2 13 18 23 23 16 7 14 17 12 15 28 14 Internet Still GoingInteractive ToTransactionalPages Red andAudio VideoContent Purple 100 80 60 40 20 0 2000 1998 1996 Source TheYankeeGroup 1996 TraditionalSeparateInfrastructure BenefitsUsesexistingequipment Independence reliability ProblemsDuplicatenetworks Costlyandunwieldy Complexoperations Videoisnotnetworked onlyonpoint to pointlinks Video Voice Data IP ATM SDH SONET Optical IPDeep ConvergentTransportInfrastructure Benefits Unifiednetworkinfrastructure New worldeconomics IPbringsscaleandubiquity CoSviaedge policyrouting LeverageInternetgrowth Applications content services Cost performancecurve Interoperability Challenges Backbone classdevicesonlyemergingnow QoSmainlyprobabilistic stillbecomingindustrialstrength SDH SONETintegration Data Voice Video IP SDH SONET Optical ATM SDH SONET IP Optical IPTransportAlternatives B ISDN IPoverATM IPoverSDH SONET IPoverOptical Long TermWinners IP ATM Optical IP SDH SONET Optical IP Optical Multiplexing Protection andManagementatEveryLayer EliminatingLayersLowersCosts 光纤容量 网络带宽与CPU性能 TrafficGrowth 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 为用户提供网络服务IP 专线 SDH 光波 IP ATM路由器 光波 路由器 光网NGI NGN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 CableModem 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 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Internet2研究计划 依托Abilene加拿大政府的全光Internet计划CA NET3 Researchand Development Commercialization Partnerships Privatization NSFNET Internet2 Abilene vBNS AdvancedUSGovtNetworks ARPAnet gigabit testbeds Active Nets wireless DWDM SprintLink InternetMCI USGovt Networks ANS Interoperable HighPerformance Research Education Networks 21stCentury Networking QualityofService 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 G ANT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 Microsoft IBM SUN支持下一代互联网研究 赞助网络设备和光纤线路Cisco Juniper Nortel Qwest国外下一代互联网发展存在的问题美国互联网产业正从互联网中获利 对发展下一代互联网犹豫不决仍然延用传统互联网的研究模式 不重视可持续发展 国际下一代互联网络研究的新进展 美国NGI和Internet2研究计划非常活跃每年2 3次的会议 进行学术交流注意国际合作伙伴的研究动向Internet的IETF组织正在推动下一代互联网络技术研究及其标准RFC的制定国际互联网络域名和地址管理组织ICANN也在推动下一代互联网络的地址和域名分配工作各国下一代互联网络的研究工作全面展开亚太地区下一代互联网络组织APAN积极活动IPv6的研究工作引起人们的广泛注意开始建立IPv6试验网 开发基于IPv6的网络应用商业化的IPv6的路由器开始问市 下一代互联网的定义和主要特征 目前还没有统一的严格定义 下一代互联网将是一个渐进的发展过程目前已取得共识的主要特征更大 IPv6的地址空间 网络的规模更大 接入网络的终端种类和数量更多 网络应用更广泛更快 100Mbps以上的端到端高性能通信 更安全可信 对象识别 身份认证和访问授权 数据加密和完整性 可信任的网络更及时 组播服务 服务质量 QoS 大规模实时交互应用更方便 基于移动和无线通信的丰富应用更可管理 有序的管理 有效的运营 及时的维护 更有效 有盈利模型 获得重大社会效益和经济效益 Internet2重点研究领域 高级网络基础设施网络中间件网络工程网络高级应用合作伙伴 下一代互联网技术整体研究技术 Internet2网络基础设施 主干网工作速率达2 4千兆比特 秒 OC48光纤线路 GigaPoPs 千兆级交换节点 为连接的地区提供高性能汇聚接入点校园网为终端用户提供100兆 1兆 1000K 速率的接入速率接入速率对比 拨号上网 56K ADSL 512k 宽带 10兆 GigaPoP1 Internet2网络体系结构 GigaPoP2 GigaPoP4 GigaPoP3 NetworkArchitecture Internet2BackboneNetworks DonnaCox RobertPatterson NCSA Internet2的千兆级交换节点GigaPoP 2002年4月有31个 Downloadof TheMatrix DVD ComparisonoftheInternet2LandSpeedRecord Abilene的发展规划 充分发挥波长网络带来的技术机会UCAID Qwest将有五年合作的新计划OC 48cSONET 2 5Gbps to10 GbpsDWDM向纯IPv6过渡提供高性能的网络端到端通信能力提高网络灵活性 支持视频和VOIP增强网络的管理和测试能力 Corevs Upper Network 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 GigaPOP CA net3NationalOpticalNetwork Vancouver Calgary Regina Winnipeg Ottawa Montreal Toronto Halifax St John s Fredericton Charlottetown RAN BCnet WURCnet SRnet MRnet ONet RISQ ACORN OC3 OC3 DS3 OC12 OC48 Chicago STARTAP CA net3 OC12 Teleglobe STARTAPCommonInterconnectforNGI Internet2 InternationalHigh PerformanceNetworks 远程会诊 远程会诊 远程控制医疗器械 先进的气象预报 海洋环境分析 MPLS6PE DedicatedDataLinklayersforNativeIPv6 IPv6TunnelsoverIPv4 Lowcost lowrisktoofferIPv6services Noinfrastructurechange HastoevolvewhenmanyIPv6clientsgetconnected NaturalevolutionwhenconnectingmanyIPv6customers RequireaphysicalinfrastructuretosharebetweenIPv4andIPv6butallowseparateoperations Lowcost lowrisk itrequiresMPLSandMP BGP4 NoneedtoupgradetheCoredevices keepallMPLSfeatures TE IPv4 VPN Benefits Phases IPv6DeploymentPhases Dualstack Requiresamajorupgrade ValidonCampusorAccessnetworksasIPv6hostsmaybelocatedanywhere IPv6 Only Requiresupgradingalldevices ValidwhenIPv6trafficwillbecomepreponderant G ANT Thenetworkandtheproject G ANT Themodel Nationalfunds EUfunds Otherfunds G ANT Theconnectivityat10Gbps G ANTinternationaldimension GTREN IPv6 Majortestbeds NativeIPv6at 34Mbps 155Mbps 2 5GbpsPan Europeancoverage CurrentPlanned 2001 Europe Australia Korea Japan China Thailand Malaysia Singapore Indonesia USA Philippines Vietnam HongKong APANTopology Hawaii 下一代互联网的国家发展战略地位 21世纪初互联网将引发20万亿美元的大市场信息技术的下一波大浪潮将在2004 2005年度出现 并造就2005 2020十五年的黄金时代 互联网将从2000年的1万亿美元成长为一个20万亿美元的大市场 未来社会的竞争是人才的竞争消除数字鸿沟是当务之急 互联网将发挥主要作用未来战争将从 平台中心战 转为 网络中心战 未来的信息产业将面向网络的应用 服务和产品用于网络计算的芯片 计算机 服务器 基于网络的系统软件 中间件 路由器 以及各类应用和服务将是产业发展重点抓住互联网发展的战略转折机会可使我国在下一代互联网发展中处于有利地位 增强综合国力和可持续发展能力 信息技术的下一波大浪潮将在2004 2005年度出现 并造就2005 2020十五年的黄金时代这个大浪潮将极大地改变我们的工作和生活 到2020年 由此产生的互联网将成长为一个20万亿美元产值的大工业 信息市场从2000年的1万亿美元增长20倍 这一波浪潮的本质特征 就是将从万维网 WorldWideWeb 升华为全域网格 GlobalGrid 21世纪初互联网将引发20万亿美元的大市场 福布斯 杂志对市场的预测 2061 计划 美国科学教育改革计划 为了使美国的青少年成为21世纪的主人 在美国科学促进会的组织下制定了科学技术教育普及计划 2061 计划 2061 计划已制定分项计划 如 面向全体美国人的科学 科学素养基准和关于科学素养的资源 职业培训等 利用网络将是主要手段 未来的竞争是人才的竞争消除数字鸿沟是当务之急 本报告的要点是 1 网络中心战的定义 2 与2020联合作战设想的关系 3 空军与网络中心战的关系 4 与C4ISR 以及GIG 的关系 5 实施计划和进度 2002年的 MC02演习 的重点之一是网络中心战 未来的战争将从 平台中心战 转型为 网络中心战 美军的战略分析和军事演习 用于网络计算的芯片 计算机 服务器 基于网络的系统软件 中间件 路由器 以及各类应用和服务将是产业发展重点 未来的信息产业将面向网络的应用 服务和产品 下一代互联网络技术的核心 光传输技术无线通信技术下一代互联网络的体系结构IPv6移动互联网技术高速 超高速路由器技术高性能并行计算机系统大型并行程序设计 Technologies AnatomyofaNetwork IP OpticalMetro CoreArchitecture ServicePoP MetroNetworkConnectsCustomerstoServices CoreNetworkInterconnectsPoPs PhysicalRingsLogicallyHubandSpokeFragmentedMarketRapidChange PhysicalPoint to PointLogicallyPeeredEstablishedMarketChangeEmerging Ring Mesh TraditionalModel OpticalTransportFlatteningTheCore Lowerequipmentcost OpticalInternetworking Loweroperationalcost Simplifiedarchitecture Scalablecapacity IP Optical DWDMtransmissionMeshtopologyEnd to endprovisioning Puttingthenetwork inopticalnetworking WavelengthswitchinggranularityOpenprotocols WirelessTechnologies FixedWireless OpenWirelessArchitectureIntegratedelementofEnd to End LastMile technologies U S MMDS 2 5GHz UNII 5 7GHz MobileWireless Anyone anywhere anytime Bandwidthapproaching2Mbpsby2003IP basedinfrastructure WirelessLAN Anytime AnywhereInternetAccess Internet EnabledDevices OnCampusMobility NetworkingintheHome 11Mbps 22Mbps 6 64Mbps 100Mbps 802 11b 802 11bext 802 11a superset 2 4GHz 5GHz 发达国家学术计算机网络的重要作用 Internet是从大学和科研单位发展起来的目前世界上所有发达国家都有国家级学术网络美国的NSF ANS VBNS Internet2 NGI欧洲的Ten155计划 Ten622计划英国的Janet 德国的DFN 日本文部省的教育网络 新加坡的教育网络香港的HANET 台湾的TANET是培养面向21世纪高素质人才的信息基础实施在国家的支持下 优先使学生得到廉价网络服务是从事各种网络新技术试验的测试床和研究基地实际上是各个国家互连网络及其应用发展的先驱在各个国家电信改革 网络革命中发挥了重要作用 几点基本结论 DWDM技术已使光纤传输速度大大提高16x10G 160 x10G已经开始商业化IP DWDM 高速路由器 互连技术的发展趋势已经开始试验 受路由器限制 目前最高速率为2 5GIP WDM DWDM仍然处于试验阶段 技术变化大各发达国家都在建设采用上述技术的学术网 并且通过STARTAP相互连接先于运行的网络 进行互连技术和应用的试验和示范已经开始进行下一代互连网络技术的竞争我国急需开展下一代互联网络的研究 尽早加入NGI Internet2的研究行列 NextGenerationInternetResearchinChina IPv6Testbedand6BoneIn1998 CERNETIPv6joint6BoneIPv4toIPv6 IPv6NetworkManagementIPv6QoS TunnelBrokerHighPerformanceRouterDevelopmentLikeCISCOGSR 2 5G 10GPOS 100Gbps 100MppsOXC OADMAdvancedNetworkingBackbonetoreachallmajorcitiesGigaPoPConnecttoInternet2Applications 中国下一代互连网络技术研究工作 1998年开始多次与UCAID vBNS Abilene STARTAP以及APAN等Internet2国际组织联系1998年底 向科技部建议开展下一代互连网技术研究 1999年863 300重大联合项目 中国高速信息示范网络 开始实施1999年1月 CERNET和CSTNET与美国网络界学者召开了 中美先进网络高级研讨会CAN 1999 1999年2月 CERNET和CSTNET派代表参加了在日本召开的APAN学术会议 APAN CN工作组 1999年3月 国家自然科学基金会信息学部召开 中国超高速互连网基础研究与关键技术研讨会 1999年底批复立项 开始建设 中国高速互连试验研究网NSFCNET 中国下一代互连网络技术研究工作 2000年3月29日 CERNET与UCAID签署了合作备忘录MoU 以及CERNET与Abilene互连的协议书 2000年5月底 UCAID进一步与CERNET CSTNET和NSFCNET三方签署合