新一代英特网相关技术

1、新一代英特阿协议与技术【光英特网】【量子英特网】【培义网】【全息网】因特啊在美国的发展速度最快，因此美国人最早感受到了第一代网络 设备及技术的种种不方便之处，下一代因特网的设想于是出炉。1996 年10月，美国总统克林硕宣布启动下一代因特网研究廿划，目前， 这一研发工作已经取得明显进展。下一代因特网开发包括三f主要廿 划，即美国政府的下一代因特网研究计则、美国国家科学基金会的趙 髙带宽网络服务和美国170所大学朕合进行的第二代因特网研究计 则。美国18府的下一代因特网廿则，在美国国家科学和枝术委员会的 框架进行协调，高级战略由廿则、信息和通信委员会提出，大规模网 络工作组提出实施故略。根据这一

2、廿則，到2002年，将由连接10个 点的超髙性能试验网进行髙级应用试验。美国国家科学基金会的超髙带宽网络服务始T 1995年4月，当 时连接了 5个超级廿算机中心。到1997年，该基金会已经册有14000 英里tfl OC-12 13路，1999年底建立了 100多个国连接点和20个国 际连接点，今年，该网络的主干速率将升级到0C-48。美国国家科学基金会的网络服务开始后，美国170所大学一致同意在新一代 网上共享网络资源，于是制定出第二代因特网研究廿則。这个廿划將 采用新一代网络技术，但是，它并不是要取代现有的因特网，也不是 为普通用户建立一个新的网络。参与研究的大学需预先支付50牙美元將其

3、WAN升级,每年向中央小组支付25000美元的协调费。目前，美国政府的下一代因特网廿戈IJ、美国国家科学基金会的网 络服务、美国170所大学的第二代因特网廿則三者之间相互联系，国 家科学基金会为第二代因特网廿划提供主干网服务，两者Q参与美国 政府的下一代因特网廿划中关于教育领域的某些项目。实际上，第二 代因特网被认为是完成下一代因特网廿划的第一个目标，即连接100 所一流大学，并开发下一代网络应用。美国1996年启动下一代因特网:1998年4月中国建立国第一个 IPV6试验网；2000年9月在清华大学建成中国第一个下一代因特网 交换中心DRAGONTAP； 2001年3月,首次实现了与国际下一

4、代因特 网INTERNET2的互连;2004年第一个IPV6全国主干网CERNET2试 验网开通。从怵议角度看，下一代因特网是基干IPV6的因特网；U 应用的角度看下一代因特网是互联网；、资漓角度看，下一代因特网 是网格；从容角度看，下一代JT维网是语文JT维网或语义网；从带宽 角度看，下一代因特网是宽带因特网或髙速因特网；从移动角度看， 下一代因特网是宽带移动因特网。下一代因特网将不仅仅是一个的集 合，而是一个应用和信息发布的全球性廿算平台，家庭中的毎一个物 件那将可能分配一个IP地址，一切部可以通过网络来调控，下一代 因特网还是一类社会枫念的因特网，互联的不仅是终端（PC、手机等）, 而且

5、是真实的社会需要。从另一个角度来说，下一代因特网是一个 “无所不在”的网络。图：新一代两络示意图下一代因特网主要有以下特征: 更大。采用IPV6协议，非常大的地址空间。网络观模将更大, 接入网络的终端种类和数量更多，实现人与物、物与物的对话，网络 应用更广泛。 更快。一是速度更快，；二是采用端到端的无障碍传输，节点 更少，效率更髙。 更安全。可进行网络对象识别、身份认证和前问授权，具有 数据加密和完整性，保证对黑客、病毒攻击更有据可査。 更及时。 更方便。人们可以随时、葩地、用任何一种方武高速上网， 任何可能的东西都会成为网络化生活的一部分。 更容易管理。 更有效下一代因特网有以下典型应用。

6、廿算网榕、数掘网榕：大规模科学it算。 大规模点到点的视頻通信。 无线/移动应用：智能交通。 大规模视頻会议、高清晰度电视。 环境监测、地震监测。 远程仪器控制、虛扔实验室。 远程教育、数字图书馆。 远程医疗。当今的新一代网络，主要依靠以下几个方面，也就是主要的当今 几个发展发面：1. 光英特网2. 量子英特网3. 语义网4. 全息网光英特网光因特网也称光IP网或IP OVER DWDMo简而言之，直接在光上运行 的因特网就是光因特网。其基本原理和工作方式是：在发送端，将不同波长的光信号组合 （复用）送人一根光纤中传输；在接收端，Q將组合波长的光信号分 开（解复用），并做进一步的处理，恢复岀原

7、信号后送人不同的终端。 光英特网貝有以下优点：可以适应IP数据业务的不对祢性，不同波长上的数据速率可以不同。 充分利用光纤的带宽资源。 对传输码率、数据格式及调制方式透明。 与规有通信网络兼容，还可以支持未来的宽带业务网及网络升级。 光纤环的两侧那能使用，使路由可菠得全部带宽，也不会有分组 丢失。 不会引起抖动、时延或分组丢失。而其所具有的缺点就是：目 前，还没有实现波长标准化。一般取193.1THZ为参考频率，间隔取lOOGHZo WDM系统的网络管理应与其传输信号的网管分离。导致WDM系统的网络管理还不成熟。工作4纤环WDMWDM传统的SDH保护在光纤切断时低 优先级的业务经 缓存或丢弃分

8、组3 个 STM-16 发2个ST W16收能够动态改变的 非对称收发波长在光纤切断时高优 先级的业务不能超 过带宽的50%光英特网所貝有的这种结构具有：靠WDM波长配置，光因特网业务量工程设廿可以与非对林的因特网业务量相匹配。 可和用光纤环保护光纤上的空闲带宽来吸收突发业务量。 光因特网可以在IP层上实现不同的恢复。 利用工作光纤和保护光纤可以配置直通波长或旁路波长。量子英特网在传竦因特网的基础上，科学家们提出建立了一种新奇的网络,它能 做传输宇宙间最奇特的物质，其传送速度无与伦比，其廿算速度是超 乎寻常的,这种网络叫量子因特网,这种奇特的物质称为“缠结信 息。量子英特网的优势在于，（1 ）

9、存储量大及并行廿算3个量子比特可 以存晞8个状态。300个量子比特可存晞的状态是2的300次方，相当于整个宇宙 中的原子数。（2）性强，已经观察到了光子的“隐形传输” o它可以用来开发通 信。解决量子信息奇特的脆弱性的测量rOo解决量子的消相干 间题是取得突破的关建。经典信息论是o和1组成的序列，通过改变 导线上的电压可以实现这种序列编码。量子粒子（如光子）在同一时 间有两种或多种存在状态。缠结将会给未来的网络通信带来巨大舸 变化。量子隐形传送，目前发现量子因特网至少可将信道容量提髙一 倍。研究人员开始研究粧子3重缠结和4重缠，最近，研究人员对 量子缠结状态的脆弱性间题提出了完善的解决方案，其

10、解决方案是利 用执行量子廿算的软件保护量子信息，使量子信息不会产生缙娱。 1997年奥地利的因斯布鲁克大学的研究人员提出了第一个量子因特 网廿划，2000年3月美国仰省理工学院和马萨诸塞州林肯空军研究 室的研究人员提出了更加接近实现量子因特网的设想。麻省理工学院 发布了建立量子因特网的详细廿则，提出了许多基于有序量子点，纳 米结构或量子原胞机来实现量子网络或量子逻辑门的方案。语义网“语义”原意是指词培的意义，所谓“语义网”，通俗地说,是按照 能表达网页容的“词语”起来的全球信息网，或者说是用机器很容易 理解和处理的方式起来的全球数据库。TIMBERNERS-LEE认为，“语 义网并非一个完全不

11、同的JT维网，而是现在牙维网的一个延伸，是將 现行JT维网上的信息)111以明确的语义定义，更利于人机之间的合 作。”简单地说，语义网是第三代WEB,是一种能理解人类语言，根据 语义进行圳断的智能网络，它提供诸如信息代理、搜索代理、信息过 滤、信息共享、再利用等智能服务。在语义网上连接的每一部计算机不但能够理解词语和筒念，而冃还能 够理解它们之间的逻辑关系，可以做人所从事的工作，总之，语义网 是一种更丰富多彩、更个性化的网络。它可以帮助你滤掉你不喜欢的容，使WEB页面文件本身更加数 据化，使搜索软件4 WEB页面之间的沟通更有效，从而使网络更像 是你自己的网络。牙维网联盟(W3C, WORLD

12、 WIDE WEB CONSORTIUM ) 是培艾网主要的推动者和标准制定者,HP、IBM等开发出了 JENA、 KAON、RACER、PELLET. PROTEGE等一系列语义网技术开发应用平 台、基于语义网技术的信息集成以汝査询、推理和本休编辑系貌。在2002年，语文网技术就被国家“863廿划”列为重点支持项 目，清华大学的语文网ffi an tt挖掘系貌SWARMS、交通大学的本体 工程开发平台0 RIENT都代表了国培义网的研发水平。语义网的研究 容越来越广泛而深人，大致可分为以下3个层次。第二层次是关于语 义网及其关建技术对相关学科或研究领域的影响与启示。第三个层次 呱是针对语义网

13、及其关键技术所做的具体试验与应用。语义网的体系 结构共分七层，第一层，编码定位层。数据格式采用UNICODE,为语义网提供了统一的字符编码榕式， 统一资湄定位符(URI, UNIFORM RESOURCE IDENTIFIER )用于标识、 定位网络上的资温。第二层，XML结构层。用户可以在XML中皿建 自己的标签、对网页进行注释，脚本(或程序)可以利用这些标签来 获得信息。第三层，资温描述层。资瀰描述框架(RDF, RESOURCE DESCRIPTION FRAMEWORK )是一种描述JJ维网上的信息资源的一种 语言。RDF解决的是则何采用XML标准语法无二义性地描述资温对 象的间题，使

14、得所描述的资源的元数据信息成为机器可理解的信息。 第四层，本体层。该层是在RDF ( S )基础上定义的I5UK其关系的 抽象描述。第五至七层，逻辑层、证明层和信任层。逻辑层负责提供 公理和推理规呱，通11证明层交换1US字签名，建立一定的信任关 系，从而证明语义网输出的可靠性及其是否符合用户的要求。语义网 的实规需要三大关鍵技术的支持：XML、资描述框架(RDF )和 ONTOLOGYoXML是一种类似于HTML的语言。它用来描述和显示数据的标记， 能使数据通过网络无障碍地进传输，并显示在用户的測览器上。XML也是自解释(SELF DESCRIBING )的培言,用来将数据保存到文 件或数据

15、库中。它Q是元标记语言，即定义了用于定义其他与特定领 域有关的、语义的、结构It, XML定义了一套元句法，如果一个应用 程序可以理解这一元句法，朋么它也就自动地能晞理解所有的由此元 语言建立起来的语言有了 XML用户可以皿建自己需要的标记XML可 以it信息提供者根据需要，自行定义标记及属性名，对网页或页面的 部分文字进行注释，使XML文件的结构可以复杂到任意程度。 全息网全息是因特网的终极社会目标。全息意味着信息节点之间最高效率、 最广围、最深水平的联系。全息社会是以超讎组织f人、生产、信息 和知识、价值的发展中的社会形态。信息节点以超琏进行自组织。节 点通HiSfil实现的自组纵达到3个

16、目的：信息运动加强；人类社会运 动加强;人类与信息的相互作用加强。全息搜索面向人与人之间、容 与容之间和人与容之间的关系进行捜索和分析。其中对于人的捜索不 仅仅包括人的个人信息，还包括一丫人的文化、学识、涌养、个性、 行为、活动廿划、发展方向、希望和梦想等很多方面。全息网是指以全息捜索为基础的因特网，其构成由“人”、“容”、 “全息关系”、“行为”和“目的、任务、状态”五大部分组成，以 全息思维投廿、完善和改造因特网，貝休任务包括分布式的分散安全 结构、个人功能的强化、变体运用逻辑之同的全息融合、信息知识资 温和人的价值之间的自由转换、观念意识与物质成就之间的互补融 合、产供餉的电子一体化、现

17、代组奴的全息化姻变、电子化社会教育 革命、社会性协调控制机制等。两者部试图对现有因特网进行提升， 两者都试图建立起一种全新的基于新一代因特网的。两者那致 力于网络与现实更紧密的结合。两者部不it算机智能和因特 网智能舸必然出规。两者那试图以全网的公共法捜索功能来与统 而集中的商业捜索抗衡。两者那是对于人类现有知识的空前的 历史性重构和挖掘两者那具有面向逻辑关系研究舸理论基础和开 发传貌两者那具有人类协同的社会属性。更多个人化的对象体 系。语义网专注于宏观的因特网坏境的改造和技术端的改造，忽视 了对于个人与社会、人性与技术的联系以及个人端的改造。 全息 网专注于整体的全息因特网环境的建设务方向全方位的组纵实施 方式。网络和现实兼顾的目标知识解决机制的前景社会价 值，全息网思维起点从一开始就是社会性和人类性的。全息网舸主要 表现形式，首先，全息是具有人性、智商、对话的窗口、路径和环境, 形成的虚拥人格，其次，全息人口由两部分构成，一是登录；二是非 个性化的普遍信息，第三，全息的简单界面是以背后的强大后台为后 盾的。第呱，全息将的决定权和选择权旧还用户。第五，全息必须充 当用户的咨询师、顾冋、朋友、引路人、心灵伙伴等角色，第穴，全 息可以根掘用户f性设计出整合的备选方案，第七，全息背后的全 息既包括容