第12章网络新技术《计算机网络技术及应用》.ppt

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1、第第 12 章章 网络网络新技术新技术 计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用学习任务学习任务计算机网络的最新发展计算机网络的最新发展 下一代计算机网络的发展前景下一代计算机网络的发展前景 下一代计算机网络应用领域下一代计算机网络应用领域 Click to add title in here 123本章主要涉及：本章主要涉及：第第12章章 下一代网络新技术下一代网络新技术 当前使用广泛、最有发展前景的二十余种网络新当前使用广泛、最有发展前景的二十余种网络新技术，包括：新一代因特网、技术，包括：新一代因特网、IPv6、宽带移动因、宽带移动因特网、宽带接入新技术、特网、宽带接入新技术、10吉比特

2、以太网、宽带吉比特以太网、宽带智能网、网格计算、网络存储、无线自组织网络、智能网、网格计算、网络存储、无线自组织网络、无线无线Mesh网络、无线传感器网络、家庭网络、网络、无线传感器网络、家庭网络、智能代理、移动代理、全光网络、智能光网络、智能代理、移动代理、全光网络、智能光网络、自动交换光网络、主动网络、下一代网络和软交自动交换光网络、主动网络、下一代网络和软交换等。换等。12.1.1 12.1.1 下一代网络概述下一代网络概述 1. 1. 概述概述 NGN 是是“下一代网络下一代网络(Next Generation Network)”或或“新一代网络新一代网络(New Generation

3、 Network)”的缩写。的缩写。 NGN是以软交换为核心，能够提供话音、视频、是以软交换为核心，能够提供话音、视频、数据等多媒体综合业务，采用开放、标准体系结数据等多媒体综合业务，采用开放、标准体系结构，能够提供丰富业务的下一代网络。构，能够提供丰富业务的下一代网络。12.1.1 12.1.1 下一代网络概述下一代网络概述 下一代网络仍然是基于分组的网络，能够提下一代网络仍然是基于分组的网络，能够提供电信业务；供电信业务； 它利用多种宽带能力和它利用多种宽带能力和QoS保证的传送技术；保证的传送技术；但其业务相关功能与其传送技术相独立。但其业务相关功能与其传送技术相独立。 NGN使用户可以

4、自由接入到不同的业务提供使用户可以自由接入到不同的业务提供商；商；NGN支持通用移动性。支持通用移动性。 它是电信史一块里程碑，标志着新一代电信网它是电信史一块里程碑，标志着新一代电信网络时代的到来。络时代的到来。 12.1.1 12.1.1 下一代网络概述下一代网络概述2. 2. 意义意义 NGN是可以同时提供话音、数据、多媒体等多种是可以同时提供话音、数据、多媒体等多种业务的综合性的、全开放的宽频网络平台体系，业务的综合性的、全开放的宽频网络平台体系，至少可实现千兆光纤到户。至少可实现千兆光纤到户。 NGN能在目前的网络基础上提供包括话音、数据、能在目前的网络基础上提供包括话音、数据、多媒

5、体等多种服务，还能把现在用于长途电话的多媒体等多种服务，还能把现在用于长途电话的低资费低资费IP电话引入本地市话，有望大大降低本地电话引入本地市话，有望大大降低本地通话费的成本和价格。通话费的成本和价格。 12.1.1 12.1.1 下一代网络概述下一代网络概述3. 3. 发展角度发展角度 准确地说准确地说NGN并不是一场技术革命，而是一种网并不是一场技术革命，而是一种网络体系的革命。络体系的革命。 它继承了现有电信技术的优势，以软交换为控制它继承了现有电信技术的优势，以软交换为控制核心、以分组交换网络为传输平台、结合多种接核心、以分组交换网络为传输平台、结合多种接入方式（包括固定网、移动网等

6、）的网络体系。入方式（包括固定网、移动网等）的网络体系。 NGN与现有技术相比具有明显的优势。与现有技术相比具有明显的优势。 12.1.1 12.1.1 下一代网络概述下一代网络概述4. 4. 网络功能网络功能 从网络功能层次上看：从网络功能层次上看： NGN在垂直方向从上往下依次包括业务层、控制在垂直方向从上往下依次包括业务层、控制层、媒体传输层和接入层，层、媒体传输层和接入层， 在水平方向应覆盖核心网和接入网乃至用户驻地在水平方向应覆盖核心网和接入网乃至用户驻地网。网。12.1.2 下一代网络关键技术下一代网络关键技术 NGN的支撑技术分别是：的支撑技术分别是：（1）IPv6 IPv6相对

7、于相对于IPv4的主要优势是：扩大了地址空的主要优势是：扩大了地址空间、提高了网络的整体吞吐量、服务质量得到很间、提高了网络的整体吞吐量、服务质量得到很大改善、安全性有了更好的保证、支持即插即用大改善、安全性有了更好的保证、支持即插即用和移动性、更好地实现了多播功能。和移动性、更好地实现了多播功能。 12.1.2 下一代网络关键技术下一代网络关键技术 （2）光纤高速传输技术）光纤高速传输技术 NGN需要更高的速率、更大的容量。光纤高需要更高的速率、更大的容量。光纤高速传输技术现正沿着扩大单一波长传输容量、超速传输技术现正沿着扩大单一波长传输容量、超长距离传输和密集波分复用长距离传输和密集波分复

8、用(DWDM)系统三个方系统三个方向在发展。向在发展。 单一光纤的传输容量自单一光纤的传输容量自1980至至2000年这年这 20年年里增加了大约里增加了大约1万倍。将再增加万倍。将再增加16倍，达到倍，达到6.4Tb/s。 超长距离实现了超长距离实现了1.28T无再生传送无再生传送8000Km。12.1.2 下一代网络关键技术下一代网络关键技术 （3）光交换与智能光网）光交换与智能光网 光有高速传输是不够的，光有高速传输是不够的，NGN需要更加灵活、需要更加灵活、更加有效的光传送网。更加有效的光传送网。 组网技术现正从具有分插复用和交叉连接功能的组网技术现正从具有分插复用和交叉连接功能的光联

9、网向利用光交换机构成的智能光网发展，从光联网向利用光交换机构成的智能光网发展，从环形网向网状网发展，从光环形网向网状网发展，从光-电电-光交换向全光交光交换向全光交换发展。换发展。 12.1.2 下一代网络关键技术下一代网络关键技术 （4）宽带接入）宽带接入 NGN必须要有宽带接入技术的支持。主要有必须要有宽带接入技术的支持。主要有以下四种技术以下四种技术: (1) 基于高速数字用户线基于高速数字用户线(VDSL)； (2) 基于以太网的无源光网基于以太网的无源光网(EPON)的光纤到家的光纤到家(FTTH)； (3) 自由空间光系统自由空间光系统(FSO)； (4) 无线局域网无线局域网(W

10、LAN)。12.1.2 下一代网络关键技术下一代网络关键技术 （5）城域网）城域网 城域网也是城域网也是NGN中不可忽视的一部分。城域网中不可忽视的一部分。城域网的解决方案十分活跃的解决方案十分活跃: 有基于有基于SONET/SDH/SDH的、基于的、基于ATM的、的、 也有基于以太网或也有基于以太网或WDM的，的， 以及以及MPLS和和RPR(弹性分组环技术弹性分组环技术)等。等。12.1.2 下一代网络关键技术下一代网络关键技术 （6）弹性分组环）弹性分组环 弹性分组环是面向数据弹性分组环是面向数据(特别是以太网特别是以太网)的一种的一种光环新技术，它利用了大部分数据业务的实时性光环新技术

11、，它利用了大部分数据业务的实时性不如话音那样强的事实，使用双环工作的方式。不如话音那样强的事实，使用双环工作的方式。 能比能比 SONET/SDH更有效地分配带宽和处理数更有效地分配带宽和处理数据，从而降低运营商及其企业客户的成本。使运据，从而降低运营商及其企业客户的成本。使运营商在城域网内通过以太网运行电信级的业务成营商在城域网内通过以太网运行电信级的业务成为可能。为可能。12.1.2 下一代网络关键技术下一代网络关键技术（7）城域光网）城域光网 城域光网是代表发展方向的城域网技术，其城域光网是代表发展方向的城域网技术，其目的是把光网在成本与网络效率方面的好处带给目的是把光网在成本与网络效率

12、方面的好处带给最终用户。最终用户。 城域光网是一个扩展性非常好并能适应未来的城域光网是一个扩展性非常好并能适应未来的透明、灵活、可靠的多业务平台，能提供多协议透明、灵活、可靠的多业务平台，能提供多协议支持，同时具备高效的配置能力、生存能力和综支持，同时具备高效的配置能力、生存能力和综合网络管理的能力。合网络管理的能力。12.1.2 下一代网络关键技术下一代网络关键技术（8）软交换）软交换 为了把控制功能为了把控制功能(包括服务控制功能和网络资包括服务控制功能和网络资源控制功能源控制功能)与传送功能完全分开，与传送功能完全分开，NGN需要使用需要使用软交换技术。软交换技术。 软交换的概念基于新的

13、网络分层模型软交换的概念基于新的网络分层模型(接入与传接入与传送层、媒体层、控制层与网络服务层四层送层、媒体层、控制层与网络服务层四层)概念，概念，实现业务融合和业务转移。实现业务融合和业务转移。 非常适用于不同网络并存互通的需要。非常适用于不同网络并存互通的需要。12.1.2 下一代网络关键技术下一代网络关键技术（9）3G和后和后3G移动通信系统移动通信系统 制定制定3G标准的标准的3GPP组织已经决定以组织已经决定以IPv6为为基础构筑下一代移动网。基础构筑下一代移动网。 包括包括4G在内的后在内的后3G系统将定位于宽带多媒体业系统将定位于宽带多媒体业务，使用更高的频带，是一个包括卫星通信

14、在内务，使用更高的频带，是一个包括卫星通信在内的端到端的端到端IP系统，与其他技术共享一个系统，与其他技术共享一个IP核心网。核心网。它们都是支持它们都是支持NGN的基础设施。的基础设施。12.1.2 下一代网络关键技术下一代网络关键技术（10）IP终端终端 随着网络应用的普及，必须要开发相应的随着网络应用的普及，必须要开发相应的IP终终端来与之适配。端来与之适配。 许多公司现正在从固定电话机开始开发基于许多公司现正在从固定电话机开始开发基于IP的用户设备，包括汽车的仪表板、建筑物的空调的用户设备，包括汽车的仪表板、建筑物的空调系统以及家用电器。系统以及家用电器。 所有这些设备都将挂在网上，可

15、以通过家庭所有这些设备都将挂在网上，可以通过家庭LAN或个人网或个人网(PAN)接入或从远端接入或从远端PC机接入。机接入。12.1.2 下一代网络关键技术下一代网络关键技术（11）网络安全技术）网络安全技术 采取更多的措施来加强网络的安全；采取更多的措施来加强网络的安全； 迅速采用强安全性的网络协议迅速采用强安全性的网络协议(特别是特别是IPv6)； 对关键的网元、网站、数据中心设置真正的冗余、对关键的网元、网站、数据中心设置真正的冗余、分集和保护；分集和保护； 实时全面地观察了解整个网络的情况，对传送的实时全面地观察了解整个网络的情况，对传送的信息内容负有责任，不盲目传递病毒或攻击；信息内

16、容负有责任，不盲目传递病毒或攻击； 12.2 新一代互联网标准新一代互联网标准IPv6 IPv6是是Internet Protocol Version 6的缩写，其的缩写，其中中Internet Protocol译为译为“互联网协议互联网协议”。 IPv6是是IETF（互联网工程任务组，（互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force）设计的用于替代现行）设计的用于替代现行版本版本IP协议（协议（IPv4）的下一代）的下一代IP协议。协议。 目前目前IP协议的版本号是协议的版本号是4（简称为（简称为IPv4），它的下），它的下一个版本就是一个版本就是IPv6。 12.2 新一代互联网标准新一代互联网标准IPv61.1.简介简介 目前我们使用的第二代互联网目前我们使用的第二代互联网IPv4技术的最大问技术的最大问题是网络地址资源有限，从理论上讲，编址题是网络地址资源有限，从理论上讲，编址1600万个网络、万个网络、40亿台主机。亿台主机。 但采用但采用A、B、C三类编址方式后，可用的网络地三类编址方式后，可用的网络地址和主机地址的数目大打折扣，以至目前的