论下一代网络与下一代Internet及其体系结构

下一代网络技术发展趋势浅析作者：杨明来源：《硅谷》2011年第16期摘要：固网智能化、IP化，移动网络带宽的提高、业务多样化极大改变以前各个网络功能单一的局面。

电信网、Internet网、有线电视甚至是移动网络，彼此之间业务的渗透越来越多，关于下一代网络和三网融合的观念逐渐越来越多得被人们提出和接受。

以NGN为核心，介绍下一代网络的概念，及相关技术的发展趋势。

关键词： NGN；IPv6；软交换；IMS中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0820025－011 下一代网络概念NGN（Next Generation Network）即下一代通信网络。

它是以软交换为核心的，能够提供包括语音、数据、视频和多媒体业务的基于分组技术的综合开放的网络架构，代表了通信网络发展的方向。

NGN具有分组传送、控制功能从承载、呼叫/会话、应用/业务中分离、业务提供与网络分离、提供开放接口、利用各基本的业务组成模块、提供广泛的业务和应用、端到端QoS和透明的传输能力通过开放的接口规范与传统网络实现互通、通用移动性、允许用户自由地接入不同业务提供商、支持多样标志体系，融合固定与移动业务等等特征。

2 下一代网络的优势特征更大：IPV6地址空间，接入网络的终端种类和数量更多，网络应用更为广泛，路由性能改善；更快：100M以上的端到端的高性能通讯；更安全可信：可进行网络对象识别、身份认证和访问授权，具有数据加密和完整性，实现一个可信任的网络；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。

3 下一代网络的技术体系结构3.1 IPv6技术现有的互联网是在IPv4协议的基础上运行。

IPv6是下一版本的互联网协议，也可以说是下一代互联网的协议，它的提出最初是因为随着互联网的迅速发展，IPv4定义的有限地址空间将被耗尽，地址空间的不足必将妨碍互联网的进一步发展。

●【业界新技术】下一代网络（NGN）标准简介（2003-07-17 通信世界）一、概念与定义NGN是Next Generation Network的缩写，字面意思是下一代网络。

当前所谓的下一代网络是一个很松散的概念。

因为不同的领域对下一代网络有不同的看法，所以尚没有公认的明确的定义。

此外，所谓下一代网络应当是在“这一代”网络基础上有突破性或者革命性进步才能称为“下一代”网络。

在计算机网络看来，这一代网络是以IPv4为基础的互联网，下一代网络是以高带宽以及IPv6为基础的NGI（下一代互联网）。

在传输网络看来，这一代网络是以TDM为基础，SDH以及WDM为代表的传输网络，下一代网络是ASON（自动交换光网络）以及GFP（通用帧协议）为基础。

在移动通信网络看来，这一代网络是以GSM为代表的网络，下一代网络是3G（第三代移动通信），以WCDMA以及CDMA2000为代表。

在电话网看来，这一代网络是以TDM时隙交换为基础的程控交换机组成的电话网络，下一代网络是指以分组交换和软交换为基础的电话网络。

在电信网络层以下所采用的核心技术来看，这一代网络是以TDM电路交换为基础的网络，下一代网络在网络层以下将以分组交换为基础构建。

总体来说，我们认为广义上的下一代网络是指以软交换为代表能够为公众大规模灵活提供视讯话音数据等多种通信业务，以分组交换为业务统一承载平台，传输层适应数据业务特征及带宽需求，与通信运营商相关，可运营、维护、管理的通信网络。

二、NGN分层由于通信网络庞大而复杂，网络通常分层描述。

如图1所示NGN可以分成业务层、业务承载层以及传输层。

*其中传输层主要提供点到点专线连接。

可以采用ASON等技术。

*业务承载层采用分组形式，提供寻址、复用以及路由交换功能。

*业务层基于业务承载层提供的分组服务，为用户提供实际的服务例如电话、视频会议、流媒体点播等，主要采用软交换方式提供。

三、NGN特征NGN主要特点是能够为公众大规模灵活提供以视讯业务为代表，包含话音业务互联网业务等。

下一代Internet面临的安全问题随着计算机网络和Internet的出现与发展，信息技术已成为20世纪科技领域的新宠儿。

今天，Internet已成为最大规模的全球性计算机网络，对人类的社会和经济活动产生的影响日益显著。

然而，同其他学科一样，信息技术的发展也不是一帆风顺的。

因冷战的需要而诞生于60年代的计算机网络理论和技术在经历了30年的发展之后，已变得越来越不能适应今天和未来网络应用发展的需要。

受传统网络理论的局限，今天的Internet在服务质量、数据处理与传输速度等诸多方面都不能满足新的应用要求，安全问题尤为突出：网络的抗入侵和抗毁能力很低，缺乏全局协调的安全基础设施，不能满足诸如国家安全、经济竞争等重要任务的要求------因此，发展新的网络理论体系、解决网络的安全问题已经成为当务之急。

1997年5月，在美国计算机研究学会上，一批来自学术界、企业界和政府部门的著名专家就下一代Internet (NGI)所面临的挑战作了讨论。

会议认为，由于网络规模的不断膨胀、可用的计算资源更多、新技术的引入和应用更新加快，因而可能会产生更多的安全问题。

所以，在设法解决当前网络的安全问题的同时，还要考虑NGI可能面临的新的安全需求。

应重点考虑的安全问题包括计算机病毒、非法访问和攻击、服务失效攻击（如使得WEB 服务器不能正常工作，从而影响电子商务的进行）和由配置错误所引起的故障（如Internet 的大面积瘫痪）。

具体地说，在网络安全方面的研究内容包括：基础设施的坚定性NGI将沿用传统的路由协议，因此目前正在加紧研究BGP 和OSPF的安全性问题，重点是路由信息的完整性和鉴别，以及对BGP的授权，以便使安全故障的影响面尽可能小。

现在需要的是用这些技术对现有的网络设备（路由器）进行改造并逐渐向未来的网络设备过渡。

基础设施的另一些安全问题尚未提到议事日程，其中包括对利用网络控制算法和阻塞控制算法的自愈性进行攻击的防御方法（目前的算法不能分辨故障报告的真实性）；以及多址和QOS的授权机制等。

下一代通信网络技术1、世界范围内电信业的发展期待振兴目前，全世界电话用户大约22亿多，固定电话和移动电话各占一半，移动电话略多；因特网用户数（包括无线互联网用户数）5亿；预计，电话用户数发展速度：移动通信用户即将超过固定电话用户；预计互联网用户数在4－5年时间后，将超过固定电话用户数；历来，网络的发展对于运营商影响极大，因为运营商几乎所有的业务都是依靠网络进行的。

这些影响是：原有网络能否满足用户的需要，是运营商能否取得稳定收入的决定性因素；新的网络的诞生，将从老的网络中抢走大量用户，使得运营商的利润大量转移。

例如移动网络的诞生和发展，使得固话用户流失，收入下降。

小灵通对于移动通信也有极大的影响，在老的网络上开展新的业务或者增值业务，将使得运营商增加大量的业务和利润。

网络业务发展停滞，运营商就将“下课”。

2、最近的两个动向：（1）美国宽带发展提速：2002年，美国宽带用户增加了640万户，达到1740万户.其中仅Comcast 公司cable modem 用户就增加了120万户；预测至2005年，宽带用户将超过窄带用户，至2007年，宽带用户将达到4900万户。

图1 ：图1 美国宽带发展提速（2）光纤到户（FTTH ）启动，美、日走向实用目前的最新进展，表明，网络的干线在向全光网络发展，接入网则向光纤到家庭（FTTH ）发展。

图2 ：美国宽带用户增长率预测2002年新增电缆用户数图2 FTTH-EPON实验网光器件价格不断下降，使FTTH如约到来：据介绍，今年以来，FTTH用的激光器和收发器价格，VCSEL(850nm) 3-5US$/只，收发器（850nm）40US$/只，用户对于FTTH的承受能力：估记在300US$，（据了解，目前中国电信ADSL的建设费用约180US$。

）根据资料介绍，美国和日本的FTTH最近有较大的发展：*美国加快光纤到户的部署据FTTH协会估计，美国已经有20个州的70个社区，72000个用户铺设了光纤到户的网络，可以为用户提供话音、视频和互联网服务；预计到2004年传统运营商将开始全面铺设和提供FTTH服务。

下一代互联网体系结构研究现状和发展趋势作者：吴建平李星刘莹来源：《中兴通讯技术》2011年第02期互联网已成为支撑现代社会发展及技术进步的重要的基础设施之一。

深刻地改变着人们的生产、生活和学习方式，成为支撑现代社会经济发展、社会进步和科技创新的最重要的基础设施。

互联网及其应用水平已经成为衡量一个国家基本国力和经济竞争力的重要标志之一。

随着超高速光通信、无线移动通信、高性能低成本计算和软件等技术的迅速发展，以及互联网创新应用的不断涌现，人们对互联网的规模、功能和性能等方面的需求越来越高。

三十多年前发明的以IPv4协议为核心技术的互联网面临着越来越严重的技术挑战，主要包括：网络地址不足，难以更大规模扩展；网络安全漏洞多，可信度不高；网络服务质量控制能力弱，不能保障高质量的网络服务；网络带宽和性能不能满足用户的需求；传统无线移动通信与互联网属于不同技术体制，难以实现高效的移动互联网等等。

为了应对这些技术挑战，美国等发达国家从20世纪90年代中期就先后开始下一代互联网研究。

中国科技人员于20世纪90年代后期开始下一代互联网研究。

目前，虽然基于IPv6协议的新一代互联网络的轮廓已经逐渐清晰，许多厂商已开始提供成熟的IPv6互联设备，大规模IPv6网络也正在建设并在迅速发展。

但是互联网络面临的基础理论问题并不会随着IPv6网络的应用而自然得到解决，相反，随着信息社会和正在逐渐形成的全球化知识经济形态对互联网络不断提出新的要求，更需要人们对现有的互联网络体系结构的基础理论进行新的思考和研究。

近年来国际上已经形成了两种发展下一代互联网的技术路线：一种是“演进性”路线，即在现有IPv4协议的互联网上不断“改良”和“完善”网络，最终平滑过渡到IPv6的互联网；另一种是“革命性”路线，以美国FIND／GENI项目为代表，即重新设计全新的互联网体系结构，满足未来互联网的发展需要。

本文首先介绍国际下一代互联网体系结构的研究现状，涉及美国和欧洲的GENIE、FIND、FIRE以及FIA等计划。

下一代互联网架构及关键技术研究与实现随着科技的发展和人们对互联网的需求不断增长，现有的互联网架构已经逐渐显露出一些瓶颈和局限性。

为了适应未来互联网的发展方向，下一代互联网架构的研究和实现成为了重要研究领域之一。

本文将介绍下一代互联网架构及其关键技术的研究与实现。

下一代互联网架构是指在当前互联网基础架构的基础上进行创新和改进的新一代互联网架构，其目标是提升互联网的性能、安全性、可扩展性和灵活性。

下一代互联网架构的研究和实现涉及到多个关键技术领域，包括网络体系结构、传输协议、路由技术、安全机制、资源管理等。

在网络体系结构方面，当前的互联网主要采用了分布式的点对点结构。

而下一代互联网架构则需要更加灵活和可扩展的网络结构来应对日益增长的用户数量和数据流量。

其中，软件定义网络（SDN）是一种被广泛研究的网络体系结构，它将网络控制平面和数据转发平面分离，提供了灵活的网络控制和管理方式，能够更好地适应网络的动态性和可扩展性。

在传输协议方面，下一代互联网架构需要支持更高的带宽和更低的延迟。

当前主流的传输协议如TCP/IP在某些情况下存在性能瓶颈。

因此，研究人员提出了一系列新的传输协议，例如QUIC（Quick UDP Internet Connections）、MultipathTCP等。

这些新的传输协议通过优化数据传输的方式，提升了网络的性能和效率。

在路由技术方面，下一代互联网架构需要更加高效和灵活的路由算法。

当前的路由算法主要是基于距离矢量或链路状态的，存在路由计算复杂和网络收敛慢的问题。

因此，研究人员提出了一些新的路由算法，如源路由、链路状态和距离矢量相结合的路由算法等。

这些新的路由算法能够更好地适应网络的动态变化，提高路由的效率和可靠性。

在安全机制方面，下一代互联网架构需要更加强大的安全机制来应对网络安全威胁。

当前互联网面临着各种各样的安全威胁，如黑客攻击、数据泄露等。

为了增强网络的安全性，研究人员提出了一系列新的安全机制，如网络流量分析、入侵检测系统、身份验证和加密等。