下一代互联网的现状与发展

中国下一代互联网的现状与发展

——信管1101班：汤炜

前言：20世纪90年代中期，鉴于互联网的引擎作用，美国政府从国家层面重视下一代互联网的研究。1996年，美国国家科学基金会设立了下一代互联网（next generation internet，NGI）研究计划。同时，美国34所学校发起了下一代互联网Internet2的项目。随后，欧洲、日本等也迅速推出了自己的下一代互联网计划。

目前，世界上著名的下一代互联网计划（组织）及其试验网主要包括：美国的Internet2计划的主干网Abilene、第二代欧盟学术网的主干网GEANT2、亚太地区先进网络APAN及其主干网、跨欧亚高速网络TEIN2及其主干网、中国的CNGI及其主干网、日本的第二代学术网SUPERSINET和加拿大新一代学术网CA*net4等。

一、下一代互联网的出现背景：

我们过去用的Internet协议，也就是通常说的IPv4，采用32位地址长度，其地址空间大约有43亿个，全世界每个人分一个地址都不够，同时还有组播地址、试验地址等不能用。随着用户数增加将不能够再申请到可以全球路由的IPv4地址。在中国，互联网用户数超5.5亿，虽然只占人口总数的34%，但是目前正在大力推行的物联网、云计算、3G多媒体通信和三网融合等都将大量地使用IP地址。因此，IPv4地址耗尽的问题对中国的互联网来说，更是严峻的挑战。

随着互联网规模的不断扩大，路由表容量增长非常迅速，目前互联网的路由表条目已达30万条，庞大的路由表对路由系统造成了巨大负担。目前的互联网还存在严重的安全问题，虽然现在已经出台了许多有关安全性方面的解决方案，但由于TCP/IP协议本身存在安全漏洞，因此这些方案大都治标不治本。

IPv6采用128位地址长度，几乎可以不受限制地提供地址，可以形象地说，地球上每一粒沙子都能获得一个IPv6地址。在IPv6的设计过程中除了一劳永逸地解决了地址短缺问题以外，还考虑了在lPv4中解决不好的其它问题。IPv6的主要优势体现在以下几方面：扩大地址空间，提高网络的整体吞吐量，改善服务质量（QoS），安全性有更好的保证，支持即插即用，能更好地实现多播功能。

互联网即将进入IPv4和IPv6共存的阶段，而IPv6的部署规模将更大。虽然IPv6并不等同于下一代互联网，但下一代互联网必然选择IPv6。国际互联网普遍认同的是，互联网的核心问题是目前的IP地址、前缀、路由的增长态势在很长一段时期内不会改变，而且用IPv6取代IPv4是维持当前增长趋势，或者创造一种全新的可持续增长方式的惟一途径。

二、中国下一代互联网的发展历程

中国从1996年起就开始跟踪和探索下一代互联网的发展；1998年，CERNET（中国教育和科研计算机网）采用隧道技术组建了我国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；1999年，与国际上的下一代互联网实现连接；2001年，以CERNET为主承担建设了中国第一个下一代互联网北京地区试验网NSFCNET；2001年3月，首次实现了与国际下一代互联网络Internet2的互联。不难看出，中国在短短几年的时间里，拉近了与美国、欧洲等西方发达国家和地区在互联网研究与建设方面的距离。中国在短期内启动了多项下一代互联网（NGI）的试验，其中影响最大的是中国下一代互联网示范工程（CNGI）。

中国下一代互联网示范工程（CNGI）是实施中国下一代互联网发展战略的起步工程，由国家发展和改革委员会、科技部、原信息产业部、国务院信息化工作办公室、教育部、中国科学院、中国工程院、国家自然基金会8部委联合领导。2003年12月，国家发改委批复了中国下一代互联网示范工程（CNGI）示范网络核心网建设项目可行性研究报告。该项目的主要目的是搭建下一代互联网的试验平台，IPv6是其中要采用的一项重要技术。中国下一代互联网主干网布局如图1所示。

根据CNGI核心网建设项目要求，在北京建成的CNGI示范网络的国内/国际互联中心CNGI-6IX，实现了6个CNGI主干网之间的互联，并实现了与北美、欧洲和亚太地区

下一代互联网的高速互联。在2008年北京奥运会期间，CNGI-6IX作为奥运官方网站镜像节点，宣传报道了北京奥运会的情况。CNGI-6IX网络连接情况如图2所示。

2008年，国家发改委等8部委宣布，中国下一代互联网建设由前期的试验转向试商用，目标是在2010年年底之前完成试商用，2011年起在全国范围内正式大规模的商用。以IPv6为主要技术的下一代互联网演进计划如图3所示。

2009年4月，国家发改委发布公告称，按照国家有关下一代互联网重大专项的通知，同意将中国移动等公司的46个项目列入下一代互联网业务试商用及设备产业化专项，相关企业获得资金支持。这些项目包括：中国电信深圳分公司下一代互联网业务应用示

范项目、华为支持广播应用的IPv6宽带多媒体接入网关产业化项目、中兴通讯支持移动IPv6的多媒体终端产业化项目、武汉烽火网络有限责任公司无线视频监控系统研发项目、海尔集团IPv6宽带多模式接入终端研发及产业化项目等。

2009年6月，由来自中国、美国、欧盟和日本的4家公司启动全球下一代互联网的服务认证，在全球范围内为网站和网络服务提供商提供IPv6服务认证，分别授予IPv6证书。这意味着，下一代互联网的商用已正式拉开序幕。

三、中国下一代网络的发展现状

目前，中国下一代互联网（CNGI）示范网络包括6个主干网、2个交换中心和273个驻地网。其中，由中国教育和科研计算机网CERNET网络中心、中国电信、中国联通、中国网通/中科院、中国移动、中国铁通承担建设了6个CNGI主干网，覆盖了全国22个城市，连接了59个核心节点。在北京和上海建成了2个CNGI国际/国内互联中心，实现了6个主干网之间的互联，并连接了美国、欧洲、亚太地区的下一代互联网。在全国100所高校、100个科研单位、73个企业建成了273个IPv6驻地网，通过核心节点接入主干网。值得一提的是，清华大学等25所高校建成的CNGI-CERNET2/6IX是目前世界上规模最大且使用国产IPv6路由器的纯IPv6大型互联网，这对我国摆脱互联网领域依赖国外核心设备的被动局面，推进我国下一代互联网核心设备的自主创新和产业化，具有重要战略意义。CNGI-CER—NET/6IX是基于CERNET高速传输网，建成连接中国20个城市、25个核心节点、传输速率为2.5G～10G的全国学术性下一代互联网

CNGI-CER—NET2主干网。CERNET2取得了多项重大创新，总体技术达到世界领先水平。

2009年11月，由中国电信湖南分公司和中国电信北京研究院共同实施的“下一代互联网在‘两型社会’中的应用实践”项目，通过了中国电信集团公司科技委组织的鉴定。该项目在国内首次开发部署了基于IPv6的物联网应用——农作物温室综合监控系统，并成功应用于湖南农科院良种果茶培育繁殖中心，在网络演进、业务创新、互联互通技术等多方面均实现了突破。

随着移动通信的迅速发展，人们对通信中丰富多彩的业务需求促使了第三代移动通信技术（3G）的诞生。3G是移动通信发展的必然方向，其主要特点就是全球发展最快的两个行业——移动通信和互联网行业在IP基础上的全面融合。随着移动技术的发展，移动IP将变得与无线网络同样重要。因此，IPv6将成为不得不选择的网络协议，移动IPv6还将成为能够使3G网络和热点地区的蓝牙或Wi-Fi之间实现无缝漫游的一种基本技术。

四：发展中存在的问题

虽然IPv6技术有其巨大的优势，但是IPv6的实现不可能是一蹴而就的。目前我们大量的网络设备和应用都是基于IPv4设计的，IPv6还没有实现大规模商用，要实现IPv6