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下一代互联网研究与CNGI-CERNET2
http://www.edu.cn 2005-11-08中国教育网络 作者:吴建平

  下一代互联网NGI的提出主要针对目前互联网技术体系中存在的诸多先天缺陷。这些缺陷已经导致了互联网高速发展中的一系列严峻问题,并且很难在现有技术体系下通过有限的改良得到解决。因此,NGI的实质是通过一些革命性的技术发展,解决目前互联网在管理、安全、服务质量以及规模和性能可扩展性方面存在的问题。

  下一代互联网的提出

  现在的互联网是建立在IPv4协议基础上的,下一代互联网的核心将是IPv6协议。经过多年发展后,第一代互联网在全面成熟的同时,一些不足逐渐显露,其中最紧迫的就是地址空间问题。上世纪90年代初,人们就开始讨论新的互联网络协议。IETF的IPng工作组在1994年9月提出了一个正式的草案“The Recommendation for the IP Next Generation Protocol”,1995年底确定了IPng的协议规范,并称为“IP版本6”(IPv6),以次与现在使用的版本4相区别(1998年又作了较大的改动)。尽管设计IPv6的最初的动机主要是解决地址空间日益紧张的问题,但是人们希望它同时能够解决目前Internet上存在的、IPv4难以解决的一些重大课题,包括安全、服务质量(QoS)、移动计算等。

  到1998年年初,IPv6协议的基本框架已经逐步成熟,并在越来越广泛的范围内得到实践。有关IPv6的所有讨论和建议,被称为IP-the next generation (IPng)。由于IPv4向IPv6过渡的重要性,IETF成立了专门的工作组——ngtrans研究从现有的IPv4网络向IPv6网络的过渡策略和必要的技术。国际的IPv6试验网——6bone也于1996年成立。现在,6bone已经扩展到全球50多个国家和地区。

  国际下一代互联网研究与发展

  美国不仅是第一代互联网全球化进程的推动者和受益者,而且在下一代互联网的发展中仍然扮演着领跑角色。1996年,美国政府发起下一代互联网NGI行动计划,建立了下一代互联网主干网vBNS;1998年,美国下一代互联网研究的大学联盟UCAID成立,启动Internet2计划。而继NGI计划结束之后,美国政府立即启动了旨在推动下一代互联网产业化进程的LSN计划。如今,美国在国际下一代互联网的各个科学研究领域和技术标准制定中都占据着主导地位。作为美国的重要战略盟友,加拿大政府也支持了CANET发展计划,目前已经历4次大规模的升级。由于政府的高度重视和大力支持,目前以美加为主的北美地区代表了全球下一代互联网的最高水平。

  美国在下一代互联网发展中日渐彰显的垄断趋势已经引起许多发达国家的关注。2001年,欧共体正式启动下一代互联网研究计划,建立了横跨31个国家的主干网GéANT,并以此为基础全面进行下一代互联网各项核心技术的研究和开发。

  日本、韩国和新加坡三国在1998年发起建立“亚太地区先进网络APAN”,加入下一代互联网的国际性研究。日本目前在国际IPv6的科学研究乃至产业化方面占据国际领先地位。

  目前,美国Internet2正联合欧洲、亚洲各国发起“全球太比特学术研究网络GTRN”计划,积极推动下一代互联网研究和建设的升华和全球化。

  2003年10月,作为世界互联网最早的驱动者,美国军方正式公布了他们300亿美元的IPv6计划,计划在2010年前后,完成从IPv4到IPv6的迁移。2004年1月,在布鲁塞尔欧盟总部,包括CERNET在内的全球8大下一代互联网学术组织共同宣布,正式向社会各界提供IPv6服务。

  中国的下一代互联网研究与CNGI

  1998年,清华大学依托CERNET,建设了中国第一个IPv6试验床,应该说,这是中国开始下一代互联网最有标志性意义的事件。1999年,即开始试验分配IPv6地址。

  在“九五”期间,中国政府即对下一代互联网研究给予大力支持,启动了一系列科研乃至产业发展计划。

  2000年底,在国家自然基金委的支持下,“中国高速互联研究实验网络(NSFCnet)”项目启动,建设了我国第一个地区性下一代互联网试验网络。该项目连接了清华大学、北京大学、北京航空航天大学、中科院、国家自然基金委等6个节点,并与世界上下一代互联网连接。2001年该项目通过鉴定验收,下一代互联网研究引起了社会各界的高度关注。与此同时,国家“863计划”资助了CAINONET项目,依托中国教育和科研计算机网CERNET,由清华大学等单位建设和运行的大规模IPv6实验网络。

  “十五”期间,下一代互联网的研究和开发被推上一个新的战略高度。国家自然科学基金、国家863计划均设立了大量相关的基础研究项目和关键技术开发项目。尤其是在国家计委的支持下,以“下一代互联网中日IPv6合作项目”为先导,开始了中国下一代互联网的工业性示范工程时代。

  CNGI与CERNET2

  在这些研究与建设项目中,需要特别介绍的是CNGI项目。

  中国下一代互联网示范工程CNGI是实施我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、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、国家自然基金会等八部委联合领导。2003年8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,该项目正式启动。

  CNGI的启动是我国政府高度重视下一代互联网研究的标志性事件、标志性项目,是从政府层面推动下一代互联网研究与建设的基础项目,对全面推动我国下一代互联网研究及建设有重要意义。

  在这个项目启动的背后,有着一段故事。

  2001年底2002年初,当下一代互联网研究在中国掀起第一个热潮的时候,杨家樨等57名院士联名上书国务院,呼吁重视下一代互联网研究,并“建设我国第二代互联网的学术性高速主干网”,满足全国科学研究的需要。2002年两会期间,国务院领导对此进行了专门批示。

  根据国务院领导的批示精神,为抓住互联网技术发展机遇,加速我国信息技术、信息产业发展和信息化建设,国家发展和改革委员会(原国家计委)会同有关部门组织于2003年8月成立了由国内知名专家、学者和产业界代表参加的“中国下一代互联网发展战略研究”专家委员会,对中国发展下一代互联网的必要性、重大意义以及具体战略部署进行了深入的研究,提出了我国发展下一代互联网的总体方案建议。

  在此基础上,国家发改委与国务院信息办、教育部、科技部、信息产业部、中国科学院、国家自然科学基金委员会等八部委多次讨论研究,基本对推动我国下一代互联网的发展战略和总体方案形成了一致意见。2003年5月,由国家发改委组织,联合上报国务院。2003年8月,国务院批复了同意八部委“关于推动我国下一代互联网有关工作的请示”。同意启动“中国下一代互联网示范工程CNGI(China Next Generation Internet)”,由中国工程院负责项目的组织和协调,并作为CNGI项目专家委员会挂靠单位。国家同意投入14亿元经费建设中国下一代互联网示范工程CNGI。

  2003年8月5日,中国工程院组织进行了“中国下一代互联网示范工程CNGI示范网络核心网”邀请招标工作。在教育部的领导和精心组织下,经过激烈的竞争,中国教育和科研计算机网CERNET网络中心以第一名中标,其他五家均为国内著名的电信运营商。国家同意由CERNET建设中国下一代互联网示范工程中最大的、也是唯一学术的核心网CERNET2。CERNET筹划多年的下一代互联网研究建设项目CERNET2终于在国家的大力支持下启动了。

  2004年3月19日,CERNET2试验网正式开通,为CNGI-CERNET2的建设做好了充分的前期准备。2004年12月25日,CNGI核心网CERNET2正式开通。这也是目前世界上规模最大的纯IPv6互联网,引起了世界各国的高度关注。

  CNGI核心网CERNET2建设内容

  第二代中国教育和科研计算机网CERNET2是中国下一代互联网示范工程CNGI最大的核心网和唯一的全国性学术网,也是目前所知世界上规模最大的采用纯IPv6技术的下一代互联网主干网。CERNET2主干网采用纯IPV6协议,为基于IPv6的下一代互联网技术提供了广阔的试验环境。CERNET2还将部分采用我国自主研制具有自主知识产权的世界上先进的IPv6核心路由器,将成为我国研究下一代互联网技术、开发基于下一代互联网的重大应用、推动下一代互联网产业发展的关键性基础设施。

  CNGI-CERNET2的主要建设内容包含三个方面:

  CERNET2主干网和用户网

  CERNET2采用主干网和用户网二级结构,主干网采用纯IPv6协议。

  CERNET2主干网基于CERNET高速传输网,用2.5~10 Gbps的传输速率,连接分布在北京、上海、广州等20个城市的CERNET2核心节点。CERNET2全国网络中心位于北京清华大学。

  用户网主要是全国高校或科研单位的研究试验网。用户网通过IPv6协议,采用高速城域网,直连光纤或高速长途线路等多种方式接入CERNET2核心节点。北京大学、清华大学等著名高校将成为CERNET2的第一批用户。

  CERNET2核心节点

  在北京、上海、广州等20个城市建立CERNET2核心节点(GigaPoP)。每个核心节点为10个以上用户网提供1~10Gbps的IPv6高速接入服务,北京核心节点为30个以上用户网提供1~10Gbps的IPv6高速接入服务。

  国内/国际互联中心CNGI-6IX

  在北京清华大学建成中国下一代互联网国内/国际交换中心CNGI-IX,为国内其他下一代互联网提供1~10Gbps的互联;与北美、欧洲、亚太等国际下一代互联网实现45~155 Mbps的互联。

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