計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計第2版易建勛第12章_國內(nèi)外主要互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)[增強版]

1、主講：易建勛第1頁 共99頁 人民郵電出版社人民郵電出版社2011年年6月月主講：易建勛第2頁 共58頁12.1 中國互聯(lián)網(wǎng)基本情況12.2 國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)12.3 ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu) 【】12.4 CERNet2骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)12.5 GLORIAD中美俄環(huán)球科教網(wǎng)12.6 Internet 2美國國家互聯(lián)網(wǎng)主講：易建勛第3頁 共58頁主講：易建勛第4頁 共58頁12.1 中國互聯(lián)網(wǎng)基本情況中國互聯(lián)網(wǎng)基本情況1. 中國互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中國互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) 1997年至2009年，全國互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資4.3萬億元人民幣； 建成全國通信光纜總長度826.7萬公里； 2009年底，中

2、國互聯(lián)網(wǎng)寬帶接口達1.36億個； 互聯(lián)網(wǎng)國際出口帶寬達866Gbit/s； 91%的鄉(xiāng)村接通了互聯(lián)網(wǎng)； 3G網(wǎng)絡(luò)已基本覆蓋全國。主講：易建勛第5頁 共58頁12.1 中國互聯(lián)網(wǎng)基本情況中國互聯(lián)網(wǎng)基本情況 我國四大經(jīng)營性國際Internet單位： 中國公用計算機互聯(lián)網(wǎng)（，中國電信經(jīng)營）； 中國聯(lián)通計算機互聯(lián)網(wǎng)（，聯(lián)通公司經(jīng)營）； 中國教育和科研計算機互聯(lián)網(wǎng)（，教育部管理）； 中國科技網(wǎng)絡(luò)（，中科院管理）。主講：易建勛第6頁 共58頁12.1 中國互聯(lián)網(wǎng)基本情況中國互聯(lián)網(wǎng)基本情況2. 中國互聯(lián)網(wǎng)普及率中國互聯(lián)網(wǎng)普及率 截至2009年底，中國網(wǎng)民人數(shù)達到了3.84億； 中國國內(nèi)網(wǎng)站達323萬個； 擁

3、有IPv4地址約2.3億個； 寬帶上網(wǎng)的網(wǎng)民達到3.46億人； 手機上網(wǎng)的網(wǎng)民達到2.33億人。主講：易建勛第7頁 共58頁12.1 中國互聯(lián)網(wǎng)基本情況中國互聯(lián)網(wǎng)基本情況3. 中國互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟中國互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟 中國信息產(chǎn)業(yè)年均增速超過26.6%； 2008年中國互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模達到6500億元； 占全球互聯(lián)網(wǎng)制造業(yè)銷售總額的1/10； 中國網(wǎng)絡(luò)購物用戶已超過1億人。 2009年電子商務(wù)交易額超過3.6萬億元。 2009年網(wǎng)絡(luò)廣告市場規(guī)模達到200多億元；。主講：易建勛第8頁 共58頁12.1 中國互聯(lián)網(wǎng)基本情況中國互聯(lián)網(wǎng)基本情況4. 互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用 2009年，中國約有2.3億人經(jīng)常使用搜

4、索引擎； 約4600萬人利用互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)， 約3500萬人利用互聯(lián)網(wǎng)進行證券交易； 約1500萬人通過互聯(lián)網(wǎng)求職； 每天人們通過論壇、新聞評論、博客等渠道發(fā)表的言論達300多萬條； 超過66%的中國網(wǎng)民經(jīng)常在網(wǎng)上發(fā)表言論。主講：易建勛第9頁 共58頁12.1 中國互聯(lián)網(wǎng)基本情況中國互聯(lián)網(wǎng)基本情況 案例 亞洲國際海底光纜示意圖主講：易建勛第10頁 共58頁主講：易建勛第11頁 共58頁12.2 國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng) 我國互聯(lián)網(wǎng)國際出口： 北京、上海和廣州。 互聯(lián)網(wǎng)采用點對點通信技術(shù)。 互聯(lián)網(wǎng)主要解決的問題： 路由選擇，流量控制和擁塞控制。主講：易建勛第12頁 共58頁12.2 國內(nèi)主要互聯(lián)

5、網(wǎng)國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)1國家公用互聯(lián)網(wǎng)基本設(shè)計原則國家公用互聯(lián)網(wǎng)基本設(shè)計原則（1）我國互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu) 我國公用互聯(lián)網(wǎng)分為3級： 省際骨干網(wǎng)（國家骨干網(wǎng)） 省內(nèi)骨干網(wǎng) 城域網(wǎng) 省際骨干網(wǎng)、省內(nèi)骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)分別采用獨立的自治域。主講：易建勛第13頁 共58頁12.2 國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng) P324圖12-1 國家公用互聯(lián)網(wǎng)層次示意圖主講：易建勛第14頁 共58頁12.2 國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng) P324圖12-1 國家公用互聯(lián)網(wǎng)層次示意圖主講：易建勛第15頁 共58頁12.2 國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)（2）我國骨干傳輸網(wǎng)技術(shù) 骨干傳輸網(wǎng)采用IP Over SDH和IP Over DWDM

6、技術(shù)。 本地傳輸網(wǎng)采用IP over SDH組網(wǎng)方式。 本地傳輸網(wǎng)提供MSTP（多業(yè)務(wù)傳送平臺）。主講：易建勛第16頁 共58頁12.2 國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)（3）國家公用互聯(lián)網(wǎng)性能指標(biāo)（全網(wǎng)國內(nèi)端到端）； 抖動20ms； 包丟失率1； 可用性99.99。主講：易建勛第17頁 共58頁12.2 國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)（4）我國公用互聯(lián)網(wǎng)路由技術(shù)； 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大的單位用戶，采用RIP、OSPF、BGP4等動態(tài)路由配置。 各級路由器對外宣告路由時，要求，最大化地進行路由聚合。 網(wǎng)絡(luò)中不應(yīng)存在路由選擇循環(huán)，不存在路由黑洞。主講：易建勛第18頁 共58頁12.2 國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)國內(nèi)主要互

7、聯(lián)網(wǎng)2. ChinaNet（中國公用計算機互聯(lián)網(wǎng)）（中國公用計算機互聯(lián)網(wǎng)） 中國電信公司管理； 目前國內(nèi)最大的計算機骨干網(wǎng)； 網(wǎng)絡(luò)基本覆蓋全國所有省、市縣，農(nóng)村。 國際出入口帶寬為516Gbit/s（至2009年底）。 直接連接的國家：美國、加拿大、俄羅斯、澳大利亞、法國、英國、德國、日本、韓國等。主講：易建勛第19頁 共58頁12.2 國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)4. CERNet（中國教育和科研計算機網(wǎng)）（中國教育和科研計算機網(wǎng)） 教育部建設(shè)和管理的全國性互聯(lián)網(wǎng)。：全國主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)。 全國網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)在清華大學(xué)。 2009年底，骨干網(wǎng)傳輸速率達到10Gbit/s。 國際出口總帶寬在

8、10Gbit/s以上。主講：易建勛第20頁 共58頁12.2 國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng) 案例案例案例 電信運營商骨干網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖電信運營商骨干網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖主講：易建勛第21頁 共58頁 主講：易建勛第22頁 共58頁12.3 ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu) 1ChinaNet基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) ChinaNet已覆蓋到全國31個省、自治區(qū)和直轄市; 在全國200多個城市設(shè)有服務(wù)節(jié)點; 2009年底，全國用戶數(shù)達2億多戶。 在北京、上海、廣州開設(shè)了3個國際出口局。 結(jié)構(gòu)分為3層： 核心層 區(qū)域?qū)?邊緣層主講：易建勛第23頁 共58頁12.3 ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu) P3

9、26圖12-2 ChinaNet骨干網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)示意圖主講：易建勛第24頁 共58頁12.3 ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu) 2核心層核心層 核心層的大區(qū)中心節(jié)點： 北京、上海、廣州、沈陽、南京、武漢、成都和西安。 核心層功能： 負責(zé)提供國際出入口電路； 核心層節(jié)點之間的中繼電路； 不同區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的連接與轉(zhuǎn)接等功能。主講：易建勛第25頁 共58頁12.3 ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu) 核心節(jié)點： 每個核心節(jié)點設(shè)有4臺路由器； 兩臺路由器負責(zé)與國際因特網(wǎng)互連； 另外兩臺路由器與其他大區(qū)節(jié)點互連。 核心節(jié)點之間采用DWDM鏈路； 鏈路帶寬為N10Gbit/s。 8個核心節(jié)點之間采用不完全

10、網(wǎng)狀連接； 每個核心節(jié)點設(shè)有3個以上的中繼電路，與其他核心節(jié)點相連，以保證網(wǎng)絡(luò)的安全和可靠。主講：易建勛第26頁 共58頁12.3 ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu) 3區(qū)域?qū)訁^(qū)域?qū)?全國31個省級網(wǎng)絡(luò)劃分為8個區(qū)域； 8個區(qū)域網(wǎng)共同構(gòu)成區(qū)域?qū)印?區(qū)域之間的鏈路為N10Gbit/s。； 省會城市區(qū)域節(jié)點有2個以上方向的中繼電路與其他區(qū)域節(jié)點相連。主講：易建勛第27頁 共58頁12.3 ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu) 4邊緣層邊緣層 邊緣層由省區(qū)域網(wǎng)絡(luò)組成； 省內(nèi)設(shè)核心節(jié)點2個，負責(zé)省內(nèi)信息交換。 邊緣層提供用戶接入端口和用戶接入管理。 省會城市接入節(jié)點與區(qū)域網(wǎng)絡(luò)相連后，進入ChinaN

11、et骨干網(wǎng)。主講：易建勛第28頁 共58頁12.3 ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu) 案例 ChinaNet城域接入網(wǎng)示意圖主講：易建勛第29頁 共58頁12.3 ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu) 案例 城域網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖主講：易建勛第30頁 共58頁12.3 ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu) 5ChinaNet的路由策略的路由策略（1）路由協(xié)議與國外網(wǎng)絡(luò)進行路由交換； 國內(nèi)路由協(xié)議；，進行骨干網(wǎng)內(nèi)部的路由選擇。（2）自治域 ChinaNet是一個獨立的自治域； ChinaNet自治系統(tǒng)號為：。主講：易建勛第31頁 共58頁12.3 ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu) （3）Chi

12、naNet國內(nèi)路由策略： 在全網(wǎng)范圍內(nèi)進行廣播； 首先選擇被訪問地址所屬省網(wǎng)的出口； 然后選擇到此省網(wǎng)出口的最短路徑。主講：易建勛第32頁 共58頁12.3 ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu) （4） ChinaNet國際路由策略： 通過北京、上海、廣州3個國際出口的路由器，接收國際路由； 分別廣播給所在節(jié)點的核心路由器； 再廣播給其他的核心路由器。，靠缺省路由選擇路徑。主講：易建勛第33頁 共58頁主講：易建勛第34頁 共58頁12.4 CERNet2骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)2CERNet2第第2代中國教育科研網(wǎng)代中國教育科研網(wǎng) CERNet2于1998年開始研究； 2003年連接北京、上海和

13、廣州三個核心節(jié)點的試驗網(wǎng)開通，并投入試運行。 2004年，美國Internet2、歐盟GEANT、中國CERNet2三個全球最大的學(xué)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)，同時開通了全球IPv6互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。主講：易建勛第35頁 共58頁12.4 CERNet2骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu) CERNet2是目前世界上最大規(guī)模的純IPv6網(wǎng)絡(luò)。 骨干網(wǎng)采用國產(chǎn)IPv6設(shè)備； 主要應(yīng)用： 中國教育科研網(wǎng)格（China Grid）； 高清晰度視頻傳輸； 無線移動技術(shù)； 媒體通信系統(tǒng)等。主講：易建勛第36頁 共58頁12.4 CERNet2骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)3CERNet2總體結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu) CERNet2采用2級層次結(jié)構(gòu)； 分為骨干網(wǎng)和用

14、戶網(wǎng)。 骨干網(wǎng)由網(wǎng)絡(luò)中心和分布在全國20個城市的核心節(jié)點組成； 用戶網(wǎng)包括高校、科研單位等； 全國網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)置在清華大學(xué)內(nèi)。主講：易建勛第37頁 共58頁12.4 CERNet2骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu) CERNet網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)案例案例 CERNET網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖主講：易建勛第38頁 共58頁12.4 CERNet2骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu) CERNet2網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)如圖12-4所示。案例案例 CERNET2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖主講：易建勛第39頁 共58頁12.4 CERNet2骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)4CERNet2網(wǎng)絡(luò)用戶接入網(wǎng)絡(luò)用戶接入 CERNet2骨干網(wǎng)采用純IPv6協(xié)議

15、； 傳輸鏈路采用DWDM技術(shù)； 支持IPv4和IPv6的用戶網(wǎng)接入。主講：易建勛第40頁 共58頁12.4 CERNet2骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu) IPv6與IPv4用戶的兼容性解決方案： 用戶為純IPv6網(wǎng)絡(luò)時，使用BGP路由協(xié)議或靜態(tài)路由進行互連，實現(xiàn)IPv6端到端的連接。 用戶為IPv6+IPv4雙棧網(wǎng)絡(luò)時，使用BGP或靜態(tài)路由進行網(wǎng)絡(luò)互連。用戶使用IPv4應(yīng)用時，利用IPv4 over IPv6隧道技術(shù)。 用戶為純IPv4網(wǎng)絡(luò)時，通過網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）技術(shù)，實現(xiàn)IPv6與IPv4的互連。主講：易建勛第41頁 共58頁12.4 CERNet2骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu) 案例 IPv6與IPv4

16、網(wǎng)絡(luò)兼容性解決方案主講：易建勛第42頁 共58頁12.4 CERNet2骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu) 案例 IPv6與IPv4網(wǎng)絡(luò)兼容性解決方案主講：易建勛第43頁 共58頁主講：易建勛第44頁 共58頁12.5 GLORIAD中美俄環(huán)球科教網(wǎng)中美俄環(huán)球科教網(wǎng)1GLORIAD項目背景項目背景 GLORIAD（中美俄環(huán)球科教網(wǎng)絡(luò)）（中美俄環(huán)球科教網(wǎng)絡(luò)）由中國科學(xué)院、美國國家科學(xué)基金會、俄羅斯部委與科學(xué)團體聯(lián)盟共同出資建設(shè)； 建設(shè)及運營服務(wù)單位： 中國科學(xué)院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心； 美國依利諾伊大學(xué)國家超級計算應(yīng)用中心； 俄羅斯庫爾恰托夫研究院。 2004年GLORIAD網(wǎng)絡(luò)在北京正式宣布開通。主講：易建勛第

17、45頁 共58頁12.5 GLORIAD中美俄環(huán)球科教網(wǎng)中美俄環(huán)球科教網(wǎng)2GLORIAD網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu) GLORIAD網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)示意圖如圖12-6所示。主講：易建勛第46頁 共58頁12.5 GLORIAD中美俄環(huán)球科教網(wǎng)中美俄環(huán)球科教網(wǎng) 從美國“芝加哥”節(jié)點出發(fā)，穿過大西洋，連接到歐洲大陸“阿姆斯特丹”節(jié)點，繼續(xù)往東到達“莫斯科”節(jié)點的俄羅斯科學(xué)城，再穿過“西伯利亞”節(jié)點以及中國邊境，到達“北京”節(jié)點、“香港”節(jié)點，通過跨太平洋海底光纜，經(jīng)美國西雅圖節(jié)點連接到美國“芝加哥”節(jié)點，形成一個“閉環(huán)”結(jié)構(gòu)。 GLORIAD采用光纜直連方式； GLORIAD環(huán)網(wǎng)采用DWDM傳輸技術(shù)。主講

18、：易建勛第47頁 共58頁12.5 GLORIAD中美俄環(huán)球科教網(wǎng)中美俄環(huán)球科教網(wǎng)4GLORIAD網(wǎng)絡(luò)研究內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)研究內(nèi)容（1）網(wǎng)絡(luò)傳輸基礎(chǔ)設(shè)施的研究和建設(shè)。（2）網(wǎng)絡(luò)重要支撐技術(shù)的研究、試驗和運行。（3）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)軟件/中間件的研究、試驗和運行。（4）建立強大的科學(xué)教育應(yīng)用聯(lián)盟。 利用GLORIAD網(wǎng)絡(luò)進行研究項目： 自然和人為災(zāi)害的聯(lián)合響應(yīng)，核材料的安全，地震監(jiān)控，太空聯(lián)合探索，共同遙測，網(wǎng)絡(luò)視頻會議等。主講：易建勛第48頁 共58頁主講：易建勛第49頁 共58頁12.6 Internet 2美國國家互聯(lián)網(wǎng)美國國家互聯(lián)網(wǎng) P332圖12-8 全球互聯(lián)網(wǎng)骨干線路示意圖主講：易建勛第50頁

19、共58頁12.6 Internet 2美國國家互聯(lián)網(wǎng)美國國家互聯(lián)網(wǎng) 案例 全球互聯(lián)網(wǎng)普及示意圖主講：易建勛第51頁 共58頁12.6 Internet 2美國國家互聯(lián)網(wǎng)美國國家互聯(lián)網(wǎng) 案例 美國國家互聯(lián)網(wǎng)Internet 2案例案例 Internet 2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖主講：易建勛第52頁 共58頁12.6 Internet 2美國國家互聯(lián)網(wǎng)美國國家互聯(lián)網(wǎng) 美國國家互聯(lián)網(wǎng)Internet 2 Internet 2是美國120多所大學(xué)、專業(yè)協(xié)會、公司和政府機構(gòu)共同建設(shè)的美國國家主干網(wǎng)絡(luò)。 2007年美國完成Internet 2基礎(chǔ)架構(gòu)，并開始運行； 它面向科研機構(gòu)和教育人員提供100Gbit/s的傳輸速度； Internet 2不是要取代現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)，也不是為普通用戶新建的另一個網(wǎng)絡(luò)。主講：易建勛第53頁 共58頁12.6 Internet 2美國國家互聯(lián)網(wǎng)美國國家互聯(lián)網(wǎng) Internet 2為各種不同服務(wù)提供了試驗場所。 也是衡量各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的場所。 Internet 2的研究包括： 實時音頻、視頻和白板討論； 新協(xié)作方式的3D虛擬共享環(huán)境； 遠程醫(yī)療，遠程診斷和監(jiān)視； 交互式圖形/多媒體應(yīng)用等。主講：易建勛第54頁 共58頁1