第12章+國(guó)內(nèi)外主要互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)

第12章國(guó)內(nèi)外主要互聯(lián)網(wǎng)12.1中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)基本情況12.2國(guó)內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)12.3ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)【重點(diǎn)】12.4CERNet2骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)12.5GLORIAD中美俄環(huán)球科教網(wǎng)12.6Internet2美國(guó)國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)112.1中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)基本情況212.1中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)基本情況1.中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)1997年至2009年，全國(guó)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資4.3萬(wàn)億元人民幣；建成全國(guó)通信光纜總長(zhǎng)度826.7萬(wàn)公里；2009年底，中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)寬帶接口達(dá)1.36億個(gè)；互聯(lián)網(wǎng)國(guó)際出口帶寬達(dá)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(guó)。312.1中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)基本情況我國(guó)四大經(jīng)營(yíng)性國(guó)際Internet單位：中國(guó)公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)（ChinaNet，中國(guó)電信經(jīng)營(yíng)）；中國(guó)聯(lián)通計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)（CNCNet，聯(lián)通公司經(jīng)營(yíng)）；中國(guó)教育和科研計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)（CERNet，教育部管理）；中國(guó)科技網(wǎng)絡(luò)（CSTNet，中科院管理）。412.1中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)基本情況2.中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)普及率截至2009年底，中國(guó)網(wǎng)民人數(shù)達(dá)到了3.84億；互聯(lián)網(wǎng)普及率達(dá)到28.9%；中國(guó)國(guó)內(nèi)網(wǎng)站達(dá)323萬(wàn)個(gè)；擁有IPv4地址約2.3億個(gè)；寬帶上網(wǎng)的網(wǎng)民達(dá)到3.46億人；手機(jī)上網(wǎng)的網(wǎng)民達(dá)到2.33億人。512.1中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)基本情況3.中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)年均增速超過(guò)26.6%；占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的比重10%左右；2008年中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到6500億元；占全球互聯(lián)網(wǎng)制造業(yè)銷(xiāo)售總額的1/10；軟件市場(chǎng)規(guī)模達(dá)198億元；中國(guó)網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物用戶已超過(guò)1億人。2009年電子商務(wù)交易額超過(guò)3.6萬(wàn)億元。2009年網(wǎng)絡(luò)廣告市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到200多億元；2009年網(wǎng)絡(luò)游戲市場(chǎng)規(guī)模為258億元。612.1中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)基本情況4.互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用2009年，中國(guó)約有2.3億人經(jīng)常使用搜索引擎；約2.4億人經(jīng)常利用即時(shí)通信工具；約4600萬(wàn)人利用互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)，約3500萬(wàn)人利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行證券交易；約1500萬(wàn)人通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)求職；每天人們通過(guò)論壇、新聞評(píng)論、博客等渠道發(fā)表的言論達(dá)300多萬(wàn)條；超過(guò)66%的中國(guó)網(wǎng)民經(jīng)常在網(wǎng)上發(fā)表言論。712.1中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)基本情況[案例]亞洲國(guó)際海底光纜示意圖812.2國(guó)內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)912.2國(guó)內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)國(guó)際出口：北京、上海和廣州?；ヂ?lián)網(wǎng)采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信技術(shù)。互聯(lián)網(wǎng)主要解決的問(wèn)題：路由選擇，流量控制和擁塞控制。1012.2國(guó)內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)1．國(guó)家公用互聯(lián)網(wǎng)基本設(shè)計(jì)原則（1）我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)我國(guó)公用互聯(lián)網(wǎng)分為3級(jí)：省際骨干網(wǎng)（國(guó)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(dú)立的自治域。1112.2國(guó)內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)[P324圖12-1]國(guó)家公用互聯(lián)網(wǎng)層次示意圖1212.2國(guó)內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)[P324圖12-1]國(guó)家公用互聯(lián)網(wǎng)層次示意圖1312.2國(guó)內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)（2）我國(guó)骨干傳輸網(wǎng)技術(shù)骨干傳輸網(wǎng)采用IPOverSDH和IPOverDWDM技術(shù)。本地傳輸網(wǎng)采用IPoverSDH組網(wǎng)方式。本地傳輸網(wǎng)提供MSTP（多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)）。1412.2國(guó)內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)（3）國(guó)家公用互聯(lián)網(wǎng)性能指標(biāo)單向延遲≤150ms（全網(wǎng)國(guó)內(nèi)端到端）；抖動(dòng)≤20ms；包丟失率≤1％；可用性≥99.99％。1512.2國(guó)內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)（4）我國(guó)公用互聯(lián)網(wǎng)路由技術(shù)域內(nèi)路由采用OSPF或IS-IS路由協(xié)議；自治域之間選用BGP4為域間路由協(xié)議；用戶接入優(yōu)先采用靜態(tài)路由配置；網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大的單位用戶，采用RIP、OSPF、BGP4等動(dòng)態(tài)路由配置。各級(jí)路由器對(duì)外宣告路由時(shí)，要求采用無(wú)類(lèi)域間路由（CIDR）方式，最大化地進(jìn)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。1612.2國(guó)內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)2.ChinaNet（中國(guó)公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)）中國(guó)電信公司管理；目前國(guó)內(nèi)最大的計(jì)算機(jī)骨干網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)基本覆蓋全國(guó)所有省、市縣，農(nóng)村。國(guó)際出入口帶寬為516Gbit/s（至2009年底）。直接連接的國(guó)家：美國(guó)、加拿大、俄羅斯、澳大利亞、法國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)等。1712.2國(guó)內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)4.CERNet（中國(guó)教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)）教育部建設(shè)和管理的全國(guó)性互聯(lián)網(wǎng)。三級(jí)層次結(jié)構(gòu)：全國(guó)主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)。全國(guó)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(dá)到10Gbit/s。國(guó)際出口總帶寬在10Gbit/s以上。1812.2國(guó)內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)[案例][案例]電信運(yùn)營(yíng)商骨干網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖1912.3ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)

2012.3ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)1．ChinaNet基本結(jié)構(gòu)ChinaNet已覆蓋到全國(guó)31個(gè)省、自治區(qū)和直轄市;在全國(guó)200多個(gè)城市設(shè)有服務(wù)節(jié)點(diǎn);2009年底，全國(guó)用戶數(shù)達(dá)2億多戶。在北京、上海、廣州開(kāi)設(shè)了3個(gè)國(guó)際出口局。結(jié)構(gòu)分為3層：核心層區(qū)域?qū)舆吘墝?112.3ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)[P326圖12-2]ChinaNet骨干網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)示意圖2212.3ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)2．核心層核心層的大區(qū)中心節(jié)點(diǎn)：北京、上海、廣州、沈陽(yáng)、南京、武漢、成都和西安。核心層功能：負(fù)責(zé)提供國(guó)際出入口電路；核心層節(jié)點(diǎn)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。2312.3ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)核心節(jié)點(diǎn)：每個(gè)核心節(jié)點(diǎn)設(shè)有4臺(tái)路由器；兩臺(tái)路由器負(fù)責(zé)與國(guó)際因特網(wǎng)互連；另外兩臺(tái)路由器與其他大區(qū)節(jié)點(diǎn)互連。核心節(jié)點(diǎn)之間采用DWDM鏈路；鏈路帶寬為N×10Gbit/s。8個(gè)核心節(jié)點(diǎn)之間采用不完全網(wǎng)狀連接；每個(gè)核心節(jié)點(diǎn)設(shè)有3個(gè)以上的中繼電路，與其他核心節(jié)點(diǎn)相連，以保證網(wǎng)絡(luò)的安全和可靠。2412.3ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)3．區(qū)域?qū)尤珖?guó)31個(gè)省級(jí)網(wǎng)絡(luò)劃分為8個(gè)區(qū)域；8個(gè)區(qū)域網(wǎng)共同構(gòu)成區(qū)域?qū)?。區(qū)域?qū)犹峁┐髤^(qū)內(nèi)的信息交換，以及接入ChinaNet的信息通路。區(qū)域之間的鏈路為N×10Gbit/s。不同區(qū)域網(wǎng)之間的連接需經(jīng)過(guò)核心層；省會(huì)城市區(qū)域節(jié)點(diǎn)有2個(gè)以上方向的中繼電路與其他區(qū)域節(jié)點(diǎn)相連。2512.3ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)4．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(diǎn)2個(gè)，負(fù)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(huì)城市接入節(jié)點(diǎn)與區(qū)域網(wǎng)絡(luò)相連后，進(jìn)入ChinaNet骨干網(wǎng)。2612.3ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)[案例]ChinaNet城域接入網(wǎng)示意圖2712.3ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)[案例]城域網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖2812.3ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)5．ChinaNet的路由策略（1）路由協(xié)議國(guó)際路由采用BGP4與國(guó)外網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路由交換；國(guó)內(nèi)省級(jí)節(jié)點(diǎn)之間采用BGP4路由協(xié)議；省級(jí)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)采用OSPF或IS-IS，進(jìn)行骨干網(wǎng)內(nèi)部的路由選擇。（2）自治域ChinaNet是一個(gè)獨(dú)立的自治域；ChinaNet自治系統(tǒng)號(hào)為：AS4134。2912.3ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)（3）ChinaNet國(guó)內(nèi)路由策略：在全網(wǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行廣播；首先選擇被訪問(wèn)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。3012.3ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)（4）ChinaNet國(guó)際路由策略：通過(guò)北京、上海、廣州3個(gè)國(guó)際出口的路由器，接收國(guó)際路由；分別廣播給所在節(jié)點(diǎn)的核心路由器；再?gòu)V播給其他的核心路由器。大區(qū)路由器不接收國(guó)際路由表，靠缺省路由選擇路徑。3112.4CERNet2骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)3212.4CERNet2骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)2．CERNet2第2代中國(guó)教育科研網(wǎng)CERNet2于1998年開(kāi)始研究；2003年連接北京、上海和廣州三個(gè)核心節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)網(wǎng)開(kāi)通，并投入試運(yùn)行。2004年，美國(guó)Internet2、歐盟GEANT、中國(guó)CERNet2三個(gè)全球最大的學(xué)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)開(kāi)通了全球IPv6互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。3312.4CERNet2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(guó)產(chǎn)IPv6設(shè)備；主要應(yīng)用：中國(guó)教育科研網(wǎng)格（ChinaGrid）；高清晰度視頻傳輸；無(wú)線移動(dòng)技術(shù)；媒體通信系統(tǒng)等。3412.4CERNet2骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)3．CERNet2總體結(jié)構(gòu)CERNet2采用2級(jí)層次結(jié)構(gòu)；分為骨干網(wǎng)和用戶網(wǎng)。骨干網(wǎng)由網(wǎng)絡(luò)中心和分布在全國(guó)20個(gè)城市的核心節(jié)點(diǎn)組成；用戶網(wǎng)包括高校、科研單位等；全國(guó)網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)置在清華大學(xué)內(nèi)。3512.4CERNet2骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)CERNet網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[案例]CERNET網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖3612.4CERNet2骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)CERNet2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖12-4所示。[案例]CERNET2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖3712.4CERNet2骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)4．CERNet2網(wǎng)絡(luò)用戶接入CERNet2骨干網(wǎng)采用純IPv6協(xié)議；傳輸鏈路采用DWDM技術(shù)；支持IPv4和IPv6的用戶網(wǎng)接入。3812.4CERNet2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(shí)，使用BGP＋路由協(xié)議或靜態(tài)路由進(jìn)行互連，實(shí)現(xiàn)IPv6端到端的連接。用戶為IPv6+IPv4雙棧網(wǎng)絡(luò)時(shí)，使用BGP＋或靜態(tài)路由進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連。用戶使用IPv4應(yīng)用時(shí)，利用IPv4overIPv6隧道技術(shù)。用戶為純IPv4網(wǎng)絡(luò)時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)IPv6與IPv4的互連。3912.4CERNet2骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)[案例]IPv6與IPv4網(wǎng)絡(luò)兼容性解決方案4012.4CERNet2骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)[案例]IPv6與IPv4網(wǎng)絡(luò)兼容性解決方案4112.5GLORIAD中美俄環(huán)球科教網(wǎng)4212.5GLORIAD中美俄環(huán)球科教網(wǎng)1．GLORIAD項(xiàng)目背景GLORIAD（中美俄環(huán)球科教網(wǎng)絡(luò)）由中國(guó)科學(xué)院、美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)、俄羅斯部委與科學(xué)團(tuán)體聯(lián)盟共同出資建設(shè)；建設(shè)及運(yùn)營(yíng)服務(wù)單位：中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心；美國(guó)依利諾伊大學(xué)國(guó)家超級(jí)計(jì)算應(yīng)用中心；俄羅斯庫(kù)爾恰托夫研究院。2004年GLORIAD網(wǎng)絡(luò)在北京正式宣布開(kāi)通。4312.5GLORIAD中美俄環(huán)球科教網(wǎng)2．GLORIAD網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)GLORIAD網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖如圖12-6所示。4412.5GLORIAD中美俄環(huán)球科教網(wǎng)從美國(guó)“芝加哥”節(jié)點(diǎn)出發(fā)，穿過(guò)大西洋，連接到歐洲大陸“阿姆斯特丹”節(jié)點(diǎn)，繼續(xù)往東到達(dá)“莫斯科”節(jié)點(diǎn)的俄羅斯科學(xué)城，再穿過(guò)“西伯利亞”節(jié)點(diǎn)以及中國(guó)邊境，到達(dá)“北京”節(jié)點(diǎn)、“香港”節(jié)點(diǎn)，通過(guò)跨太平洋海底光纜，經(jīng)美國(guó)西雅圖節(jié)點(diǎn)連接到美國(guó)“芝加哥”節(jié)點(diǎn)，形成一個(gè)“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)。4512.5GLORIAD中美俄環(huán)球科教網(wǎng)4．GLORIAD網(wǎng)絡(luò)研究?jī)?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(yàn)和運(yùn)行。（3）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)軟件/中間件的研究、試驗(yàn)和運(yùn)行。（4）建立強(qiáng)大的科學(xué)教育應(yīng)用聯(lián)盟。利用GLORIAD網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究項(xiàng)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(cè)，網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議等。4612.6Internet2美國(guó)國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)4712.6Internet2美國(guó)國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)[P332圖12-8]全球互聯(lián)網(wǎng)骨干線路示意圖4812.6Internet2美國(guó)國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)[案例]全球互聯(lián)網(wǎng)普及示意圖4912.6Internet2美國(guó)國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)[案例]美國(guó)國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)Internet2[案例]Internet2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖5012.6Internet2美國(guó)國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)美國(guó)國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)Internet2Internet2是美國(guó)120多所大學(xué)、專(zhuān)業(yè)協(xié)會(huì)、公司和政府機(jī)構(gòu)共同建設(shè)的美國(guó)國(guó)家主干網(wǎng)絡(luò)。2007年美國(guó)完成Internet2基礎(chǔ)架構(gòu)，并開(kāi)始運(yùn)行；它面向科研機(jī)構(gòu)和教育人員提供100Gbit/s的傳輸速度；Internet2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(gè)網(wǎng)絡(luò)。5112.6Internet2美國(guó)國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)Internet2為各種不同服務(wù)提供了試驗(yàn)場(chǎng)所。也是衡量各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的場(chǎng)所。Internet2的研究包括：實(shí)時(shí)音頻、視頻和白板討論；新協(xié)作