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).ppt

1、主講：易建勛,第1頁 共99頁,計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 第2版教學(xué)課件（增強版） 易建勛 編著 人民郵電出版社2011年6月,主講：易建勛,第2頁 共58頁,第12章 國內(nèi)外主要互聯(lián)網(wǎng),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) 【重點】 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,12.1 中國互聯(lián)網(wǎng)基本情況,主講：易建勛,第4頁 共58頁,12.1 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) 1997年至2009年，全國互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)

2、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，中國互聯(lián)網(wǎng)寬帶接口達(dá)1.36億個； 互聯(lián)網(wǎng)國際出口帶寬達(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。,主講：易建勛,第5頁 共58頁,12.1 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)（ChinaNet，中國電信經(jīng)營）； 中國聯(lián)通計算機互聯(lián)網(wǎng)（CNCNet，聯(lián)通公司經(jīng)營）； 中國教育和科研計算機互聯(lián)網(wǎng)（CERNet，教育部管理）； 中國科技網(wǎng)絡(luò)（CSTNet，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,

3、2. 中國互聯(lián)網(wǎng)普及率 截至2009年底，中國網(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%； 中國國內(nèi)網(wǎng)站達(dá)323萬個； 擁有IPv4地址約2.3億個； 寬帶上網(wǎng)的網(wǎng)民達(dá)到3.46億人； 手機上網(wǎng)的網(wǎng)民達(dá)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,3. 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%； 占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重10%左右； 2008年中國互聯(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)銷售總額的1/10； 軟件市場規(guī)模達(dá)198億元； 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

4、場規(guī)模達(dá)到200多億元； 2009年網(wǎng)絡(luò)游戲市場規(guī)模為258億元。,主講：易建勛,第8頁 共58頁,12.1 中國互聯(lián)網(wǎng)基本情況,4. 互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用 2009年，中國約有2.3億人經(jīng)常使用搜索引擎； 約2.4億人經(jīng)常利用即時通信工具； 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(jìn)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(dá)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,案例 亞洲國際海底光纜示意圖,主講：易建勛,第10頁 共58頁,12.2 國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng),

5、主講：易建勛,第11頁 共58頁,12.2 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)網(wǎng),1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),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),P324圖

6、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),（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),（3）國家公用互聯(lián)網(wǎng)性能指標(biāo) 單向延遲150ms（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),（4）我國公用互聯(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

7、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等動態(tài)路由配置。 各級路由器對外宣告路由時，要求采用無類域間路由（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。,主講：易建勛,第18頁 共58頁,12.2 國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng),2. ChinaNet（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、

8、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),4. CERNet（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)。 三級層次結(jié)構(gòu)：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(dá)到10Gbit/s。 國際出口總帶寬在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),案例,案例 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,12.3 ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu),主講：易建勛,第22頁 共58頁,12.3 ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu),1ChinaNet基本結(jié)構(gòu) ChinaN

9、et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(dá)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),P326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),2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(fù)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

10、,第25頁 共58頁,12.3 ChinaNet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(fù)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),3區(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?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N10Gbit/

11、s。 不同區(qū)域網(wǎng)之間的連接需經(jīng)過核心層； 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),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2個，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。 省會城市接入節(jié)點與區(qū)域網(wǎng)絡(luò)相連后，進(jìn)入ChinaNet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),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),案例 城域網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖,主講：易建勛,第30頁 共58頁,1

12、2.3 ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu),5ChinaNet的路由策略 （1）路由協(xié)議 國際路由采用BGP4與國外網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路由交換； 國內(nèi)省級節(jié)點之間采用BGP4路由協(xié)議； 省級網(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是一個獨立的自治域； ChinaNet自治系統(tǒng)號為：AS4134。,主講：易建勛,第31頁 共58頁,12.3 ChinaNet骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu),（3）ChinaNet國內(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)

13、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。 大區(qū)路由器不接收國際路由表，靠缺省路由選擇路徑。,主講：易建勛,第33頁 共58頁,12.4 CERNet2骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu),主講：易建勛,第34頁 共58頁,12.4 CERNet2骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu),2CERNet2第2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)，

14、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),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),3CERNet2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

15、頁,12.4 CERNet2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,主講：易建勛,第38頁 共58頁,12.4 CERNet2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,主講：易建勛,第39頁 共58頁,12.4 CERNet2骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu),4CERNet2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。,主講：易建勛,第40頁 共58頁,12.4 CERNet2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

16、BGP路由協(xié)議或靜態(tài)路由進(jìn)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(jìn)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),案例 IPv6與IPv4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),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,12.5 GLORIAD中美俄環(huán)球科教網(wǎng),主講：易

17、建勛,第44頁 共58頁,12.5 GLORIAD中美俄環(huán)球科教網(wǎng),1GLORIAD項目背景 GLORIAD（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45頁 共58頁,12.5 GLORIAD中美俄環(huán)球科教網(wǎng),2GLORIAD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。,主講：易建勛,第46頁 共58頁,12.5 GLORIAD中美俄環(huán)球

18、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(dá)“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(dá)“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：易建勛,第47頁 共58頁,12.5 GLORIAD中美俄環(huán)球科教網(wǎng),4GLORIAD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）

19、建立強大的科學(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,12.6 Internet 2美國國家互聯(lián)網(wǎng),主講：易建勛,第49頁 共58頁,12.6 Internet 2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 共58頁,12.6 Internet 2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),案例 美國國家互聯(lián)網(wǎng)Internet 2,案例

20、 Internet 2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)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),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(yuǎn)程醫(yī)療，遠(yuǎn)程診斷和監(jiān)視；