第12章國內外主要互聯(lián)網(wǎng)結構增強版

第12章國內外主要互聯(lián)網(wǎng)12.1中國互聯(lián)網(wǎng)基本情況12.2國內主要互聯(lián)網(wǎng)12.3ChinaNet骨干網(wǎng)結構【重點】12.4CERNet2骨干網(wǎng)結構12.5GLORIAD中美俄環(huán)球科教網(wǎng)12.6Internet2美國國家互聯(lián)網(wǎng)主講：易建勛112.1中國互聯(lián)網(wǎng)基本情況主講：易建勛212.1中國互聯(lián)網(wǎng)基本情況1.中國互聯(lián)網(wǎng)基礎設施建設1997年至2009年，全國互聯(lián)網(wǎng)基礎設施建設投資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)絡已基本覆蓋全國。主講：易建勛312.1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（CSTNet，中科院管理）。主講：易建勛412.1中國互聯(lián)網(wǎng)基本情況2.中國互聯(lián)網(wǎng)普及率截至2009年底，中國網(wǎng)民人數(shù)達到了3.84億；互聯(lián)網(wǎng)普及率達到28.9%；中國國內網(wǎng)站達323萬個；擁有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512.1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198億元；中國網(wǎng)絡購物用戶已超過1億人。2009年電子商務交易額超過3.6萬億元。2009年網(wǎng)絡廣告市場規(guī)模達到200多億元；2009年網(wǎng)絡游戲市場規(guī)模為258億元。主講：易建勛612.1中國互聯(lián)網(wǎng)基本情況4.互聯(lián)網(wǎng)的應用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)學習，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712.1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812.2國內主要互聯(lián)網(wǎng)主講：易建勛912.2國內主要互聯(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?；ヂ?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1012.2國內主要互聯(lián)網(wǎng)1．國家公用互聯(lián)網(wǎng)基本設計原則（1）我國互聯(lián)網(wǎng)結構我國公用互聯(lián)網(wǎng)分為3級：省際骨干網(wǎng)（國家骨干網(wǎng)）省內骨干網(wǎng)城域網(wǎng)省際骨干網(wǎng)、省內骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)分別采用獨立的自治域。主講：易建勛1112.2國內主要互聯(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1212.2國內主要互聯(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1312.2國內主要互聯(lián)網(wǎng)（2）我國骨干傳輸網(wǎng)技術骨干傳輸網(wǎng)采用IPOverSDH和IPOverDWDM技術。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)務傳送平臺）。主講：易建勛1412.2國內主要互聯(lián)網(wǎng)（3）國家公用互聯(lián)網(wǎng)性能指標單向延遲≤150ms（全網(wǎng)國內端到端）；抖動≤20ms；包丟失率≤1％；可用性≥99.99％。主講：易建勛1512.2國內主要互聯(lián)網(wǎng)（4）我國公用互聯(lián)網(wǎng)路由技術域內路由采用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，最大化地進行路由聚合。網(wǎng)絡中不應存在路由選擇循環(huán)，不存在路由黑洞。主講：易建勛1612.2國內主要互聯(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；目前國內最大的計算機骨干網(wǎng)；網(wǎng)絡基本覆蓋全國所有省、市縣，農村。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1712.2國內主要互聯(lián)網(wǎng)4.CERNet（中國教育和科研計算機網(wǎng)）教育部建設和管理的全國性互聯(lián)網(wǎng)。三級層次結構：全國主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)。全國網(wǎng)絡中心設在清華大學。2009年底，骨干網(wǎng)傳輸速率達到10Gbit/s。國際出口總帶寬在10Gbit/s以上。主講：易建勛1812.2國內主要互聯(lián)網(wǎng)[案例][案例]電信運營商骨干網(wǎng)絡結構示意圖主講：易建勛1912.3ChinaNet骨干網(wǎng)結構

主講：易建勛2012.3ChinaNet骨干網(wǎng)結構1．ChinaNet基本結構ChinaNet已覆蓋到全國31個省、自治區(qū)和直轄市;在全國200多個城市設有服務節(jié)點;2009年底，全國用戶數(shù)達2億多戶。在北京、上海、廣州開設了3個國際出口局。結構分為3層：核心層區(qū)域層邊緣層主講：易建勛2112.3ChinaNet骨干網(wǎng)結構[P326圖12-2]ChinaNet骨干網(wǎng)基本結構示意圖主講：易建勛2212.3ChinaNet骨干網(wǎng)結構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：負責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)絡的連接與轉接等功能。主講：易建勛2312.3ChinaNet骨干網(wǎng)結構核心節(jié)點：每個核心節(jié)點設有4臺路由器；兩臺路由器負責與國際因特網(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N×10Gbit/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)絡的安全和可靠。主講：易建勛2412.3ChinaNet骨干網(wǎng)結構3．區(qū)域層全國31個省級網(wǎng)絡劃分為8個區(qū)域；8個區(qū)域網(wǎng)共同構成區(qū)域層。區(qū)域層提供大區(qū)內的信息交換，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2512.3ChinaNet骨干網(wǎng)結構4．邊緣層邊緣層由省區(qū)域網(wǎng)絡組成；省內設核心節(jié)點2個，負責省內信息交換。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)絡相連后，進入ChinaNet骨干網(wǎng)。主講：易建勛2612.3ChinaNet骨干網(wǎng)結構[案例]ChinaNet城域接入網(wǎng)示意圖主講：易建勛2712.3ChinaNet骨干網(wǎng)結構[案例]城域網(wǎng)結構示意圖主講：易建勛2812.3ChinaNet骨干網(wǎng)結構5．ChinaNet的路由策略（1）路由協(xié)議國際路由采用BGP4與國外網(wǎng)絡進行路由交換；國內省級節(jié)點之間采用BGP4路由協(xié)議；省級網(wǎng)絡內采用OSPF或IS-IS，進行骨干網(wǎng)內部的路由選擇。（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2912.3ChinaNet骨干網(wǎng)結構（3）ChinaNet國內路由策略：在全網(wǎng)范圍內進行廣播；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3012.3ChinaNet骨干網(wǎng)結構（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3112.4CERNet2骨干網(wǎng)結構主講：易建勛3212.4CERNet2骨干網(wǎng)結構2．CERNet2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術互聯(lián)網(wǎng)，同時開通了全球IPv6互聯(lián)網(wǎng)服務。主講：易建勛3312.4CERNet2骨干網(wǎng)結構CERNet2是目前世界上最大規(guī)模的純IPv6網(wǎng)絡。骨干網(wǎng)采用國產(chǎn)IPv6設備；主要應用：中國教育科研網(wǎng)格（ChinaGrid）；高清晰度視頻傳輸；無線移動技術；媒體通信系統(tǒng)等。主講：易建勛3412.4CERNet2骨干網(wǎng)結構3．CERNet2總體結構CERNet2采用2級層次結構；分為骨干網(wǎng)和用戶網(wǎng)。骨干網(wǎng)由網(wǎng)絡中心和分布在全國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)絡中心設置在清華大學內。主講：易建勛3512.4CERNet2骨干網(wǎng)結構CERNet網(wǎng)絡拓撲結構[案例]CERNET網(wǎng)絡結構示意圖主講：易建勛3612.4CERNet2骨干網(wǎng)結構CERNet2網(wǎng)絡拓撲結構如圖12-4所示。[案例]CERNET2網(wǎng)絡結構示意圖主講：易建勛3712.4CERNet2骨干網(wǎng)結構4．CERNet2網(wǎng)絡用戶接入CERNet2骨干網(wǎng)采用純IPv6協(xié)議；傳輸鏈路采用DWDM技術；支持IPv4和IPv6的用戶網(wǎng)接入。主講：易建勛3812.4CERNet2骨干網(wǎng)結構IPv6與IPv4用戶的兼容性解決方案：用戶為純IPv6網(wǎng)絡時，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)絡時，使用BGP＋或靜態(tài)路由進行網(wǎng)絡互連。用戶使用IPv4應用時，利用IPv4overIPv6隧道技術。用戶為純IPv4網(wǎng)絡時，通過網(wǎng)絡地址轉換（NAT）技術，實現(xiàn)IPv6與IPv4的互連。主講：易建勛3912.4CERNet2骨干網(wǎng)結構[案例]IPv6與IPv4網(wǎng)絡兼容性解決方案主講：易建勛4012.4CERNet2骨干網(wǎng)結構[案例]IPv6與IPv4網(wǎng)絡兼容性解決方案主講：易建勛4112.5GLORIAD中美俄環(huán)球科教網(wǎng)主講：易建勛4212.5GLORIAD中美俄環(huán)球科教網(wǎng)1．GLORIAD項目背景GLORIAD（中美俄環(huán)球科教網(wǎng)絡）由中國科學院、美國國家科學基金會、俄羅斯部委與科學團體聯(lián)盟共同出資建設；建設及運營服務單位：中國科學院計算機網(wǎng)絡信息中心；美國依利諾伊大學國家超級計算應用中心；俄羅斯庫爾恰托夫研究院。2004年GLORIAD網(wǎng)絡在北京正式宣布開通。主講：易建勛4312.5GLORIAD中美俄環(huán)球科教網(wǎng)2．GLORIAD網(wǎng)絡拓撲結構GLORIAD網(wǎng)絡拓撲結構示意圖如圖12-6所示。主講：易建勛4412.5GLORIAD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)”結構。GLORIAD采用光纜直連方式；GLORIAD環(huán)網(wǎng)采用DWDM傳輸技術。主講：易建勛4512.5GLORIAD中美俄環(huán)球科教網(wǎng)4．GLORIAD網(wǎng)絡研究內容（1）網(wǎng)絡傳輸基礎設施的研究和建設。（2）網(wǎng)絡重要支撐技術的研究、試驗和運行。（3）網(wǎng)絡應用服務軟件/中間件的研究、試驗和運行。（4）建立強大的科學教育應用聯(lián)盟。利用GLORIAD網(wǎng)絡進行研究項目：自然和人為災害的聯(lián)合響應，核材料的安全，地震監(jiān)控，太空聯(lián)合探索，共同遙測，網(wǎng)絡視頻會議等。主講：易建勛4612.6Internet2美國國家互聯(lián)網(wǎng)主講：易建勛4712.6Internet2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4812.6Internet2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4912.6Internet2美國國家互聯(lián)網(wǎng)[案例]美國國家互聯(lián)網(wǎng)Internet2[案例]Internet2網(wǎng)絡結構示意圖主講：易建勛5012.6Internet2美國國家互聯(lián)網(wǎng)美國國家互聯(lián)網(wǎng)Internet2Internet2是美國120多所大學、專業(yè)協(xié)會、公司和政府機構共同建設的美國國家主干網(wǎng)絡。2007年美國完成Internet2基礎架構，并開始運行；它面向科研機構和教育人員提供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網(wǎng)絡。主講：易建勛5112.6Internet2美國國家互聯(lián)網(wǎng)Internet2為各種不同服務提供了試驗場所。也是衡量各種網(wǎng)絡技術的場所。Internet2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