IT前沿技術(shù)講座

IT前沿技術(shù)講座信息安全新技術(shù)主要包括密碼技術(shù)入侵檢測(cè)系統(tǒng)信息隱藏技術(shù)身份認(rèn)證技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)和災(zāi)難恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計(jì)2023/4/5信息化新技術(shù)主要涉及電子政務(wù)電子商務(wù)城市信息化企業(yè)信息化農(nóng)業(yè)信息化服務(wù)業(yè)信息化2023/4/5軟件新技術(shù)主要關(guān)注嵌入式計(jì)算與嵌入式軟件基于構(gòu)件的軟件開(kāi)發(fā)方法中間件技術(shù)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)可信網(wǎng)絡(luò)計(jì)算平臺(tái)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)SOA與RIA技術(shù)軟件產(chǎn)品線技術(shù)

2023/4/5網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)包括寬帶無(wú)線與移動(dòng)通信光通信與智能光網(wǎng)絡(luò)家庭網(wǎng)絡(luò)與智能終端寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)IPv6與下一代網(wǎng)絡(luò)分布式系統(tǒng)

網(wǎng)格計(jì)算云計(jì)算2023/4/5計(jì)算機(jī)新技術(shù)主要關(guān)注人機(jī)接口高性能計(jì)算和高性能服務(wù)器智能計(jì)算磁存儲(chǔ)技術(shù)光存儲(chǔ)技術(shù)中文信息處理與智能人機(jī)交互數(shù)字媒體與內(nèi)容管理音視頻編/解碼技術(shù)2023/4/5密碼技術(shù)人類使用密碼的歷史幾乎與使用文字的歷史一樣長(zhǎng)早期的密碼技術(shù)主要用于軍事和情報(bào)部門(mén)公元前60年，古羅馬統(tǒng)帥愷撒第一個(gè)用當(dāng)時(shí)發(fā)明的愷撒密碼書(shū)寫(xiě)軍事文書(shū)希特勒使用“迷”的譯碼機(jī)，能產(chǎn)生220億種不同的密鑰組合，一人每分鐘測(cè)試一種，則需要4.2萬(wàn)年才能測(cè)試完所有可能的組合。1939年，數(shù)學(xué)天才AlanTuring用半年的時(shí)間破譯了“迷”在現(xiàn)代密碼學(xué)中，根據(jù)加密算法中所使用的加密的密鑰是否相同，人們將加密技術(shù)區(qū)分為對(duì)稱加密體制和非對(duì)稱加密體制2023/4/5密碼技術(shù)信源

加密明文解密密文接收者明文密鑰源密鑰源密鑰密鑰密鑰信道入侵者密碼系統(tǒng)的模型2023/4/5密碼技術(shù)對(duì)稱加密體制，又稱為私鑰加密、常規(guī)加密技術(shù)，是指信息的發(fā)送方和接收方用同一個(gè)密鑰去加密和解密數(shù)據(jù)優(yōu)點(diǎn)：加/解密速度快，適合于對(duì)大數(shù)據(jù)量進(jìn)行加密缺點(diǎn)：密鑰管理困難典型代表：DES(DataEncryptlonStandard)算法2023/4/5密碼技術(shù)非對(duì)稱密鑰加密體制，又稱公開(kāi)密鑰加密（簡(jiǎn)稱公鑰密碼），它需要使用一對(duì)密鑰來(lái)分別完成加密和解密操作，一個(gè)公開(kāi)發(fā)布，即公開(kāi)密鑰；另一個(gè)由用戶自己秘密保存，即私用密鑰發(fā)送者用公開(kāi)密鑰加密，而接收者則用私用密鑰解密公鑰機(jī)制靈活，但加密和解密速度卻比對(duì)稱密鑰加密慢在非對(duì)稱加密體系中，密鑰被分解為一對(duì)：任一把可作為公鑰，也可以作為私鑰典型算法：RSA算法2023/4/5密碼技術(shù)傳統(tǒng)加密技術(shù)思路：加解密雙方在加解密過(guò)程中要使用完全相同的密鑰，密鑰經(jīng)過(guò)安全密鑰信道由發(fā)送方傳遞給接收方密碼技術(shù)其實(shí)就是一種變換：一組含有參數(shù)k的變換E，對(duì)已知明文信息m，通過(guò)變換E得到密文c，即c=Ek(m),參數(shù)k稱為密鑰，這個(gè)過(guò)程稱為加密。從密文c恢復(fù)明文m的過(guò)程稱之為解密，即：m=Dk(c)。明文明文加密算法解密算法傳輸密文安全信道發(fā)送者和接收者共享密鑰發(fā)送者和接收者共享密鑰傳統(tǒng)加密模型2023/4/5密碼技術(shù)棋盤(pán)密碼建立一張表，使每一個(gè)字符對(duì)應(yīng)行列號(hào)表4-1棋盤(pán)密碼2023/4/5密碼技術(shù)愷撒密碼令26個(gè)字母分別對(duì)應(yīng)于整數(shù)025，a=1,b=2,…….y=25,z=0。愷撒密碼變換實(shí)際上是c（m+k）mod26其中m是明文對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，k是與明文對(duì)應(yīng)的密文用的參數(shù)，叫密鑰。例：消息datasecurity對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)系列為

4，1，20，1，19，5，3，21，18，9，20，25

當(dāng)k=5時(shí)，得密文系列

9，6，25，6，24，10，8，0，23，14，25，4

對(duì)應(yīng)密文為：

ifyfxjhzwnyd2023/4/5密碼技術(shù)Vigenere密碼這是一種典型的多表密碼，即一個(gè)明文字母可以表示為多個(gè)密文字母設(shè)密鑰k=k1k2…..kn,明文M=m1m2m3…..mn，加密變換Ek(M)=c1c2….其中ci(mi+ki)mod26,i=1,2….n例：消息datasecurity,k=best.將M分解為長(zhǎng)為4的系列：datasecurity每一節(jié)利用k=best加密，得密文c=Ek(M)=eelttiunsmlr2023/4/5密碼技術(shù)4)Vernam加密算法將明文和密鑰都先轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)碼（即用二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示明文和密鑰），即M=m1m2…,mi=0或1,i=1,2…

加密過(guò)程如下：Ek(M)=c1c2c3...ci(mi+ki)mod2i=1,2,…2023/4/5密碼技術(shù)5)Hill加密算法基本思路是將l個(gè)明文字母通過(guò)線性變換將它們轉(zhuǎn)換為k個(gè)密文字母。脫密只要做一次逆變換就可以了。密鑰就是變換矩陣本身M=m1m2…,Ek(M)=c1c2c3...C=K*MC1C2…CL=K11K12…..K1LK21K22……K2L…KL1Kl2…….KLLm1m2…mL2023/4/5密碼技術(shù)6)置換密碼替代與置換概念？例題：明文為：attackpostponeduntiltwoam;密鑰為：4312567

密文：TTNAAPTMTSUOAODWCOIXKNLYPETZ2023/4/5密碼技術(shù)對(duì)稱分組密碼網(wǎng)上銀行系統(tǒng)一般都采用加密傳輸交易信息的措施，使用較為廣泛的是DES數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)DES(DataEncryptionStandard)算法，是美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化局NBS（NationalBureauofStandard)于1976年作為官方的聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)頒布的，是一種典型的對(duì)稱分組密碼算法DES算法每次取明文中的連續(xù)64位（二進(jìn)制）數(shù)據(jù)，利用64位密鑰（56位有效位，8位是奇偶校驗(yàn)），經(jīng)過(guò)16次循環(huán)的替換和換位，將其轉(zhuǎn)換成64位的數(shù)據(jù)（密文）2023/4/5密碼技術(shù)DES對(duì)稱分組密碼DES密碼系統(tǒng)是電子銀行中廣泛采用的密碼系統(tǒng)。在國(guó)內(nèi)，DES算法在POS、ATM、磁卡及智能卡、加油站、高速公路收費(fèi)站等領(lǐng)域被廣泛采用。用于信用卡持卡人的PIN的加密傳輸，IC卡與POS間的雙向認(rèn)證、金融交易數(shù)據(jù)包的MAC校驗(yàn)等DES算法將替換與移位兩種基本的算法巧妙的結(jié)合在一起。替換的目的是制造混亂，是信息塊的輸出位和輸入位沒(méi)有明顯的關(guān)系；移位的目的是擴(kuò)散，擴(kuò)散的結(jié)果，是試圖將明文位的效應(yīng)傳播到密文的其他位2023/4/5密碼技術(shù)DES首先處理原密鑰，把56位的原密鑰變換后產(chǎn)生16個(gè)48位子密鑰Ki(I=1，2,…16)，接著處理64位數(shù)據(jù)塊。經(jīng)過(guò)初始置換重新排列位置后形成左、右兩個(gè)32位的子塊L0和R0，右子塊R0通過(guò)膨脹后變?yōu)?8位的塊后與相對(duì)應(yīng)的48位的子密鑰模2加運(yùn)算后再壓縮為32位的塊，然后再與L0模2加運(yùn)算形成新的右子塊R1，新的左子塊L1直接由R0得到（不作任何變換），連續(xù)使用不同的字密鑰運(yùn)算16次，最后把L16和R16左右顛倒后連接，經(jīng)過(guò)逆初始置換形成密文DES加密過(guò)程使用的子密鑰的次序是：K1---K2---….---K16而解密時(shí)使用的子密鑰次序是：K16---K15---….---K1DES是一個(gè)單密碼系統(tǒng)。加密和解密可以用同一硬件設(shè)備或同一程序來(lái)完成2023/4/5密碼技術(shù)逆置換64比特明文塊m1m2…m6464比特明文塊m1m2…m64初始置換L0R0L1=R0R1=

L0f(R0,k1)L2=R1R2=

L1f(R1,k2)L15=R14L16=R15R15=

L14f(R14,k15)R16=

L15f(R15,k16)fk1fk2fk162023/4/5密碼技術(shù)DES算法的安全性對(duì)DES安全性的爭(zhēng)論重要包括：DES算法本身、循環(huán)數(shù)目、密鑰長(zhǎng)度等的爭(zhēng)論對(duì)DES安全最大威脅是窮舉式攻擊美國(guó)國(guó)家安全局NSA宣布，到1998年不再保證DES標(biāo)準(zhǔn)的可靠性2023/4/5密碼技術(shù)3)對(duì)稱分組密碼系統(tǒng)的發(fā)展（3DES有四種模型）DES-EEE3：三個(gè)不同密鑰，順序使用三次加密算法DES-EDE3：三個(gè)不同的密鑰，依次使用加密-解密-加密算法DES-EEE2：K1=K3（兩個(gè)不同的密鑰），順序使用三次加密算法DES-EDE2：K1=K3（兩個(gè)不同的密鑰）依次使用加密-解密-加密算法EEDK1K2K1ABPC加密過(guò)程EEDK1K2K1BACP解密過(guò)程三重DES加密和解密過(guò)程DES-EDE2是被廣泛采用的一種方案，對(duì)明文P，加/解密過(guò)程如圖所示加密過(guò)程為C=EK1(DK2(EK1(P)))解密過(guò)程為P=DK1(EK2(DK1?)))2023/4/5密碼技術(shù)3.公開(kāi)密鑰密碼采用對(duì)稱密鑰的主要問(wèn)題：密鑰的生成、注入、存儲(chǔ)、管理、分發(fā)等很復(fù)雜密鑰需求量隨用戶的增加而急劇增加密鑰更換頻繁通信前需要以安全的方式進(jìn)行密鑰交換密鑰規(guī)模復(fù)雜用戶數(shù)n密鑰數(shù)m密鑰數(shù)與用戶數(shù)的關(guān)系2023/4/5密碼技術(shù)公鑰密碼思想Diffie和Hellman提出的公鑰密碼系統(tǒng)有兩個(gè)不同的密鑰：公開(kāi)的+秘密的。從公開(kāi)密鑰很難推斷私人密鑰。持有公鑰的任何人都可以加密消息，但無(wú)法解密。只有持有私鑰的人才能解密加密密鑰不等于解密密鑰公開(kāi)密鑰密碼的核心是數(shù)學(xué)中的單向函數(shù)。陷門(mén)單向函數(shù)是有一個(gè)秘密陷門(mén)的特殊單向函數(shù)。它一方向易于計(jì)算而反方向卻難于計(jì)算。但是如果你知道了那個(gè)秘密，你也能很容易在另一個(gè)方向計(jì)算這個(gè)函數(shù)已知x，易于計(jì)算出f(x),而已知f(x)，卻難于計(jì)算x，然而有了一些秘密消息y，由f(x)就可以很容易算出x兩個(gè)大素?cái)?shù)p和q相乘得到乘積n比較容易算出，而從n分解為p和q則十分困難2023/4/5密碼技術(shù)公鑰密碼加密/解密過(guò)程一般情況下，網(wǎng)絡(luò)中的用戶約定一個(gè)共同的公開(kāi)密鑰密碼系統(tǒng)，每個(gè)用戶都有自己的公鑰和私鑰，并且所有的共鑰都保存在某個(gè)公開(kāi)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，任何數(shù)據(jù)都可以訪問(wèn)此數(shù)據(jù)庫(kù)加密協(xié)議如下：Alice從公開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)中取得Bob的公開(kāi)密鑰。Alice用的公開(kāi)密鑰加密他的消息，然后傳送給BobBob用他的私鑰解密Alice的消息加密算法解密算法Bob的公鑰Bob的私鑰密文公鑰密碼模型明文明文2023/4/5密碼技術(shù)RSA算法它是一種分組加密算法，明文和密文在0~n-1之間（n是正整數(shù)）。RSA公鑰密碼算法是目前網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行保密通信和數(shù)字簽名的最有效的安全算法之一。RSA算法的安全性是基于數(shù)論中大素?cái)?shù)分解的困難性。RSA需采用足夠大的整數(shù)RSA系統(tǒng)的建立包括如下步驟：選擇兩質(zhì)數(shù)p、q計(jì)算n=p*q計(jì)算n的歐拉函數(shù)?(n)=(p-1)(q-1)選擇整數(shù)e，使e與?(n)互質(zhì)，且1<e<?(n)計(jì)算d，使d*e=1mod?(n)公鑰KU={e,n}公開(kāi)，私鑰KR={d,n}保密2023/4/5認(rèn)證技術(shù)認(rèn)證技術(shù)涉及的主體包括身份認(rèn)證認(rèn)證中心數(shù)字證書(shū)數(shù)字摘要數(shù)字簽名數(shù)字時(shí)間戳2023/4/5認(rèn)證技術(shù)認(rèn)證技術(shù)是保證電子商務(wù)交易安全的一項(xiàng)重要技術(shù)。主要包括身份認(rèn)證：用于鑒別用戶身份信息認(rèn)證：用于保證通信雙方的不可抵賴性以及信息的完整性2023/4/5認(rèn)證技術(shù)

2002年圖靈獎(jiǎng)得主RSA和MD5的創(chuàng)始人數(shù)字摘要是用來(lái)保證信息完整性的一項(xiàng)技術(shù)，是一種單向加密算法數(shù)字摘要，是指通過(guò)單向Hash函數(shù)，將需加密的明文“摘要”成一串固定長(zhǎng)度的密文，不同的明文摘要成的密文其結(jié)果總是不相同，同樣的明文其摘要必定一致，并且即使知道了摘要也不能反推出明文2023/4/5認(rèn)證技術(shù)數(shù)字摘要的使用過(guò)程對(duì)原文使用Hash算法得到數(shù)字摘要將數(shù)字摘要與原文一起發(fā)送接收方將收到的原文應(yīng)用單向Hash函數(shù)產(chǎn)生一個(gè)新的數(shù)字摘要將新數(shù)字摘要與發(fā)送方數(shù)字摘要進(jìn)行比較2023/4/5認(rèn)證技術(shù)與其它加密算法的區(qū)別一般的對(duì)稱或非對(duì)稱加密算法用于防治信息被篡改數(shù)字摘要技術(shù)用于證明信息的完整性和準(zhǔn)確性，主要用于防止原文被篡改2023/4/5認(rèn)證技術(shù)數(shù)字摘要算法的應(yīng)用MD5和SHA-1是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的二種Hash算法，是各種信息安全體系的基石MD5誕生于1991年，全稱為MessageDigestAlgorithm(信息摘要算法)5，由MIT的計(jì)算機(jī)安全實(shí)驗(yàn)室和RSA安全公司共同提出。MD5克服了MD4的缺陷，生成128比特的摘要信息串，出現(xiàn)之后迅速成為主流算法SHA誕生于1993年，由美國(guó)國(guó)家安全局(NSA)設(shè)計(jì)，也稱安全哈希算法(SecureHashAlgorithm)。SHA(即SHA-0)于1995年被SHA-1取代。SHA-1生成長(zhǎng)度為160比特的摘要信息串，是目前的主流應(yīng)用算法。后來(lái)又出現(xiàn)了SHA-224、SHA-256、SHA-384和SHA-512等被統(tǒng)稱為SHA-2系列算法2023/4/5認(rèn)證技術(shù)MD5和SHA-1應(yīng)用舉例常見(jiàn)的Unix系統(tǒng)口令以及多數(shù)論壇/社區(qū)系統(tǒng)口令都是經(jīng)MD5處理后保存其摘要信息串互聯(lián)網(wǎng)文件下載的完整性驗(yàn)證，一般都提供一個(gè)MD5的數(shù)字摘要，下載方通過(guò)MD5摘要能夠確認(rèn)所下載的文件與原文件一致，以此來(lái)防止文件被篡改MD5和SHA-1還常結(jié)合公鑰技術(shù)結(jié)合，創(chuàng)建數(shù)字簽名幾乎所有主要的信息安全協(xié)議都使用SHA-1或MD5，包括SSL、TLS、PGP、SSH、S/MIME和IPSec等協(xié)議在中國(guó)，MD5和SHA-1也是實(shí)際應(yīng)用中最廣泛的二種數(shù)字簽名算法，包括網(wǎng)上銀行等金融業(yè)務(wù)在內(nèi)的很多數(shù)字簽名都采用SHA-1或MD5算法2023/4/5認(rèn)證技術(shù)數(shù)字簽名(電子簽名)含義指數(shù)據(jù)電文中以電子形式所含、所附用于識(shí)別簽名人身份并表明簽名人認(rèn)可其中內(nèi)容的數(shù)據(jù)數(shù)字簽名建立在公鑰加密體制基礎(chǔ)上，是公鑰加密技術(shù)的另一類應(yīng)用。它把公鑰加密技術(shù)和數(shù)字摘要結(jié)合起來(lái)，形成了實(shí)用的數(shù)字簽名技術(shù)作用確認(rèn)當(dāng)事人的身份，起到簽名或蓋章的作用鑒別信息自簽發(fā)后到收到為止是否被篡改完善的數(shù)字簽名技術(shù)具備簽字方不能抵賴、他人不能偽造、在公證人面前能夠驗(yàn)證真?zhèn)蔚哪芰?，用于電子商?wù)安全服務(wù)中的源鑒別、完整性服務(wù)、不可否認(rèn)性服務(wù)2023/4/5認(rèn)證技術(shù)數(shù)字簽名和驗(yàn)證過(guò)程

報(bào)文發(fā)送方從原文中生成數(shù)字摘要，再用發(fā)送方的私鑰對(duì)這個(gè)數(shù)字摘要進(jìn)行加密，形成發(fā)送方數(shù)字簽名發(fā)送方將數(shù)字簽名作為附件與原文一起發(fā)送給接收方接收方用發(fā)送方的公鑰對(duì)已收到的加密數(shù)字摘要進(jìn)行解密接收方對(duì)收到的原文用Hash算法得到接收方的數(shù)字摘要將解密后的發(fā)送方數(shù)字摘要與接收方數(shù)字摘要進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)行判斷數(shù)字簽名解決了電子商務(wù)信息的完整性鑒別和不可否認(rèn)性（抵賴性）問(wèn)題2023/4/5認(rèn)證技術(shù)數(shù)字簽名與加密過(guò)程密鑰對(duì)使用差別數(shù)字簽名使用的是發(fā)送方的密鑰對(duì)，是發(fā)送方用自己的私鑰對(duì)摘要進(jìn)行加密，接收方用發(fā)送方的公鑰對(duì)數(shù)字簽名解密，是一對(duì)多的關(guān)系，表明發(fā)送方的任何伙伴都可以驗(yàn)證數(shù)字簽名的真?zhèn)涡悦荑€加密解密過(guò)程使用的是接收方的密鑰對(duì)，是發(fā)送方用接收方的公鑰加密，接收方用自己的私鑰解密，是多對(duì)一的關(guān)系，表明任何擁有該機(jī)構(gòu)公鑰的人都可以向該機(jī)構(gòu)發(fā)送密文，但只有該機(jī)構(gòu)才能解密，其他人不能解密2023/4/5認(rèn)證技術(shù)2023/4/5認(rèn)證技術(shù)2023/4/5認(rèn)證技術(shù)數(shù)字時(shí)間戳在書(shū)面合同文件中，日期和簽名均是十分重要的防止被偽造和篡改的關(guān)鍵性內(nèi)容在電子交易中，時(shí)間和簽名同等重要。數(shù)字時(shí)間戳技術(shù)是數(shù)字簽名技術(shù)一種變種的應(yīng)用，是由DTS服務(wù)機(jī)構(gòu)提供的電子商務(wù)安全服務(wù)項(xiàng)目，專門(mén)用于證明信息的發(fā)送時(shí)間2023/4/5認(rèn)證技術(shù)數(shù)字時(shí)間戳產(chǎn)生的過(guò)程用戶首先將需要時(shí)間戳的文件用Hash算法加密得到數(shù)字摘要然后將數(shù)字摘要發(fā)送到專門(mén)提供數(shù)字時(shí)間戳服務(wù)的DTS機(jī)構(gòu)DTS機(jī)構(gòu)在原數(shù)字摘要上加上收到文件摘要的時(shí)間信息，用Hash算法加密得到新的數(shù)字摘要DTS機(jī)構(gòu)用自己的私鑰對(duì)新的數(shù)字摘要進(jìn)行加密，產(chǎn)生數(shù)字時(shí)間戳發(fā)還給用戶用戶可以將收到的數(shù)字時(shí)間戳發(fā)送給自己的商業(yè)伙伴以證明信息的發(fā)送時(shí)間數(shù)字時(shí)間戳包括三個(gè)部分需加時(shí)間戳的文件的數(shù)字摘要DTS機(jī)構(gòu)收到文件摘要的日期和時(shí)間DTS機(jī)構(gòu)的數(shù)字簽名2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)、通信、多媒體等前沿技術(shù)的高速發(fā)展，使人們對(duì)基于互聯(lián)網(wǎng)的各類新型應(yīng)用充滿渴望與期待以IPv4為基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)所固有的缺陷日益凸現(xiàn)，安全保障、服務(wù)質(zhì)量與運(yùn)營(yíng)管理已成為進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸可擴(kuò)展、更安全、更大、可信、可管理、高質(zhì)量的下一代互聯(lián)網(wǎng)已成為學(xué)術(shù)與產(chǎn)業(yè)界共同的期盼2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

為什么需求下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)規(guī)模劇增與地址匱乏是直觀需求全球共有互聯(lián)網(wǎng)用戶約15億人，平均普及率22%我國(guó)的網(wǎng)民達(dá)到了3.38億人，普及率為25.5％中國(guó)網(wǎng)民占全球網(wǎng)民的22.5％，而中國(guó)人均占有IP數(shù)為0.7個(gè)2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

為什么需求下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用涌現(xiàn)是發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力更多種類信息終端的網(wǎng)絡(luò)連接要求有廣泛的地址空間高清晰網(wǎng)絡(luò)電視等多媒體應(yīng)用要求有更高的帶寬質(zhì)量保證分布式存儲(chǔ)等P2P網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用要求有端到端的服務(wù)質(zhì)量保證生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)控等工業(yè)控制要求實(shí)時(shí)可靠的服務(wù)質(zhì)量保證電子購(gòu)物等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商業(yè)行為要求可信可管理的安全技術(shù)手段2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

為什么需求下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高清晰網(wǎng)絡(luò)電視等多媒體應(yīng)用2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

為什么需求下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)采用P2P模型的應(yīng)用涌現(xiàn)P2P要求端到端的特性專用地址和NAT，隱藏了誰(shuí)是信息的發(fā)送者P2P要求能夠識(shí)別發(fā)送者P2P要求實(shí)行實(shí)名制PeerPeerClientServer2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

為什么需求下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)控制需要實(shí)時(shí)可靠的網(wǎng)絡(luò)2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

為什么需求下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)網(wǎng)上購(gòu)物等電子商務(wù)服務(wù)日益普及在用戶采取的付款方式，選擇“貨到付款”的比例在連續(xù)下降，而“網(wǎng)上支付”的比例在持續(xù)上升電子商務(wù)安全體系2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

為什么需求下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以IPv4為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)體系局限凸現(xiàn)2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

為什么需求下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下一代互聯(lián)網(wǎng)是我們的希望多種接入方式和多種接入終端大范圍移動(dòng)性網(wǎng)絡(luò)的覆蓋大規(guī)模分布式應(yīng)用開(kāi)展多網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的融合語(yǔ)音、實(shí)時(shí)的多媒體廣泛業(yè)務(wù)開(kāi)展

……2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

為什么需求下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下一代互聯(lián)網(wǎng)的新型服務(wù)模式

目前的互聯(lián)網(wǎng)未來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)相對(duì)獨(dú)立的服務(wù)有機(jī)統(tǒng)一的服務(wù)共性、繁雜的服務(wù)個(gè)性、恰當(dāng)?shù)姆?wù)機(jī)械低效的服務(wù)智能高效的服務(wù)分散斷續(xù)的服務(wù)統(tǒng)一連續(xù)的服務(wù)人圍著系統(tǒng)轉(zhuǎn)系統(tǒng)圍著人轉(zhuǎn)2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

為什么需求下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下一代互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)特征更大：IPV6地址空間，接入網(wǎng)絡(luò)的終端種類和數(shù)量更多，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用更為廣泛，路由性能改善更快：100M以上的端到端的高性能通訊更安全可信：對(duì)象識(shí)別，身份認(rèn)證和網(wǎng)絡(luò)授權(quán)，數(shù)據(jù)加密和完整性，可信任的網(wǎng)絡(luò)更及時(shí)：組播服務(wù)，服務(wù)質(zhì)量QOS，大規(guī)模實(shí)時(shí)交互應(yīng)用更方便：基于移動(dòng)和無(wú)線的豐富應(yīng)用更可管理：有序的管理，有效的運(yùn)營(yíng)，及時(shí)的維護(hù)更有效：有盈利模型，獲得重大社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

下一代互聯(lián)網(wǎng)的醞釀及發(fā)展現(xiàn)狀I(lǐng)Pv6的誕生IETF于1991年開(kāi)始致力于新協(xié)議的研究工作于1993年發(fā)布了白皮書(shū)“IP:NextGeneration(Ipng)WhitePaperSolicitation”,廣泛征求各方意見(jiàn)IETF在綜合各方意見(jiàn)之后，發(fā)布了RFC1726,定義了一整套評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)IpngArea在RFC1550中對(duì)CATNIP,SIPP和TUBA分別作出了細(xì)致的研究。最后，IETF建議融合、修改SIPP與TUBA以形成新一代IP協(xié)議的基礎(chǔ)。由此，新一代的IP協(xié)議產(chǎn)生了2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

下一代互聯(lián)網(wǎng)的醞釀及發(fā)展現(xiàn)狀I(lǐng)Pv6的優(yōu)勢(shì)128位的地址空間：IPv6把地址長(zhǎng)度從32位擴(kuò)展到128位，并賦予了更科學(xué)的層次結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的協(xié)議首部,使得網(wǎng)絡(luò)層的負(fù)擔(dān)減輕很多，符合高效的原則集成了認(rèn)證和加密機(jī)制地址自動(dòng)配置，實(shí)現(xiàn)即插即用任播(Anycast)功能,為均衡負(fù)載等應(yīng)用提供更合理的解決手段支持源路由的選徑

…….2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

下一代互聯(lián)網(wǎng)的醞釀及發(fā)展現(xiàn)狀I(lǐng)Pv6的一些誤解IPv6的唯一驅(qū)動(dòng)力是地址空間不足不需要全新的IPv6，只要對(duì)IPv4進(jìn)行擴(kuò)充就足夠NAT技術(shù)已較好的解決了地址空間不足的問(wèn)題，如P2P應(yīng)用的問(wèn)題已經(jīng)可以通過(guò)UDP穿越等方法得到解決，BT等已經(jīng)可以在NAT后面連接

IPv6的優(yōu)勢(shì)不明顯2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

下一代互聯(lián)網(wǎng)的醞釀及發(fā)展現(xiàn)狀主要進(jìn)展歷程1992，美國(guó)總統(tǒng)克林頓提出“信息高速公路”計(jì)劃，不僅推動(dòng)了互聯(lián)網(wǎng)本身，也為提出下一代互聯(lián)網(wǎng)研究計(jì)劃奠定了基礎(chǔ)1995，NSF支持的下一代互聯(lián)網(wǎng)NGI計(jì)劃，建立了NGI的主干網(wǎng)vBNS1998，UCAID成立，提出Internet2計(jì)劃，建立了Internet2的主干網(wǎng)Abilene1998，亞太地區(qū)高速網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃APAN2001，歐共體的下一代互聯(lián)網(wǎng)研究計(jì)劃，建立了它的主干網(wǎng)GEANT2002，提出建立全球高速互聯(lián)網(wǎng)GTRN2003年1月DoD宣布全面向IPV6過(guò)渡，2008年完成2005年7月美國(guó)政府決定2008年6月過(guò)渡到IPV62023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

下一代互聯(lián)網(wǎng)的醞釀及發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃近期目標(biāo)（2002-2005）在改進(jìn)和提高現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和大力推廣應(yīng)用的同時(shí)，建成中國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程，推動(dòng)下一代互聯(lián)網(wǎng)的科學(xué)技術(shù)進(jìn)步攻克下一代互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)重大應(yīng)用，初步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化中遠(yuǎn)期目標(biāo)（2006-2010）建成全球最大規(guī)模的下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，大力推廣下一代互聯(lián)網(wǎng)的重大應(yīng)用形成中國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，在世界上占有重要地位，提高綜合國(guó)力2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

下一代互聯(lián)網(wǎng)的醞釀及發(fā)展現(xiàn)狀CNGI示范工程近期工作重點(diǎn)建設(shè)中國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)示范網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)開(kāi)展下一代互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)技術(shù)試驗(yàn)和重大應(yīng)用示范重點(diǎn)研究互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)、傳輸、組播等關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)接入和漫游服務(wù)建立網(wǎng)絡(luò)安全體系研究制定計(jì)費(fèi)模式試驗(yàn)中間件等各種應(yīng)用支撐技術(shù)開(kāi)展視頻、移動(dòng)、P2P、網(wǎng)格等重大應(yīng)用示范在下一代互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上研究話音、數(shù)據(jù)、視頻業(yè)務(wù)的融合開(kāi)展下一代互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備和軟件的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，促進(jìn)推廣應(yīng)用積極組織參加相關(guān)國(guó)際組織，開(kāi)展國(guó)際合作2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

下一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)問(wèn)題下一代互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備/軟件商業(yè)網(wǎng)/重大商業(yè)應(yīng)用2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

下一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)問(wèn)題互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv6的研究熱點(diǎn)下一代路由協(xié)議研究與試驗(yàn)大規(guī)模組播服務(wù)研究與試驗(yàn)下一代互聯(lián)網(wǎng)的域名技術(shù)研究網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡研究與試驗(yàn)IPv6QOS帶寬保障技術(shù)

……2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

下一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)問(wèn)題光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究熱點(diǎn)DWDM(密集波分復(fù)用)技術(shù)

超長(zhǎng)途DWDM傳輸技術(shù)智能交換光網(wǎng)技術(shù)

(ROADM可重構(gòu)的光分插復(fù)用）單波道超高速傳輸技術(shù)(40Gb/s)……2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

下一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)問(wèn)題可信網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)研究熱點(diǎn)可信下一代互聯(lián)網(wǎng)的模型構(gòu)建可信網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)可信網(wǎng)絡(luò)的傳輸技術(shù)密鑰交換加密傳輸可控路由安全、可控接入技術(shù)對(duì)象識(shí)別身份認(rèn)證訪問(wèn)授權(quán)2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

下一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)問(wèn)題P2P

技術(shù)研究熱點(diǎn)結(jié)構(gòu)化P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)P2P任務(wù)分發(fā)技術(shù)P2P路由機(jī)制技術(shù)P2P抗擾動(dòng)技術(shù)

……P2P網(wǎng)絡(luò)2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

下一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)問(wèn)題移動(dòng)通信和無(wú)線接入技術(shù)研究熱點(diǎn)WiMAX技術(shù)（802.16e）

802．16e的目標(biāo)是一種移動(dòng)寬帶無(wú)線接入技術(shù)，包括：支持車速移動(dòng)120km／h；可以提供寬帶接入幾十Mbit／s；覆蓋范圍一般在幾公里之內(nèi)3G3G具有無(wú)處不在（連續(xù)覆蓋）、移動(dòng)性等特點(diǎn)，且善于提供全業(yè)務(wù)（話音和數(shù)據(jù)），數(shù)據(jù)速率較高UWB(一種超高速的短距無(wú)線接入技術(shù),UWB能在10米左右的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)每秒數(shù)百兆至數(shù)吉比特的數(shù)據(jù)傳輸速率)ZIGBEE(家庭電器控制、工業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域得到應(yīng)用)……2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

美好與廣闊的應(yīng)用前景下一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用熱點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)新應(yīng)用：大規(guī)模點(diǎn)到點(diǎn)的多媒體通信新型移動(dòng)式多媒體個(gè)人用信息終端，可實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)漫游實(shí)現(xiàn)端到端的高性能傳輸具有安全服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)計(jì)費(fèi)功能無(wú)線/移動(dòng)應(yīng)用：智能交通與定位應(yīng)用基于IPv6，結(jié)合GPS，實(shí)現(xiàn)城市智能交通管理基于IPv6建立家庭網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程家電控制定位應(yīng)用2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

美好與廣闊的應(yīng)用前景下一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用熱點(diǎn)計(jì)算網(wǎng)格和數(shù)據(jù)網(wǎng)格：大規(guī)?？茖W(xué)計(jì)算與協(xié)同服務(wù)高能物理網(wǎng)格、虛擬天文臺(tái)、生物網(wǎng)格、地學(xué)網(wǎng)格、化學(xué)信息網(wǎng)格信息服務(wù)網(wǎng)格大規(guī)模視頻會(huì)議、高清晰度電視基于組播的多點(diǎn)多路視頻會(huì)議，支持遠(yuǎn)程教育和遠(yuǎn)程醫(yī)療等綜合應(yīng)用基于組播的高清晰度電視，分辨率達(dá)到HDTV指標(biāo)流媒體業(yè)務(wù)與應(yīng)用2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

美好與廣闊的應(yīng)用前景下一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用熱點(diǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)、地震監(jiān)測(cè)基于IPv6實(shí)現(xiàn)大氣、水文、水質(zhì)等環(huán)境參數(shù)傳感器聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)體系的規(guī)劃部署，實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程教育、數(shù)字圖書(shū)館、遠(yuǎn)程醫(yī)療基于組播視頻會(huì)議的遠(yuǎn)程授課和師生交流圖書(shū)館資源的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理和檢索安全、可靠地傳輸醫(yī)學(xué)圖象和視頻，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程協(xié)同診斷基于IPv6的各種人體傳感器聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)人體健康監(jiān)測(cè)2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

美好與廣闊的應(yīng)用前景下一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用熱點(diǎn)P2P網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)OceanstoreP2P流媒體系統(tǒng)CoolstreamingP2P互聯(lián)網(wǎng)IP系統(tǒng)SkypeP2PWeb服務(wù)協(xié)作應(yīng)用P2P即時(shí)通信系統(tǒng)IM2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

美好與廣闊的應(yīng)用前景下一代互聯(lián)網(wǎng)研究動(dòng)態(tài)

Ad-hocWiFi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

美好與廣闊的應(yīng)用前景下一代互聯(lián)網(wǎng)研究動(dòng)態(tài)-------WSN大鴨島生物監(jiān)測(cè)開(kāi)始時(shí)間：2002年春遠(yuǎn)端利用Mote形成的網(wǎng)絡(luò)觀察動(dòng)物的棲息地環(huán)境Mote可以通過(guò)環(huán)境光線、溫度……等變化的傳感器節(jié)點(diǎn)，藉由形成的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以遠(yuǎn)端觀察環(huán)境，并且長(zhǎng)時(shí)間搜集環(huán)境的變化資料2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

美好與廣闊的應(yīng)用前景基于IPv6的傳感器網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域傳感器和電子標(biāo)簽結(jié)點(diǎn)將信息連接到全球網(wǎng)絡(luò)2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

美好與廣闊的應(yīng)用前景WSN的豐富內(nèi)涵將充分挖掘目前：PC+信息門(mén)戶+瀏覽未來(lái)：各種接入設(shè)備+多媒體+人性化界面味覺(jué)/嗅覺(jué)/觸覺(jué)/全息立體影象多媒體、各種傳感器、各種人性化界面將成為未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)的表現(xiàn)形式VIDEOAUDIODATAVIDEO/AUDIO/DATA2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

美好與廣闊的應(yīng)用前景隨著人體變成聯(lián)機(jī)在線，數(shù)字醫(yī)學(xué)將要浮現(xiàn)新傳感器—視頻吞咽丸

電池,光源,和視頻照相機(jī)影像傳輸下一步—聯(lián)機(jī)在線

無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)傳輸關(guān)鍵代謝和物理變量

個(gè)人醫(yī)學(xué)

結(jié)合遺傳密碼數(shù)字影像人體數(shù)據(jù)流2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

美好與廣闊的應(yīng)用前景各種互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的有機(jī)整合，將會(huì)為用戶帶來(lái)全新的應(yīng)用體驗(yàn)！目前：PC+少量掌上設(shè)備未來(lái)：手機(jī)PDATV投影儀辦公設(shè)備家用電器……2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

美好與廣闊的應(yīng)用前景IPv6無(wú)線家庭網(wǎng)絡(luò)2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

美好與廣闊的應(yīng)用前景高清晰度IPTV的應(yīng)用普及高清晰IPTV示意系統(tǒng)2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

美好與廣闊的應(yīng)用前景汽車內(nèi)嵌入式IPv6互聯(lián)網(wǎng)~70個(gè)計(jì)算機(jī)

3個(gè)子網(wǎng):多媒體網(wǎng)(車內(nèi)音響，導(dǎo)航系統(tǒng))身體網(wǎng)絡(luò)（燈光，窗）控制網(wǎng)絡(luò)（發(fā)動(dòng)機(jī)，剎車）多引導(dǎo)2023/4/5IPV6與下一代互聯(lián)網(wǎng)

美好與廣闊的應(yīng)用前景未來(lái)的網(wǎng)格技術(shù)-Grid和其它重要技術(shù)相融合（P2P、Webservice、CSCW、Internet2）2023/4/5云計(jì)算(CloudComputing)云計(jì)算，分布式計(jì)算技術(shù)的一種，其最基本的概念，是透過(guò)網(wǎng)絡(luò)將龐大的程序自動(dòng)分拆成無(wú)數(shù)個(gè)較小的子程序，再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)搜尋、計(jì)算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。透過(guò)這項(xiàng)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)，達(dá)成處理數(shù)以千萬(wàn)計(jì)甚至億計(jì)的信息，達(dá)到和“超級(jí)計(jì)算機(jī)”同樣強(qiáng)大效能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)最簡(jiǎn)單云計(jì)算技術(shù)已經(jīng)隨處可見(jiàn)：搜尋引擎、網(wǎng)絡(luò)信箱2023/4/5云計(jì)算-概念狹義云計(jì)算IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的資源(硬件、平臺(tái)、軟件)提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”?！霸啤敝械馁Y源在使用者看來(lái)是可以無(wú)限擴(kuò)展的，并且可以隨時(shí)獲取，按需使用，隨時(shí)擴(kuò)展，按使用付費(fèi)。這種特性經(jīng)常被稱為像水電一樣使用IT基礎(chǔ)設(shè)施

2023/4/5云計(jì)算-概念廣義云計(jì)算指服務(wù)的交付和使用模式，指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的服務(wù)。這種服務(wù)可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的，也可以是任意其他的服務(wù)云是可以自我維護(hù)和管理的虛擬計(jì)算資源，包括計(jì)算服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器、寬帶資源等等。云計(jì)算將計(jì)算資源集中起來(lái)，并由軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)管理。應(yīng)用提供者無(wú)需為細(xì)節(jié)而煩惱，能更專注于自己的業(yè)務(wù)，有利于創(chuàng)新和降低成本2023/4/5云計(jì)算-概念云計(jì)算是并行計(jì)算、分布式計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展，或者說(shuō)是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)云計(jì)算是虛擬化、效用計(jì)算、IaaS(基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù))、PaaS(平臺(tái)即服務(wù))、SaaS(軟件即服務(wù))等概念混合演進(jìn)并躍升的結(jié)果2023/4/5云計(jì)算-基本原理云計(jì)算是一種新興的共享基礎(chǔ)架構(gòu)的方法，將巨大的系統(tǒng)池連接在一起以提供各種IT服務(wù)云計(jì)算的基本原理：通過(guò)使計(jì)算分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上，而非本地計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程服務(wù)器中，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行將更與互聯(lián)網(wǎng)相似。這使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上，根據(jù)需求訪問(wèn)計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)系統(tǒng)類似從單臺(tái)發(fā)電機(jī)模式轉(zhuǎn)向電廠集中供電的模式，云計(jì)算包含這樣的一種思想，把力量聯(lián)合起來(lái)，給其中的每一個(gè)成員使用2023/4/5云計(jì)算-發(fā)展路線并行計(jì)算集群計(jì)算網(wǎng)格計(jì)算云計(jì)算2023/4/5云計(jì)算-特點(diǎn)(1)超大規(guī)模：企業(yè)私有云一般擁有數(shù)百上千臺(tái)服務(wù)器?！霸啤蹦苜x予用戶前所未有的計(jì)算能力(2)虛擬化：云計(jì)算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)(3)高可靠性：云使用了數(shù)據(jù)多副本容錯(cuò)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換等措施來(lái)保障服務(wù)的高可靠性，使用云計(jì)算比使用本地計(jì)算機(jī)可靠(4)通用性：云計(jì)算不針對(duì)特定應(yīng)用，在云的支撐下可以構(gòu)造出千變?nèi)f化的應(yīng)用，同一個(gè)云可以同時(shí)支撐不同的應(yīng)用運(yùn)行2023/4/5云計(jì)算-特點(diǎn)(續(xù))(5)高可擴(kuò)展性：云的規(guī)?？梢詣?dòng)態(tài)伸縮，滿足應(yīng)用和用戶規(guī)模增長(zhǎng)的需要(6)按需服務(wù)：云是一個(gè)龐大資源池，按需購(gòu)買；云可以象水、電、煤氣那樣計(jì)費(fèi)(7)極其廉價(jià)：云的特殊容錯(cuò)措施可以采用極其廉價(jià)的節(jié)點(diǎn)來(lái)構(gòu)成云，云的自動(dòng)化集中式管理使大量企業(yè)無(wú)需負(fù)擔(dān)日益高昂的數(shù)據(jù)中心管理成本，云的通用性使資源的利用率較之傳統(tǒng)系統(tǒng)大幅提升，因此用戶可以充分享受“云”的低成本優(yōu)勢(shì)(8)潛在的危險(xiǎn)性：云計(jì)算服務(wù)提供計(jì)算服務(wù)+存儲(chǔ)服務(wù)。云計(jì)算服務(wù)壟斷在私人機(jī)構(gòu)手中商業(yè)用戶使用私人機(jī)構(gòu)提供的云計(jì)算服務(wù)，不可避免地讓這些私人機(jī)構(gòu)以數(shù)據(jù)的重要性挾制整個(gè)社會(huì)云計(jì)算中的數(shù)據(jù)對(duì)于數(shù)據(jù)所有者以外的其他用戶云計(jì)算用戶是保密的，但對(duì)于提供云計(jì)算的商業(yè)機(jī)構(gòu)而言確實(shí)毫無(wú)秘密可言2023/4/5云計(jì)算-發(fā)展歷史2007.10，谷歌與IBM開(kāi)始在美國(guó)大學(xué)校園，推廣云計(jì)算的計(jì)劃，希望能降低分布式計(jì)算技術(shù)在學(xué)術(shù)研究方面的成本，并為這些大學(xué)提供相關(guān)的軟硬件設(shè)備及技術(shù)支持，谷歌宣布在臺(tái)灣引導(dǎo)云計(jì)算學(xué)術(shù)計(jì)劃，將與臺(tái)灣臺(tái)大、交大等學(xué)校合作，將這種先進(jìn)的大規(guī)模、快速計(jì)算技術(shù)推廣到校園，雅虎、惠普和英特爾宣布涵蓋美國(guó)、德國(guó)和新加坡的聯(lián)合研究計(jì)劃，推出云計(jì)算研究測(cè)試床，推進(jìn)云計(jì)算，美國(guó)專利商標(biāo)局網(wǎng)站信息顯示，戴爾正在申請(qǐng)?jiān)朴?jì)算商標(biāo)，稱云計(jì)算是在數(shù)據(jù)中心和巨型規(guī)模的計(jì)算環(huán)境中，為他人提供計(jì)算機(jī)硬件定制制造，Novell與云安全聯(lián)盟共同宣布一項(xiàng)供應(yīng)商中立計(jì)劃，名為可信任云計(jì)算計(jì)劃2023/4/5云計(jì)算-服務(wù)方式InfoWorld網(wǎng)站同數(shù)十家公司、分析家和IT用戶討論出了云計(jì)算的幾大形式：1.SAAS（軟件即服務(wù)）此類云計(jì)算通過(guò)瀏覽器把程序傳給用戶。在用戶看來(lái)，省去服務(wù)器和軟件授權(quán)開(kāi)支；從供應(yīng)商來(lái)看，只需維持一個(gè)程序，減少成本。Salesforce是迄今為止這類服務(wù)最為出名的公司。SAAS在人力資源管理程序和ERP中比較常用2.實(shí)用計(jì)算主意早就有了，但直到最近才在Amazon、Sun、IBM和其它提供存儲(chǔ)服務(wù)和虛擬服務(wù)器的公司中新生。這種云計(jì)算是為IT行業(yè)創(chuàng)造虛擬的數(shù)據(jù)中心使得其能夠把內(nèi)存、I/O設(shè)備、存儲(chǔ)和計(jì)算能力集中起來(lái)成為一個(gè)虛擬的資源池來(lái)為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)3.網(wǎng)絡(luò)服務(wù)同SAAS關(guān)系密切，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者們能夠提供API讓開(kāi)發(fā)者能夠開(kāi)發(fā)更多基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，而不是提供單機(jī)程序2023/4/5云計(jì)算-服務(wù)方式式

4.平臺(tái)即服務(wù)

PAAS云計(jì)算把開(kāi)發(fā)環(huán)境作為一種服務(wù)來(lái)提供。你可以使用中間商的設(shè)備來(lái)開(kāi)發(fā)自己的程序并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和其服務(wù)器傳到用戶手中

5.MSP（管理服務(wù)提供商）

最古老的云計(jì)算運(yùn)用之一。這種應(yīng)用更多的是面向IT行業(yè)而不是終端用戶，常用于郵件病毒掃描、程序監(jiān)控等等

6.商業(yè)服務(wù)平臺(tái)

SAAS和MSP的混合應(yīng)用，該類云計(jì)算為用戶和提供商間的互動(dòng)提供了一個(gè)平臺(tái)。比如用戶個(gè)人開(kāi)支管理系統(tǒng)，能夠根據(jù)用戶的設(shè)置來(lái)管理其開(kāi)支并協(xié)調(diào)其訂購(gòu)的各種服務(wù)

7.互聯(lián)網(wǎng)整合

將互聯(lián)網(wǎng)上提供類似服務(wù)的公司整合起來(lái)，以便用戶能夠更方便的比較和選擇自己的服務(wù)供應(yīng)商2023/4/5云計(jì)算-四個(gè)顯著特點(diǎn)

云計(jì)算提供最可靠、最安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，用戶不用再擔(dān)心數(shù)據(jù)丟失、病毒入侵等麻煩云計(jì)算對(duì)用戶端的設(shè)備要求最低，使用起來(lái)最方便云計(jì)算可以輕松實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)與應(yīng)用共享云計(jì)算為我們使用網(wǎng)絡(luò)提供幾乎無(wú)限多的可能2023/4/5云計(jì)算-三個(gè)特征可使用的無(wú)限的計(jì)算資源，從而消除了云計(jì)算用戶預(yù)防不測(cè)的需要消除了云計(jì)算用戶的前期投資，從而使得公司以小規(guī)模啟動(dòng)，僅在需要增加時(shí)增加硬件資源可支付短期內(nèi)所使用的計(jì)算資源(如處理器的使用小時(shí)數(shù)和存儲(chǔ)使用的天數(shù))以及可以根據(jù)需要停止使用，從而通過(guò)在不需要時(shí)不再使用機(jī)器和存儲(chǔ)來(lái)節(jié)省資金2023/4/5云計(jì)算-十個(gè)障礙服務(wù)的可用性數(shù)據(jù)鎖定數(shù)據(jù)保密性和可審計(jì)性數(shù)據(jù)傳輸瓶頸性能不可預(yù)測(cè)性伸縮性存儲(chǔ)大型分布式系統(tǒng)中的瑕疵迅速伸縮聲譽(yù)命運(yùn)共享軟件許可證2023/4/5云計(jì)算-體系結(jié)構(gòu)云計(jì)算平臺(tái)是一個(gè)強(qiáng)大的云網(wǎng)絡(luò)，連接了大量并發(fā)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和服務(wù)，可利用虛擬化技術(shù)擴(kuò)展每一個(gè)服務(wù)器的能力，將各自的資源通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)結(jié)合起來(lái)，提供超級(jí)計(jì)算和存儲(chǔ)能力2023/4/5高性能計(jì)算和高性能服務(wù)器高性能計(jì)算市場(chǎng)IDC對(duì)08年服務(wù)器市場(chǎng)的預(yù)測(cè)：08年，全球服務(wù)器產(chǎn)業(yè)預(yù)計(jì)以接近9%的速度發(fā)展，HPC產(chǎn)業(yè)預(yù)計(jì)的發(fā)展速度將會(huì)超過(guò)12%在中國(guó)，HPC市場(chǎng)的發(fā)展速度將會(huì)超過(guò)20%HPC市場(chǎng)既是一個(gè)傳統(tǒng)的市場(chǎng)，又是一個(gè)新興的、高速發(fā)展的市場(chǎng)高：定位高端用戶標(biāo)桿項(xiàng)目，影響力大平民化趨勢(shì)快速發(fā)展2023/4/5高性能計(jì)算和高性能服務(wù)器高性能計(jì)算市場(chǎng)一些廠商的表現(xiàn)例如：Intel國(guó)家的政策自主創(chuàng)新………技術(shù)的發(fā)展CPU多核化的趨勢(shì)多進(jìn)程、多線程并行化的趨勢(shì)其他并行計(jì)算機(jī)上的廣泛應(yīng)用高端下移

………高性能計(jì)算的市場(chǎng)正處于發(fā)展階段2023/4/5高性能計(jì)算和高性能服務(wù)器曙光和高性能計(jì)算1993.10曙光一號(hào)16個(gè)處理器，每秒6.4億次1995.5曙光100036個(gè)節(jié)點(diǎn)機(jī)，每秒25.6億次1998.12曙光2000I68個(gè)節(jié)點(diǎn)機(jī)，每秒200億次2000.1曙光2000II164個(gè)CPU，每秒1117億次中國(guó)第一個(gè)SMP集群2023/4/5高性能計(jì)算和高性能服務(wù)器曙光和高性能計(jì)算2001.10曙光3000每秒4032億次SUMA標(biāo)準(zhǔn)誕生2003.3曙光4000L644個(gè)CPU，每秒3萬(wàn)億次2004.6曙光4000A2560顆CPU，每秒10萬(wàn)億次名列世界第十，成為除美日以外第一個(gè)進(jìn)入世界“top500”前10名的國(guó)家2023/4/5高性能計(jì)算和高性能服務(wù)器曙光和高性能計(jì)算曙光5000A中國(guó)登峰造極的最高性能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)算速度超過(guò)百萬(wàn)億次的曙光5000，將使中國(guó)成為美國(guó)之后第二個(gè)能生產(chǎn)百萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)的國(guó)家曙光5000共采用3萬(wàn)顆CPU核，峰值230萬(wàn)億次，Linpack效率超過(guò)70%曙光5000計(jì)算能力超過(guò)曙光4000A十多倍，而體積、功耗與曙光4000A相同，代表了中國(guó)高性能計(jì)算機(jī)發(fā)展的最高水平2023/4/5高性能計(jì)算和高性能服務(wù)器高性能計(jì)算---并行計(jì)算并行計(jì)算(ParallelComputing）高端計(jì)算(High-endParallelComputing)高性能計(jì)算(HighPerformanceComputing)超級(jí)計(jì)算(SuperComputing)計(jì)算科學(xué)與傳統(tǒng)的兩種科學(xué)，即理論科學(xué)和實(shí)驗(yàn)科學(xué)，并列被認(rèn)為是人類認(rèn)識(shí)自然的三大支柱，他們彼此相輔相成地推動(dòng)科學(xué)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步。在許多情況下，或者是理論模型復(fù)雜甚至理論尚未建立，或者實(shí)驗(yàn)費(fèi)用昂貴甚至無(wú)法進(jìn)行時(shí)，計(jì)算就成了求解問(wèn)題的唯一或主要的手段2023/4/5高性能計(jì)算和高性能服務(wù)器高性能計(jì)算--應(yīng)用需求2023/4/5高性能計(jì)算和高性能服務(wù)器高性能計(jì)算人類對(duì)計(jì)算及性能的要求是無(wú)止境的從系統(tǒng)的角度：集成系統(tǒng)資源，以滿足不斷增長(zhǎng)的對(duì)性能和功能的要求從應(yīng)用的角度：適當(dāng)分解應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)更大規(guī)?；蚋?xì)致的計(jì)算問(wèn)題:科學(xué)和工程問(wèn)題的數(shù)值模擬與仿真計(jì)算密集數(shù)據(jù)密集網(wǎng)絡(luò)密集三種混合2023/4/5高性能計(jì)算和高性能服務(wù)器高性能計(jì)算機(jī)由多個(gè)計(jì)算單元組成，運(yùn)算速度快、存儲(chǔ)容量大、可靠性高的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也稱為：巨型計(jì)算機(jī)、超級(jí)計(jì)算機(jī)目前任何高性能計(jì)算和超級(jí)計(jì)算都離不開(kāi)使用并行技術(shù)，所以高性能計(jì)算機(jī)肯定是并行計(jì)算機(jī)2023/4/5高性能計(jì)算和高性能服務(wù)器高性能計(jì)算機(jī)--其發(fā)展歷程可以簡(jiǎn)單地分為兩個(gè)時(shí)代專用時(shí)代包括向量機(jī)、MPP、SGINUMA，SUNSMP、神威、銀河、曙光1000“專用”，是指它們的組成部件是專門(mén)設(shè)計(jì)的，它們的CPU板，內(nèi)存板，I/O板，操作系統(tǒng)，甚至I/O系統(tǒng)，不能在其它系統(tǒng)中使用的普及時(shí)代價(jià)格下降，應(yīng)用門(mén)檻降低，應(yīng)用開(kāi)始普及。兩個(gè)技術(shù)趨勢(shì)起到重要作用商品化趨勢(shì)使得大量生產(chǎn)的商品部件接近高性能計(jì)算機(jī)專有部件標(biāo)準(zhǔn)化趨勢(shì)使得這些部件之間能夠集成一個(gè)系統(tǒng)中，其中X86處理器、以太網(wǎng)、內(nèi)存部件、Linux都起到?jīng)Q定性作用機(jī)群系統(tǒng)是高性能計(jì)算機(jī)的一種，它的技術(shù)基礎(chǔ)和工業(yè)基礎(chǔ)都是商品化和標(biāo)準(zhǔn)化2023/4/5高性能計(jì)算和高性能服務(wù)器高性能計(jì)算機(jī)--系統(tǒng)架構(gòu)并行向量機(jī)SMPDSM（NUMA）MPP，節(jié)點(diǎn)可以是單處理器的節(jié)點(diǎn)，也可以是SMP，DSMClusterConstellation2023/4/5高性能計(jì)算和高性能服務(wù)器高性能計(jì)算機(jī)--制造廠商CraySGIIBM曙光銀河神威2023/4/5高性能計(jì)算和高性能服務(wù)器高性能計(jì)算機(jī)--并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)類型Flynn分類SISD,SIMD,MIMD,MISD結(jié)構(gòu)模型PVP,SMP,MPP,DSM,COW訪存模型UMA,NUMA,COMA,CC-NUMA,NORMA2023/4/5高性能計(jì)算和高性能服務(wù)器高性能計(jì)算機(jī)--并行計(jì)算機(jī)分類Flynn分類

Flynn(1972)提出指令流、數(shù)據(jù)流和多倍性概念，把不同的計(jì)算機(jī)分為四大類：SISD（Single-InstructionSingle-Data）SIMD（Single-InstructionMulti-Data）MISD（Multi-InstructionSingle-Data）MIMD（Multi-InstructionMulti-Data）現(xiàn)代高性能計(jì)算機(jī)都屬于MIMD。MIMD從結(jié)構(gòu)上和訪存方式上，又可以分為結(jié)構(gòu)模型：PVP,SMP,MPP,DSM,COW訪存模型：UMA,NUMA,COMA,CC-NUMA,NORMA2023/4/5高性能計(jì)算和高性能服務(wù)器高性能計(jì)算機(jī)--結(jié)構(gòu)模型2023/4/5高性能計(jì)算和高性能服務(wù)器高性能計(jì)算機(jī)--對(duì)稱多處理機(jī)系統(tǒng)(SMP)對(duì)稱式共享存儲(chǔ):任意處理器可直接訪問(wèn)任意內(nèi)存地址,且訪問(wèn)延遲、帶寬、機(jī)率都是等價(jià)的;系統(tǒng)是對(duì)稱的微處理器:一般少于64個(gè)處理器不能太多,總線和交叉開(kāi)關(guān)一旦作成難于擴(kuò)展例子:IBMR50,SGIPowerChallenge,SUNEnterprise,曙光一號(hào)2023/4/5高性能計(jì)算和高性能服務(wù)器高性能計(jì)算機(jī)--大規(guī)模并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(MPP)物理和邏輯上均是分布內(nèi)存能擴(kuò)展至成百上千個(gè)處理器采用高通信帶寬和低延遲的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(專門(mén)設(shè)計(jì)和定