ip 网 若 干 技 术 进 展

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1、IP网若干技术进展

2、第1孙适(中国科学技术大学网络中心)摘要IP网即通常所谓的因特网，其技术日趋完善。本文介绍其研究的前沿即Inter2的9个研究方向。由于篇幅限制，仅阐述传输技术、路由和QoS等3个方面的进展。本文也介绍了IP网的新型的传输者——光互联网的概况。关键词传输技术路由QoS光互联网1.高速进展的IP网由于互联网的用户数指数增长，计算机的性能迅速提高。互联网上多媒体应用加多，使IP互联网的业务和其他IP业务爆炸式的增长。在北美骨干网上的业务量已达到6～9个月左右翻一番，比

3、著名的CPU性能进展的摩尔定律18个月翻一番还要快2～3倍。随着IP业务的持续指数增长，用不了几年IP协议最终将在互联网、有线电视网和网中主导未来。近年来由于各国政府的倡导和介入促使网络技术得到尽快的发展。例如，1996年美国政府支持的信息高速公路计划，包括两个组成部分：1997年开始的下一代互联网（NextGenerationInter）和1996年开始的互联网2（Inter2）。下一代互联网计划目标有3个：(1)发展网络技术，包括提高网络的可靠性、鲁棒性、安全性、服务质量和网络管理。为此要

4、建立两个测试床。测试床建立在政府网如国家自然科学基金会（NSF）和MCI的VBNS网、国家航空航天局（NASA）的NREN网、国防部（DOD）的DREN网以及能源部（DOE）的ES网（1999年启动）。网络速度比现在的网络速度快100倍，接入的大学和研究所超过100个。(2)提高网络能力，建设速度为现有网络速度的1000倍。如VBNS在2000年以前速度达到2.4Gb/s。(3)加强应用研究，包括虚拟实验室、数字图书馆、分布式计算、远程教育和远程医疗等。互联网2（Inter2）是由政府支持的大

5、学的研究发展网络。该网的传输依靠VBNS。工程建设叫GiGaPoP，用以将大学接入VBNS。截止1999年4月接入大学已达135所。接入点的速率可达OC192（10Gb/s）。1998年互联网2（Inter2）在网络技术方面的研究课题有以下九个：IPV4向IPV6过渡、路由、QoS(服务质量)、网络测量、网络管理、网络存储、网络拓扑结构、网络安全和组播技术（multicast）。这两项研究既有相同的部分，又有不同的部分，经常召集联席会议，探讨理论和技术问题。上述研究问题代表当今网络界最关心的

6、研究方向。2.将成为传输的主流技术IP业务如何传送成为最热门的话题。目前，采用的现有的电子交换技术正在走向极限——100Gbps。用光纤作为传输媒体并采用技术已无争议。现有的单膜光纤有巨大的带宽资源。单膜光纤可用带宽约为25T，所以是理想的传输介质。传输的方法是波长划分多路技术（)。所谓技术是将不同的输入光信号分别调制在特定的波长上。调制后的信号，经过多路复用器传送至一根光纤上。信号到达目的地址再经分波器分离成不同的波长，或者由各自的检测器将光信号转换成电信号，或者将需要的某些波长的光信号连

7、接到其他的波道上，继续传输。(见图1)图1系统可以加载几十个波长，甚至上百个波长。1998年Ciena公司做出了在一根光纤上传输96个波长的系统。今年希望能够达到135个波长。由于波长数很多，彼此较接近，故称之为高密度波长划分多路技术D。采用D的光网络如何携带IP数据包的传输呢？光网络论坛(OpticalNet)提出了光学网络的模型。光互联网包括数据网络层、层间适配和层间通道管理层和光网络层。（见图2）图2　IPIP适配光通路光复用光传输客户数据包IPV4或IPV6IP多协议封装，分

8、组定界，差错检测，QoS控制客户适配和带宽管理，连接性证实〖HJ1]带宽复用，线路故障和保护高速传输，光放大故障诊断图3光互联网的协议栈及功能图2给出了光互联网分层模型和协议栈及其功能。客户层（IP层）协议包括IPV4、IPV6等协议。正如前述数据网的速率远低于光传输网的速率，所以光互联网的关键是：数据网络层和光网络层的适配。IP数据以何种方式成帧在上传输是ITU-T和OIF正在研究的问题，其功能应当包括数据网的OAM可以适配到光网的OAM，数据网的特定协议的呼叫如何映射成相应的信令消

9、息。适配既可在数据网或光网中同时实现，也可以单独实现。对于物理接口，要求能将各种类型的业务通过光接口接入传输网中，因此要对接口的比特率、协议、帧结构、开销字节、同步及光纤媒质特性进行恰当的规范。层间管理功能，应能在数据网和光网之间交换状态和配置信息。通过控制接口对业务和通路进行管理。具体为：保护和恢复、故障管理、性能管理、连接管理和会话管理。光互联网保护恢复倾向于在IP层进行而不是像SDH在物理层进行。众所周知IP层恢复靠路由协议（OSPF和BGP）完成，一般需要几秒钟。“新