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CNGI-CERNET的技术路线
  发布人:网络中心办公室 发布时间:2013-5-22  浏览量:6689  

根据国家对CNGI核心网在先进性、试验性、开放性方面的要求,CNGI-CERNET2在总体技术路线上进行了前所未有的探索,以一个“核心”八个“坚持”为战略指导思想,革新下一代互联网的体系结构。

    以IPv6为技术核心

下一代互联网建设要以IPv6为技术核心,是根据实现我国信息网络技术跨越式发展的战略要求,在对国际下一代互联网研究与实践进行充分调研分析的基础上,结合我国具体国情提出的科学论断。

第一,从体系结构的角度来说,网络层始终是互联网体系结构中最重要的部分。通过惟一的IP支持多种物理网络上的多种应用是互联网发展的历史必然,任何物理网络和数据链路技术的革新最终必然归结为IP的支持。

第二,从互联网发展的历史进度来看,IPv6是目前最为可行的下一代互联网网络层协议,是可以深入开展实践的技术。以IPv6为切入点,有利于我国尽快跻身于下一代互联网研究与实践的先进行列。

第三,我国的互联网是可扩展性最好的研究开发平台。从我国的实际国情出发,人口众多的发展中大国的地位,使得我国对互联网可扩展性的要求比世界其他国家和地区都更为突出,以地址空间空前扩大的IPv6为基础开展下一代互联网的试验,符合我国下一代互联网发展“需求牵引、技术驱动、结合国情、具有特色”的指导思想,突出中国特色和中国优势,能够做出具有世界意义的工作,有力推动全球互联网技术的革新。


  建设纯IPv6网

建设纯网络是CNGI-CERNET2/6IX所提出的具有国际先进性的基本原则。在此之前,世界上并没有大规模建设纯IPv6主干网的先例。建设纯IPv6网络,是我国下一代互联网发展科技创新战略的体现,具有战术和战略两个方面的重要意义。

从战术上讲,以单一IP为核心是互联网体系结构发展的必然归宿,我国下一代互联网全力以赴建设纯IPv6网络,一方面有利于实现简洁、清晰的组网结构,另一面将大大降低设备存储、路由计算、网络管理等各方面的成本,符合走可持续发展道路的原则要求。

从战略上讲,坚持建设纯IPv6网络的基本原则,将彻底改变全球下一代互联网实践“穿新鞋,走老路”的被动局面,有利于充分暴露IPv6网络以及从IPv4过渡到IPv6的关键矛盾,有利于加快理解、掌握下一代互联网关键技术,有利于切实推动我国信息网络尽快向下一代互联网过渡和迁移,在全球信息网络技术“更新换代”的历史潮流中把握先机。

我国自1998年开始IPv6试验研究工作,已经对以双协议栈和隧道技术为基础的IPv6大规模组网技术开展了大量实践,积累了丰富的技术经验,这为进一步建设纯IPv6网络打下了必要的基础,同时也要求CNGI-CERNET2/6IX的建设必须突破新的高度。建设纯IPv6网络,符合CNGI-CERNET2/6IX在我国下一代互联网发展中的角色和历史定位。

  建成后的CNGI-CERNET2和CNGI-6IX,建设纯IPv6网络的基本原则体现在:

1.主干网核心路由器和接入网边界路由器之间只通过IPv6互联,只传递IPv6的路由信息;

2.积极发展以IPv4-over-IPv6隧道为代表的IPv4/IPv6过渡新技术,推动纯IPv6网络从主干网到用户网、从通信子网到资源子网全面拓展。


  国产设备为主多个厂商设备混合组网

多个厂商的IPv6设备混合组网是CNGI-CERNET2所提出的富有特色的部署方针。

在大规模真实环境中用多个厂商的设备混合组网,是确定网络设备在物理层、链路层、网络层和网络管理维护方面的标准化程度、发现兼容性问题的根本途径,也是全面理解互联网标准的根本途径。坚持多厂商设备混合组网,有利于推动国产设备制造商尽快成长,全面理解并掌握网络互联的关键技术,积累自主知识产权的技术成果,提高国产设备的国际兼容能力、提高国际竞争力,符合我国下一代互联网发展“科学试验和产业化相互促进、共同发展”的指导思想,是下一代互联网产业发展战略的重要体现。

  建成后的CNGI-CERNET2和CNGI-6IX中,坚持多个厂商设备混合组网的部署方针体现在:

第一,以国产路由器为主,同时选用国际领先品牌的设备,推动国产路由器在国际化环境中成长。其中,主干网核心路由器和边界路由器采用华为、比威、Juniper等三家厂商的产品,主干网备份路由器选用Cisco、Juniper、日立、华为等四个厂商的产品。

第二,实施不同厂商的设备交错部署,充分测试国产路由器兼容能力,推动国产设备制造商全面理解互联网技术标准。同一主节点上的核心和边界路由器一定使用不同厂商的设备进行互联。

    复杂试验和简单运行协调发展

从宏观结构上看,互联网是由大量独立运行的自治域组成的复杂巨系统;从微观运行机理上看,在一个自治域的内部,互联网的设计又强调简洁、清晰,保证稳定的运行。互联网本身是复杂与简单的统一体。

我国现有的互联网,规划成为数不多的全国范围的自治域,结构相对单一,不能体现互联网复杂多样的本质。CNGI-CERNET2提出复杂和简单相统一的设计理念,符合互联网本身的基本物理特点,为充分理解互联网的行为和性质创造了环境。

  建成后的CNGI-CERNET2和CNGI-6IX,其复杂和简单相统一的设计理念体现在:

1.主干网拓扑复杂,即包含环形结构、也包含树状结构;

2.自治域规划复杂,主干网和接入网分别组成26个自治域,相互之间通过边界网关协议BGP4+实现互联;

3.域间互联关系复杂,用户网同时与其他IPv6试验、示范网络相连,形成Multi-homing的复杂网络环境;

4.网络层通信协议简单:在主干网和接入网之间惟一运行IPv6;

5.路由协议简单:域内使用OSPFv3,域间使用BGP4+;

6.域间路由策略简单,严格聚类。


  先进性和实用性相统一

下一代互联网必须在发展中不断成熟、不断进步、不断完善。CNGI-CERNET2/6IX的建设贯彻先进的建设原则、先进的部署方针、先进的设计理念,同时又要兼顾网络发展的现实阶段,兼顾国产厂商设备从不成熟走向成熟过程中的技术约束,兼顾CNGI-CERNET2/6IX既要支持研究开发,又要支持应用示范的应用需求。CNGI-CERNET2/6IX的具体技术实现必须因地制宜,贯彻落实我国下一代互联网发展“整体规划、分步实施、宏观有序、整体最优”的指导思想,体现我国下一代互联网发展稳步过渡的战略。

  建成后的CNGI-CERNET2/6IX,其先进性和实用性的统一表现在:

1.在坚持建设纯IPv6网络的基本原则的同时,实施主干网先突破、逐步向用户网扩散的策略。下一代互联网的建设,不仅仅是网络基础设施的建设,同时也是现有的应用和资源不断迁移、新应用和资源不断产生的过程。在用户网当中IPv6的应用和资源还不丰富的情况下,允许用户接入网运行双协议栈,同时积极使用新开发的IPv4-over-IPv6过渡技术解决访问现有互联网资源的问题。

2.在坚持多厂商设备特别是国产设备混合组网的部署方针的同时,设计备份和冗余,实施“因需而变”的灵活配置策略。实践表明,不同厂商的设备在网络体系结构各层的实现上都反映出对标准的不同理解,互联过程中可能产生各种各样的兼容性和互操作性问题;同时,管理、运行大规模复杂互联网的经验还在逐渐丰富,物理基础设施和网络配置故障不可避免,在拓扑结构上和设备使用上的备份和冗余不可或缺。

3.在坚持宏观结构复杂与微观机理简单相统一的设计理念的同时,实施用户接入方式不拘一格的策略。用户接入方式简单使用双协议栈或者纯IPv6技术,有利于提高网络微观机理上的可靠性和稳定性,但是在我国现阶段还难以完全做到,在很多地方还必须采用IPv6-over-IPv4的传统隧道技术实现用户的接入,在全网形成既有纯IPv6主干网和IPv4-over-IPv6新型过渡技术,又有双协议栈和IPv6-over-IPv4传统隧道技术的复杂环境。事实上,这也体现了全球IPv6网络的真实现状。


  以满足用户需求为出发点

用户需求是推动网络技术与经济可持续发展的最根本动力。满足用户需求是我国下一代互联网发展应用推广战略的体现。

建成后的CNGI-CERNET2和CNGI-6IX,以满足用户需求为出发点,表现在以下几个方面:

1.接入服务满足用户对不同接入方式的需求;

2.地址分配满足用户对不同IPv6地址粒度的需求;

3.路由策略满足用户对不同端到端性能及服务质量的需求;

4.组播服务满足用户对不同应用模型 D D任意源组播(ASM)或特定源组播(SSM)的需求;

5.开放网管满足用户对网络性能知情的需求。

下一代互联网的用户需求不仅表现在对稳定、可靠、价格低廉的接入服务的要求上,还表现在对网络基础设施运行状况、网络端到端性能“知情可控”的期待。用户知情可控是国际上以UCLP、HOPI、FIND等为代表的下一代互联网研究项目的一个共同出发点。支持用户知情,是CNGI-CERNET2/6IX的重要特色。


  为新技术研究试验提供支持

CNGI-CERNET2和CNGI-6IX是CNGI示范工程最重要的基础设施,支持后续开展的CNGI新技术研究、开发、试验和应用示范是CNGI-CERNET2/6IX的重要建设目标。

  建成后的CNGI-CERNET2,为新技术研究、开发、试验、示范提供的支持表现在:

1.已经支持CNGI示范工程2005年度“CNGI大规模路由和组播研究与试验”、“基于IPv6的P2P内容存取应用系统”等43个研究开发、产业化及应用试验项目,是支持项目数最多的CNGI核心网。

2.已经支持“真实IPv6源地址寻址结构”、“IPv4-over-IPv6”等和纯IPv6网络密切相关的新技术研究和开发,同时也直接得益于这些研发工作,增强CNGI-CERNET2/6IX本身支持下一代互联网应用的能力。

3.CNGI-CERNET2/6IX,还直接或间接支持着以“新一代互联网体系结构”为代表的国家“973”、“863”、“211”工程、自然科学基金等和下一代互联网有关的多个研究项目。


  走国际化发展道路积极参与国际标准的制定

下一代互联网是国际化的技术潮流,抓住信息技术更新换代的历史机遇,提高我国综合国力和国际竞争力,必须在国际化、全球化的环境中,力图提高我国自主创新的能力。CNGI-CERNET2 /6IX的建设坚持走国际化的发展道路,符合我国发展下一代互联网“开放性、标准化”的指导思想。

  CNGI-CERNET2/6IX建设过程中,积极推动国际合作,参与国际标准化进程,表现在:

1.实现与国际下一代互联网的纯IPv6互联。CNGI-6IX先后开通了与美国的Internet2、欧洲的G?ANT2以及亚太地区的APAN等纯IPv6网络的高速互联;

2.积极投入国际交流,在国际下一代互联网发展中发挥作用。CNGI-CERNET2不仅积极参加Internet2的有关活动,而且在TEIN2、APAN等国际下一代互联网合作项目中发挥日益重要的作用,提高CNGI的国际影响力。

3.直接参与国际标准的制定。结合CNGI-CERNET2在IPv4/IPv6过渡技术以及真实IPv6源地址寻址结构方面的研究和开发,在IETF已经或正在发起建立SoftWires工作组以及SAVA(Secure Address Validation Architecture)工作组。


  以人为本、培养人才

人才是国家竞争力的核心,人才培养对于下一代互联网这样的大型工程项目具有特别重要的意义。CNGI-CERNET2/6IX坚持一边建设一边锻炼队伍,是我国下一代互联网发展人才培养战略的体现,具体表现在:

1.通过华为、比威设备产品使用技能的培训,以及CNGI项目的培训,全面提高了CNGI-CERNET2运行队伍的工程实践能力;

2.通过邮件组、技术论坛等形式建立了CNGI-CERNET2运行维护工程技术人员以及学术研究人员的技术交流途径;

3.通过多自治域互联的真实复杂网络环境,全面提升工程技术人员和学术研究人员对大规模网络的理解和实际操作经验,支持硕士、博士研究生和青年学者在CNGI-CERNET2/6IX的平台上开展科学研究、完成学术论文和学位论文等相关工作。


 
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