网络的挑战NGI和NGN040629-邬贺铨ppt课件.ppt
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1、1,网络的挑战:NGI 和 NGN 邬贺铨 中国工程院 2004.6.29,2,从NGI到NGN,网络发展进入到IP主导的时期 Internet面临的挑战 从NGI到 NGN NGI和NGN-竞争还是互补 中国的NGI和NGN试验,3,网络发展到了转折点,网络发展进入IP新时期,4,移动用户数超过了固定用户数,用户数 (百万),World Fixed Telephony,World Mobile,World Internet,China Fixed Telephony,Chinas Mobile,China Internet,Source:ITU ICT key indication,2003
2、年在中国和全球移动通信用户均超过固定电话用户数,2003年中国的电信用户占全球比例: 总量固定 21.76%; 移动 20.22%; Internet 11.95% 增量固定 60.6%; 移动 36%; Internet 24% 增速固定 22.9%; 移动 30.4%; Internet 34.5%,5,中国 Internet 宽带接入用户数几年后可能多于窄带,Internet用户年增长率:2002年中国为 75% (世界30%); 2003年中国34.5% 我国使用ADSL/Cable Modem上网的用户数已占Internet用户数17.7%(半年就增长77.6%) ,如果将专线LAN
3、上网的用户也计入宽带接入的话,宽带上网用户已超过上网人数的1/2,预计几年后将以宽带上网为主要手段;,(million),按MII统计在注册互联网用户中,专线用户去年增长了315%,而拨号用户仅增长了1.67%,6,我国干线 Internet 业务量超过电话业务量,Gb/s,CAGR for telephony traffic during 5 years and last year are respectively 41.89% and 29.69%; CAGR for Internet traffic during 5 years and last year are respectivel
4、y 362% and 143% CAGR for total traffic during 5 years and last year are respectively 69% and 75%,过去三年国内数据业务量平均年增260%,省际干线数据所占带宽为话音4.3倍,7,我国长途和国际电路上VOIP累计通信时长已领先于传统话音,Chinas Domestic Long Distance and International Call (100 min),在国际电话业务累计时长中,VOIP(8.89亿分钟)多于TDM的固定加移动电话(7.4亿分钟),(2003年112月),(6.3%),(41.
5、1%),(24.6%),(-1.8%),(5.9%),(25.6%),(-15.8%),(12.5%),(25.1%),8,网络发展到了转折点,移动通信用户数开始超过固定电话用户数 长途的移动通信累计通话时长已接近固定电话时长 在国际和长途电话业务中,累计通话时长VOIP已经超过TDM的固定电话和移动电话 在干线带宽中,基于IP的数据业务所需的带宽已超过传统电话(固定+移动)所需的带宽,9,Internet面临变化的环境,更多的应用需求 流媒体 (Media streaming) 多媒体会议 新型的终端 PDA 移动电话 家用电器 传感器 RFID 无线上网、移动上网 在一个缺乏信誉的世界里需
6、要提供有信用的服务,TCP/IP协议,Web技术,网格技术,70年代 90年代 00年代,10,Internet面临的挑战,专为数据业务而设计的Internet过去的成功并不意味着此路永远越走越宽 几年后上网用户数中使用宽带接入将超过拨号接入,用户接入速率因宽带化而成数量级的提高,可扩展性的问题无法回避 移动通信终端将超过PC成为最普遍的上网终端 M2M的通信量将超过P2P的通信量 全球Internet用户在近7亿基础上13%的年增长率及几乎每年翻番的业务量给Internet设施巨大的压力,路由器已变得越来越复杂 对实时业务不具有QOS保障能力,带宽和时延对网络体系提出了挑战 安全性问题 对I
7、nternet可持续发展的期待 美国100X100项目,11,移动通信终端将超过PC成为最普遍的上网终端,中国移动2003年上半年移动梦网用户已占其移动用户数一半,2003年底我国上网的计算机总数为3089万台,显然移动通信终端将取代PC成为最普遍的上网终端。,Cellular Subscribers (Nokia 1998),PC and,mobile,phone,43%,PC only,35%,Mobile,phone,only,22%,Internet access usage method,Japan, 2002,Source: ITU adapted from Nomura Rese
8、arch Institute.,WAP Handsets (Nokia 1999),PCs Connected to the internet (Dataquest 10/98),12,M2M的通信将较P2P的通信更无处不在,全球现有比人口多10倍的机器,2010年将布署1亿M2M NTT DoCoMo估计2010年有2/3的移动通信连接将是非P2P Analysts Ovum预测2010年移动运营商20%收入将来自M2M,Vehicle-to-Cellular,Communication Hot Spot,Internet,Vehicle-to-Vehicle,Service Provide
9、r,Road Infrastructure Data System,Vehicle-to- Roadside,Vehicle and Road Data,Applications,Road Data,Navigation - GPS/Inertial Navi. Route guidance based on forecasted info - Small sensor modules,Wireless Comm - 3G/4G Road side equipment DMB Remote control,Safety - E911 - Accident detection Drowsines
10、s detection Collision detection Tracking stolen vehicles,Auto PC - Client-Server system S/W & H/W Platform Embedded S/W 3D-Display Voice recognition/TTS SoC,13,对路由表的容量需求,http:/ 转发表的数据组规模AS1221 at Tue Jun 29 00:31:45 2004 (Australian Eastern Time). 路由表/转发表:2.0518,14,美国Internet干线带宽的增长,SWITCH traffic a
11、nd capacity across the Atlantic,Year 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003,TB/month 1.0 2.0 4.4 8.3 16.3 ? 1,500 2,500 - 4,000 5,000 - 8,000 10,000 - 16,000 20,000 - 35,000 40,000 - 70,000 80,000 - 140,000 140,000 250,000,Traffic on Internet backbones in U.S.,每67年带宽增长
12、100倍!,(100,000TB/month 300Gb/s),15,电信业务量所占带宽资源与业务收入不对称,增长率 (%),固定电话用户数增长率,移动用户数增长率,Internet用户数增长率,30.7%,22.91%,13.9%,34.51%,30.43%,电信业务总量增长率,电信业务收入增长率,Internet国际带宽增长率,190%,增速-国际干线带宽 6业务量 12 业务收入 省际干线数据业务占全部带宽80%,但数据业务收入仅占全部收入5%,16,中国 Internet 国际干线带宽,(Mb/s),Bandwidth increase 108.3% average six month
13、s,17,中国的网络性能相对发达国家仍有几年差距,环路时延 (RTT),互联网性能每年都有改进,中国改进更快,但仍然比发达国家落后几年,Source: ICFA SCIC Network Monitoring Report, Jan,2004,中国,18,中国的网络性能相对发达国家仍有几年差距,Source: ICFA SCIC Network Monitoring Report, Jan,2004,China,19,中国的网络性能相对发达国家仍有几年差距,throughput = 1460Bytes/(RTT * sqrt(loss/14400),Source: ICFA SCIC Netw
14、ork Monitoring Report, Jan,2004,20,100x100,ESM-Latency (Narada),Hybrid Boustead & Safaei,网络体系结构面临挑战,21,网络安全事件,Today,10,179,020,7 Days,119,952,504,Total,10,144,419,312,Stats last ran at 6/28/2004 10:00:00 GMT,22,美国100x100项目,2002年初由Cisco、Intel、Microsoft、3Com等CEO组成的TechNet协会向联邦政府建议以2010年实现一亿家庭用100Mb/s上
15、网为目标制定国家宽带发展战略。 “宽带应当是本世纪国家的需要,就像在上世纪将人送上月球那样重要” -Chambers, President & CEO Cisco Systems 2003年底美国NSF以750万美元资助 100 by 100 consortium在未来几年开展以一亿家庭100Mb/s上网规模为目标的Internet改进研究.,23,美国100x100项目,Internet已经不可能继续如它以前那样的基本设计方式来发展,作为Web流量控制设备的路由器太复杂了,大网络的运行越来越难且不经济。 “在网络设施发展的十字路口又一次提出革命还是改良的问题, Internet 应当是面向连
16、接还是无连接,现在是无连接。但未来的Internet需要有一些类似老的电话网的连接特性” 100x100项目将通过交叉学科基础研究和总体设计及验证网的开发演示为新网络的建设提供决策依据,新网络应该是可靠的和安全的、用户和运营商可理解的,而且是经济的和可扩展的。,24,从NGI到NGN,NGN / NGI,IP 协议,25,网络的变革,?,NGN 下一代网,1970 1980 1990 2000,ISDN,B-ISDN,Internet,Internet,电话网,电路交换,分组交换,面向连接,无连接,交换技术的演进,互联网,一旦接受,精益求精!,来者不拒,尽力而为!,NGI,26,NGI,关于下
17、一代互联网(NGI),目前还没有统一的严格定义,已经取得共识的NGI主要特征是: 更大、更快、更安全可信、更及时、更方便、更可管理以及更有效益等。 一般认为IPv6协议是NGI的特征之一,除此之外,还需要扩展一批协议 NGI将从现有Internet通过协议的扩展和容量的增加而演变得到,27,IPv6地址结构,流标记,净荷长度,下一头部,最大跳数,源地址(128 bits),目的地地址(128 bits),版本,优先级,IPv6地址(40字节),site topology (16 bits),interface identifier (64 bits),public topology (45 b
18、its),interface ID,Subnet ID,NLA*,TLA,001,Global Unicast Addresses,TLA = Top-Level Aggregator(如运营商识别) NLA* = Next-Level Aggregator(s),全球地址前缀,NGI Protocol Extensions,SCPS-NP,Link,SCPS-SP,Other Apps,IPSec,UDP,TCP,SCPS-FP,TCP Options,FTP,FTP Features,Bandwidth Management,Mobile IP,HA/FA: encapsulation a
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