未来的ip协议是(未来的ip协议是什么)

IP是什么？IP是英文 Internet Protocol的缩写，意思是“网络之间互连的协议”，也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中，它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则，规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统，只要遵守 IP协议就可以与因特网互连互通。正是因为有了IP协议，因特网才得以迅速发展成为世界上最大的、开放的计算机通信网络。因此，IP协议也可以叫做“因特网协议”。 ——IP是怎样实现网络互连的？各个厂家生产的网络系统和设备，如以太网、分组交换网等，它们相互之间不能互通，不能互通的主要原因是因为它们所传送数据的基本单元（技术上称之为“帧”）的格式不同。IP协议实际上是一套由软件程序组成的协议软件，它把各种不同“帧”统一转换成“IP数据报”格式，这种转换是因特网的一个最重要的特点，使所有各种计算机都能在因特网上实现互通，即具有“开放性”的特点。——那么，“数据报” 是什么？它又有什么特点呢？数据报也是分组交换的一种形式，就是把所传送的数据分段打成 “包”，再传送出去。但是，与传统的“连接型”分组交换不同，它属于“无连接型”，是把打成的每个“包”（分组）都作为一个“独立的报文”传送出去，所以叫做“数据报”。这样，在开始通信之前就不需要先连接好一条电路，各个数据报不一定都通过同一条路径传输，所以叫做“无连接型”。这一特点非常重要，它大大提高了网络的坚固性和安全性。——每个数据报都有报头和报文这两个部分，报头中有目的地址等必要内容，使每个数据报不经过同样的路径都能准确地到达目的地。在目的地重新组合还原成原来发送的数据。这就要IP具有分组打包和集合组装的功能。——在实际传送过程中，数据报还要能根据所经过网络规定的分组大小来改变数据报的长度，IP数据报的最大长度可达 65535个字节。——IP协议中还有一个非常重要的内容，那就是给因特网上的每台计算机和其它设备都规定了一个唯一的地址，叫做“IP 地址”。由于有这种唯一的地址，才保证了用户在连网的计算机上操作时，能够高效而且方便地从千千万万台计算机中选出自己所需的对象来。——现在电信网正在与 IP网走向融合，以IP为基础的新技术是热门的技术，如用IP网络传送话音的技术（即VoIP）就很热门，其它如IP over ATM、IPover SDH、IP over WDM等等，都是IP技术的研究重点。（IP全球通网）在当今世界向知识经济时代迈进过程中，计算机互联网技术的应用成为重要的促进因素，它的不断发展形成推动世界经济高速发展的新的源动力。随着国民经济信息化进程的深入发展，整个社会对现代化通信需求进一步增加，新一代宽带通信网络将成为新一代电信的明显特征，宽带IP网络技术应运而生。一、当前 IP业务的特征最初，IP网络的设计是为数量不多的节点提供服务，为数量不多的使用者提供资源共享和文件传输能力。目前，IP网络已在世界范围内得到空前发展，网络的应用方式和特性均发生了变化。因此，考察当前IP业务的特征是指导IP网络进一步发展的基础。1．用户数量急剧增长因特网的规模现每月增长10％左右，业务量每6-9个月翻一番。据预测，2000年底全因特网用户将达到3－10亿。从1997年起国外运营公司的网络业务中已有数据业务超过话业务的情况出现；有国外统计公司分析，预计在1998－2008年间各国因特网数据流量将先超过话音，其中北美到2000年时，数据业务将为话音业务的5倍。1997年底，中国数据通有用户60万，1998年底有220万，增长近4倍；1999年6月份用户已达400万，估计到2000年为2500万，在2005年将达到5000万。2．业务带宽指数增长除了用户数量指数增长外，业务带宽也呈现指数增长态势。例如，在1990年前后，主要业务是E－mail，带宽仅1kbit／s左右；到1995年，主要业务变成Web浏览。美国的Web站点数每57天翻一番，目前我国WWW站点数约为9906万。 2000年前后，活动图像将成为重要业务之一，所占用的带宽可到达5Mbit/s。10年间，业务带宽的增长可达4个数量级。这些变化均使IP业务所需的带宽呈爆炸式增长，形成了新时期网络带宽增长的主要驱动力量。3．业务内容综合化TCP／IP协议最初是为提供非实时数据业务而设计的。为了使IP网络不仅能传送非实时的数据信息，而且还能传送实时多媒体数据信息，国际标准化组织（如ITU，IETF等）已开始起草并完成了一些用于 IP实时通信的标准以及服务质量方面的标准，如实时传输协议／实时传输控制协议（RTP／RTCP）、资源预留协议（RSVP）、IP多播技术以及H.323建议等。另外对更先进的服务质量保证技术如分类服务（Diff一Serv）等做了大量的研究并取得了可喜成绩。在这些技术的支持下，因特网提供的应用及业务将能够覆盖综合业务网的业务类型。4．业务的流合呈自相似性和收发不对称性随着IP网络业务量的增加，网络中的流量呈现出自相似的特点，即某一链路上不管业务流的并发数量有多少，其流量均具有相同的特性。因此，为减少网络的拥塞，IP网络必须具备比传统电信网络更高的平均峰值与平均负载比。同样，由于IP网络上的应用特点，网络上的流量呈现出明显的收发不对称性。二、未来IP网络的发展及技术走向IP业务量的持续快速增长使得IP协议逐渐成为一种占主导地位的通信协议，IP网络在今后的数据通信乃至电信业中将占据重要地位。更重要的是网络目前已经转变成为一种商品，其上的各种增值服务有着巨大的利润潜力。有理由相信，IP技术是未来网络综合的主要力量之一，它可以集成语音业务、数据业务、图像和视频业务；IP网络最终可能成为新一代电信网络基础设施的技术选择。目前的IP网络及IP技术还存在着这样那样的缺陷，要成为新一代电信网络的基础尚需解决大量的课题，在所有要解决的课题中，网络性能是基础条件之一，因此高速宽带IP网络是解决IP网络发展问题的前提。当然高速宽带是相对的，本文中的宽带是指155 Mbit/s以上的速率。为了建设高速宽带IP网络，ITU－T，IETF以及ATM论坛等组织正在联合众多的设备制造商及网络业务供应商共同寻找改造Internet骨干网的方案。总的来说，各种IP技术方案分属两种思路：走IP和ATM结合的路线；或者走光学IP的路线。前者借助ATM网络的强大能力，基于ATM传送IP；后者基于传统IP网络的概念，借助光传输系统的能力传送IP。这些技术是在特定时期和特定技术背景下的产物，各有其自身的特点和适用场合。三、IP／ATM宽带网络国际上对ATM提供IP业务已经做了很多研究，提出了一系列协议和标准。这些协议和标准归纳起来可以分为两类：重叠类型和集成类型。1．重叠类型建议继续沿用现有的网络提供IP业务，IP网络建立在ATM网络之上。ATM网络和IP网络有各自的寻址方式和选路协议，使用IP服务的ATM用户终端要同时具有ATM网络地址和IP网络地址。IP的选路功能经由ATM的选路功能建立连接，因而在肥网络的各个节点要有IP地址到ATM地址间的映射功能。采用重叠类型的IPover ATM技术有：ATM论坛的局域网仿真及ATM上的多协议（MPOA）；IETF的ATM网络上传统 IP协议（CIPOA）。2．集成类型集成类型下的网络不再有两个层次，ATM交换机的网络层对于IP服务采用的就是IP专用的协议。使用IP服务的用户只需要一个IP地址，交换机也不再有从ATM地址到IP地址的转换功能。多协议标记交换（MPLS）是目前公认的IP与ATM结合的一种良好方案。ATM的信元机制可以非常有效地支持MPLS中的标签交换，从而使得ATM交换可方便地支持MPLS中标记交换路由器（LSR）的转发功能。MPLS技术独立于链路层，既可在ATM上实现，亦可在纯粹的路由器上实现。IP／ATM的特点有：可利用ATM的服务质量特性，保证网络的服务质量；适用于多种业务，网络具有很好的扩充性能，用户可以在任何一条链路上放入所需的容量；有良好的网络流量管理和拥塞控制性能；适用于一般的IP骨干网。IP／ATM的不足包括：IP数据包需映射成ATM信元，由此造成较大的传输开销，传输效率较低；需要解决IP地址与ATM地址多重映射的矛盾以及IP网络的非连接特性与ATM面向连接特性之间的矛盾，网络管理比较复杂；基于ATM实现的IP网络带宽受限于ATM网络技术本身状况，这就导致其不太适于超大型IP骨干网（一般认为可用于超大型IP骨干网边缘多业务的接入）。四、光学宽带IP网络1．IP over SDH／SONET方式可以认为IP overSDH／SONET是光学宽带IP网络的雏形。IP数据包通过采用点到点协议（PPP）映射到SDH／SONET帧上，按某次群相应的线速率进行连续传输。PPP协议是一个简单的OSI第二层协议，标头只有两个字节，没有地址信息，只是按点到点顺序。PPP协议可将IP数据包切成PPP帧，以满足映射至SDR/SONET帧结构的要求。IP over SDH／SONET技术的实现需要高速路由器和PPP协议，采用的仍然是传统路由器的逐包转发方式。这种方法的基本思路是将路由计算与包的转发分开，采用缓冲技术、硬件（芯片）快速处理技术、以ATM信元交换矩阵作为路由器内部体系构架的交换路由技术，将路由器的逐包转发速度控制到与第二层交换的速度相当。它无须利用广域网上的ATM交换机来建立虚电路。目前不少网络设备公司已推出基于IP overSDH／SONET技术的交换路由器产品。IP over SDH／SONET的特点如下：IP数据包通过PPP协议直接映射到SDH／SONET帧结构上，省去中间的ATM层，简化了IP网络体系结构，提高了数据传输效率；将IP网络技术建立在SDH／SONET传输平台上，可以很容易地跨越地区和国界，兼容各种不同的技术和标准，实现网络互连；可以充分利用SDH／SONET技术的各种优点，如自动保护切换（APS），保证网络的可靠性；有利于实施IP多播技术；适用于大型IP骨干网。IP overSDH／SONET技术的不足主要有：SDH原主要考虑电路交换网络各种指标，如同步、自愈、抖动性能等，在IP网络中，这些指标的要求不一定相同；不太适于集数据、语音、图像等的综合性多业务平台；IPover SDH／SONET技术一般可进行业务分级（CoS），目前尚不能像IP over ATM技术那样提供较好的服务质量；缺乏电路仿真服务能力；网络扩充不如 IP overATM技术那样灵活。2．IP over DWDM方式从光通信技术发展趋势看，SDH／SONET必然以密集波分复用（DWDM）技术为基础，因此IP overSDH／SONET将最终发展成为IP over DWDM，即IP数据包直接在光波道上传输。采用IP over DWDM技术可减少网络各层之间的冗余；减少SDH／SONET，ATM，IP等各层之间的功能重叠；减少设备操作、维护和管理费用。同时，由于省去了中间的ATM层和SDH／SONET层，其传输效率高，可以大大节省网络运营成本，从而间接降低用户获得多媒体通信业务的费用。这是一种最直接、最简单、最经济的IP网络体系结构，适用于超大型IP骨干网。IP和DWDM的结合，将出现一个全光IP网络。全光IP网络将按照IP技术和业务的特性进行优化，从而为IP网络乃至电信网络开拓一个新世界。IP overDWDM应该说是宽带IP网络的较好解决方案。全光网在网络节点处采用波长可选的光元件将不同波长的光信号分离，从而进行光的复用与解复用，并可进行光选路和光交换。DWDM技术是全光网的基础。IP技术和DWDM技术结合，IP数据流直接进入大粒度的光通道，可充分综合WDM技术大容量和IP技术统计复用的优势，真正达到IP优化的目的。IPover DWDM组网结合了波长路由和IP路由的技术。波长路由提供了大粒度的复用，而IP路由提供了细粒度的复用，两者的结合为IP应用提供了优化的环境。（1）IP over DWD中存在的问题IP over DWDM才开始发展，ITU和光互联论坛（OIF）正在进行标准化工作。IP overDWDM目前存在的问题有数据网络层与光网络层的适配，物理接口的规范问题和层间管理等。IP over DWDM的帧结构选择是上述问题的关键。DWDM系统本身的特点是业务透明性，它可以承载各种格式的客户层信号。帧结构选择应该考虑到这么几个因素：帧格式对IP包的打包速度和封装效率；帧格式对DWDM系统管理功能的贡献；目前DWDM系统能够提供的光波长类型转换器（OTU）接口类型。目前可用的IP over DWDM帧结构方案选择基本有SDH帧格式和千兆比以太网帧格式两大类。①SDH帧格式的优缺点使用SDH帧格式的好处有：目前大部分DWDM系统的OTU提供SDH接口；SDH格式的帧头中可载有大量的信令和管理信息。其中信令可以完成保护切换之类的工作，管理信息可以辅助DWDM系统完成网管功能。SDH帧格式的局限为：由于IP包的大小和SDH帧的大小不一定匹配，因此在路由交换机接口上SDH帧的分段与组装（SAR）处理将影响设备的吞吐量和性能；使用SDH帧格式需要OTU提供SDH方式的接口，具备SDH方式的转发和再生功能，增加了成本。②千兆比以太网帧格式的优缺点使用千兆比以太网帧格式的好处有：对于 DWDM系统，应采用开放式系统，通过波长转换器将IP数据流接火光传输通道，OTU只需提供透明接口；目前成本较低；在路由交换机接口中无需SAR操作。使用千兆比以太网帧格式的局限为：由于以太网帧是个异步的协议，对抖动和定时敏感；目前千兆比以太网采用10B／8B编码，封装效率稍低；以太网帧格式中不含管理信息，造成对DWDM系统的性能监测困难；传送距离不如SDH帧格式方式。上述两类帧格式各有优缺点，比较而言目前选择SDH帧格式较千兆比以太网倾格式的可能性大。目前帧格式的问题在不断的研究发展中，例如为解决SDH帧格式中对于IP网络一些无用的开销字节而作的简化；为解决以太网帧格式的效率问题对10 Gbit／s以太网接口的研究等。ITU亦希望能研究出一种全新的光接口，全面考虑恒定比特流和突发传输、解决帧结构问题和适配协议、提出光参数等物理接口特性和管理问题。（2）IP over DWDM组网目前，由于OADM和光交叉连接（OXC）等设备不成熟，全光网的发展还处于初期水平，只是点对点的DWDM传输系统。根据目前技术状况，IP over DWDM组网有两种可能的方式。①叠加方式人工配置波道形成IP的骨干中继路由，再在其上进行IP路由的组织。在DWDM节点，除了需要进行波道组织而进行复用器/解复用器背对背的连接方式外，主要采用大容量高速的IP路由交换机进行电信号的上下业务。从这个角度出发，IP over DWDM的组网宜尽量形成环状或总线状，以减小复用器／解复用器背对背连接的不灵活性和对光分插与复用设备（OADM）的需求，从而降低造价。②集成方式使用路由交换机设备作为节点设备，DWDM系统只是作为点到点之间的一种传输手段。在这种方式中，路由交换机设备作为网络中的中间设备，既可完成中继传输又可上下电路。目前新一代路由交换机产品均采用路由计算与包转发相分离的结构，路由计算能力大大增强；采用面向网络拓扑的转发表维护，支持大容量的路由表；包转发机构采用交换矩阵实现无阻塞交换。端口吞吐能力在各种包大小情况下已大致接近线速，单机交换时延已在几十微秒，有能力支持这种方式的组网应用。五、宽带IP网络中的流量工程在90年代初，当IP网络主要由155Mbit／S以下的链路组成时，流量工程主要通过使用路由度量值实现。但是随着网络规模和复杂性的不断增加，基于度量的流量控制变得越来越复杂，以至于对网络的一部分度量进行调整时，判断该调整对网络其余部分的影响变得越来越困难，难以实现对整个网络带宽的全面有效利用。基于ATM PVC链路的IP网络中，可以使用ATM的流量工程部分地满足业务要求。但是作为备份的PVC链路必须提前配置好并安装到ATM交换机中，由于故障节点的不确定性，很难设计出与IP内在的可恢复性相似的备份PVC。MPLS的出现为IP网络中的流量工程问题提供了有希望的解决方案。在宽带IP网络中，尤其是全光IP网络中，MPLS甚至是目前解决流量工程问题的唯一有效方案。流量工程的本质是将业务映射到物理拓扑上去，MPLS通过在输入点和输出点之间建立标记交换路径来实现流量工程。MPLS可通过离线方式计算出全面或部分标记交换路径，并可采用动态协议安装这些路径。将来MPLS可支持基于约束的路由，由网络自身参与标记交换路径计算，减小人工参与的压力与不足，并通过域内路由协议（IGP）的动态路由信息发布加快流量工程对故障的反应和恢复速度。六、宽带IP网络中的服务质量服务质量是IP网络发展中的永恒话题，也是IP网络中相对“脆弱”的方面。虽然充分加大带宽超过业务需求可有效地解决服务质量，但设备端口缓冲能力限制和新应用的不断出现使得带宽增长几乎永远无法满足所有业务的需求，所以宽带IP网络中依然必须处理服务质量问题。目前在IP网络中，端到瑞的服务质量水平存在着三个阶段：尽力服务（Best－Effort）、差别化服务（Differen－tiated）、保障服务。尽力服务是目前大多数IP网络的服务质量现状，差别化服务及保障服务正在不断发展中。差别化服务是一种软服务质量的概念，能提供统计意义上的优先级，而保障服务必须为特定的服务预留确定的网络资源。IETF目前为解决服务质量研究了两种主要的模型，即集成服务（Int－Serv）和分类服务（Diff-sarv）。前者由于面向流的解决方案导致扩展性问题，很多人对利用全程信令技术实现服务质量的实际可操作性持怀疑态度；后者不是单独解决端到瑞服务质量，而是在域的范围内进行业务分类，在设备的服务质量策略支持下，如在网络中进行队列管理、基于漏桶原理的速率控制、基于丢包策略的拥塞管理等，实现服务质量保证。其中，通过MPLS的面向连接的能力和Diff-serv的简单信令技术结合也许能为解决IP网络的服务质量提供更好的方案。七、宽带IP网络中的自愈技术巨大的带宽承载着大量业务使得宽带IP网络的可靠性更为重要，目前由于DWDM系统商用的只是点对点系统，因此，对IP over DWDM方式的网络的自愈保护从光层上只能采用1+1的光纤保护。在 IP层上，当使用动态路由协议时，IP网络本质上具备了自愈功能。这两种保护具有不同的效果：光层的保护时间在毫秒级；而在IP层，由于其自愈功能是通过重新选路实现的，保护时间的长短取决于路由协议发现链路状态改变所需的时间和路由计算重新收敛的时间十般在几十秒左右）。对于大部分普通的IP应用，IP层的保护是足够的，因为应用瓶颈一般在服务器而不是网络。但是对基于IP的实时应用来讲，秒级的时间会影响业务质量。目前基于MPLS流量工程的快速改换路由特性对IP网络的自愈保护已基本可实现到Is左右的路径切换。八、国外宽带IP网络的建设动态1．超高性能骨干网络服务计划1993年，美国国家科学基金会（NSF）开始认识到需要一个比当时的因特网性能更高、速度更快的网络来支持研究工作。同时，联邦政府当时正进行的高性能计算与通信（HPCC）项目也需要高性能的网络作为支撑。因此，NSF决定实施超高性能骨干网络服务（VBNS）划。1995年4月，NSF和MCI公司联合发布了vBNS计划，该计划为期五年，由NSF负责，利用MCI公司的光缆网络和先进的交换技术，建立一个带宽为622Mbit／s的覆盖全国的骨干网络，为科学研究和网络应用研究提供一个宽带的网络。vBNS最大的特点是采用当时先进的ATM技术和SONET传输技术，在光缆网络上通过IPover ATM方法构建一个宽带IP网络，骨干网的连接带宽为622Mbit／s，并计划在1999年升级到2.5Gbit/s。vBNS在骨干网上设有骨干汇接点（PoP），用户分别通过就近的PoP接入到骨干网，接入速率为 622 Mbit／s。vBNS是为科学和研究目的设计的宽带网络，在初期主要为超级计算中心和NSF指定的网络接入点提供高速的网络互连。VBNS设计有12个PoP，目前已经连接了5个超级计算中心和17所大学，并计划允许另外47所大学接人vBNS。vBNS不提供商业应用，只支持各连接的科学研究机构和大学进行包括高性能网络计算、宽带多媒体网络应用、先进路由技术、多播技术、服务质量及其控制技术以及新一代互连网协议（IPv6）等的研究和试验。2．第二代因特网计划世界上另一个先进网络试验项目是由美国80多所大学联合提出的第二代因特网（Internet 2）计划。为了合作研究下一代因特网技术和宽带网络应用，成立了先进因特网开发大学联盟（UCAID）。目前，已有130多所大学参加了Internet 2计划。Internet 2计划提出后，一直没有得到全面的实施。直到1996年，美国政府提出下一代因特网（ NGI）倡议，大力支持发展新一代宽带网络技术，把下一代互连网络作为未来国家信息基础设施（NII），提出下一代因特网的性能应该比现在提高100到1000倍，并且可以无缝地连接各种商业运行的网络。为此，美国政府拿出3亿美元，用于支持宽带试验性骨干网络建设和新一代网络技术及宽带应用的开发。在美国政府的支持下，1998年，UCAID提出Abilene计划，通过与思科、北电网络和Qwest公司的合作，建立一个高速的全国骨干网络，支持Internet 2计划的开展。思科公司负责提供高性能路由交换设备，北电网络提供网络工程技术和服务，Qwest公司提供骨干网需要的光缆。至此， Internet 2计划得以真正全面实施。Abilene计划的骨干网采用先进的IP overSONET技术，去掉了ATM设备，直接在SONET／SDH网络上传输IP数据包。骨干网络带宽为2.5 Gbit／s，计划在全国建立问个千兆比骨干汇接点，在1999年底有64个成员接入。参加Internet 2的各大学通过附近的汇接点以155，622Mbit／s和2.5 Gbit／s等三种速率接入骨干网，实现千兆比的宽带网络互连。Abilene计划还准备在将来把骨干网带宽升级到9.6Gbit／s。该骨干网的建设已于1999年初开始。在Abilene宽带骨干网．的支持下，Internet 2将开展各项宽带网络技术及应用的研究和试验，其中主要的网络技术是服务质量控制技术。为此，Internet 2专门建立了 Qbone网络，用以发展统一的服务质量控制技术，形成国际标准，这将对下一代的因特网、新一代网络通信设备产业和未来宽带网络应用产生巨大的影响。Internet 2的另一项主要目的是支持宽带多媒体网络应用的研究、开发和试验，主要有协同设计、协同实验、远程教育、远程医疗、宽带会议电视。视频点播、视频多播、虚拟现实、远端操作科学仪器等，这些应用将成为未来下一代因特网的主要应用。3．先进网络第三代计划1998年初，加拿大政府提出加拿大先进网络第二代（CANet 2）计划，与美国Internet 2计划相配合，计划采用IP over SONET／SDH的技术，建立贯穿全国的高速骨干试验网络。为此，专门成立了非赢利的公司，负责CANet 2网络的规划、建设、运营管理和维护。1998年9月，加拿大政府又对 CANet 2计划进行了大幅度升级，提出了加拿大先进网络第三代（CANet 3）计划，在CANet 2的基础上，世界上第一个采用最先进的全光网络技术，建立世界上最宽的国家级高速骨干试验网络。CANet 3采用DWDM技术，在一对光纤上同时传输多路光信号，将光纤的传输带宽提高十倍甚至几十倍。另外，CANet 3还直接在DWDM光缆网上用SDH帧格式传输IP数据包，大提高传输效率，降低网络建设和运营成本。CANet 3骨干网络西起温哥华，东至哈利法克斯，中途经过美国芝加哥，与因特网的汇聚点 STAR TAP连接。CANet 3计划有13个千兆比骨干汇接点，各接入网络分别以155，622 Mbit／s和2.5 Gbit／s的速率通过就近的汇接点接入骨干网。和Internet 2类似，CANet 3的主要目的也是支持加拿大研究机构和大学对下一代因特网技术和未来宽带网络应用进行研究。除了服务质量控制技术和宽带多媒体网络应用研究外，还将进行高性能路由交换机与DWDM结合、网络自愈恢复技术、流量工程等网络技术的研究。此外，国际上拟采用IP over DWDM技术的网络还有Sprint，MCI，KDD的KTH21，跨欧州最大的光纤网GTS等。九、中国宽带IP网络展望 新兴的中国网络通信有限公司计划实施中国高速互联网络示范工程，将采用IP over DWDM技术，构建新一代高速宽带网络，迈出了中国宽带IP网络建设的第一步，其主要业务旨在提供宽带批发业务、宽带接入业务、IP电话业务及各种IP业务。此前，中国电信亦在其IP网络中采用了IP over SDH技术，以提高网络的传输速率与能力。其他的运营公司均在规划其网络宽带化的解决方案。随着信息技术的发展以及IP应用的进一步普及，信息量还将增长。相信宽带IP网络以其高速、宽带、灵活方便的优势不断在中国得到应用，它的发展前景十分广阔。
为了方便管理，在网络使用中，给每台电脑分配一个固定的IP地址，这个属于静态IP地址。还有不停变动的IP地址，没有重复的，就属于动态IP地址。是给一些需要网络中大量使用IP办公的人提供便利的，也为了有效的工作率。
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IP：网络之间互连的协议

网络层(network layer)是实现互联网的最重要的一层。正是在网络层面上，各个局域网根据IP协议相互连接，最终构成覆盖全球的Internet。更高层的协议，无论是TCP还是UDP，必须通过网络层的IP数据包(datagram)来传递信息。操作系统也会提供该层的socket，从而允许用户直接操作IP包。 IP数据包是符合IP协议的信息(也就是0/1序列)，我们后面简称IP数据包为IP包。IP包分为头部(header)和数据(Data)两部分。数据部分是要传送的信息，头部是为了能够实现传输而附加的信息(这与以太网帧的头部功能相类似,如果对帧感到陌生，可参看 小喇叭 一文)。IP协议可以分为IPv4和IPv6两种。IPv6是改进版本，用于在未来取代IPv4协议。出于本文的目的，我们可以暂时忽略两者的区别，只以IPv4为例。下面是IPv4的格式IPv4包 我们按照4 bytes将整个序列折叠，以便更好的显示与帧类似，IP包的头部也有多个区域。我们将注意力放在红色的发出地(source address)和目的地(destination address)。它们都是IP地址。IPv4的地址为4 bytes的长度(也就是32位)。我们通常将IPv4的地址分为四个十进制的数，每个数的范围为0-255,比如192.0.0.1就是一个IP地址。填写在IP包头部的是该地址的二进制形式。IP地址是全球地址，它可以识别”社区”(局域网)和”房子”(主机)。这是通过将IP地址分类实现的。IP class    From          To                Subnet MaskA           1.0.0.0       126.255.255.255    255.0.0.0B           128.0.0.0     191.255.255.255    255.255.0.0C           192.0.0.0     223.255.255.255    255.255.255.0每个IP地址的32位分为前后两部分，第一部分用来区分局域网，第二个部分用来区分该局域网的主机。子网掩码(Subnet Mask)告诉我们这两部分的分界线，比如255.0.0.0(也就是8个1和24个0)表示前8位用于区分局域网，后24位用于区分主机。由于A、B、C分类是已经规定好的，所以当一个IP地址属于B类范围时，我们就知道它的前16位和后16位分别表示局域网和主机。网络协议概览 中说，IP地址是分配给每个房子(计算机)的“邮编”。但这个说法并不精确。IP地址实际上识别的是网卡(NIC, Network Interface Card)。网卡是计算机的一个硬件，它在接收到网路信息之后，将信息交给计算机(处理器/内存)。当计算机需要发送信息的时候，也要通过网卡发送。一台计算机可以有不只一个网卡，比如笔记本就有一个以太网卡和一个WiFi网卡。计算机在接收或者发送信息的时候，要先决定想要通过哪个网卡。NIC路由器(router)实际上就是一台配备有多个网卡的专用电脑。它让网卡接入到不同的网络中，这样，就构成在 网络协议概览 中所说的邮局。比如下图中位于中间位置的路由器有两个网卡，地址分别为199.165.145.17和199.165.146.3。它们分别接入到两个网络：199.165.145和199.165.146。IP包的传输要通过路由器的接力。每一个主机和路由中都存有一个路由表(routing table)。路由表根据目的地的IP地址，规定了等待发送的IP包所应该走的路线。就好像下图的路标，如果地址是“东京”，那么请转左；如果地址是“悉尼”，那么请向右。A real world routing table比如我们从主机145.17生成发送到146.21的IP包：铺开信纸，写好信的开头(剩下数据部分可以是TCP包，可以是UDP包，也可以是任意乱写的字，我们暂时不关心)，注明目的地IP地址(199.165.146.21)和发出地IP地址(199.165.145.17)。主机145.17随后参照自己的routing table，里面有三行记录：145.17 routing table (Genmask为子网掩码,Iface用于说明使用哪个网卡接口)Destination        Gateway             Genmask             Iface199.165.145.0      0.0.0.0             255.255.255.0       eth00.0.0.0            199.165.145.17      0.0.0.0             eth0这里有两行记录。第一行表示，如果IP目的地是199.165.145.0这个网络的主机，那么只需要自己在eth0上的网卡直接传送(“本地社区”：直接送达)，不需要前往router(Gateway 0.0.0.0 = “本地送信”)。第二行表示所有不符合第一行的IP目的地，都应该送往Gateway 199.165.145.17，也就是中间router接入在eth0的网卡IP地址(邮局在eth0的分支)。我们的IP包目的地为199.165.146.21，不符合第一行，所以按照第二行，发送到中间的router。主机145.17会将IP包放入帧的payload，并在帧的头部写上199.165.145.17对应的MAC地址，这样，就可以按照 以太网与wifi协议 中的方法在局域网中传送了。中间的router在收到IP包之后(实际上是收到以太协议的帧，然后从帧中的payload读取IP包)，提取目的地IP地址，然后对照自己的routing table：Destination        Gateway             Genmask             Iface199.165.145.0      0.0.0.0             255.255.255.0       eth0199.165.146.0      0.0.0.0             255.255.255.0       eth10.0.0.0            199.165.146.8       0.0.0.0             eth1从前两行我们看到，由于router横跨eth0和eth1两个网络，它可以直接通过eth0和eth1上的网卡直接传送IP包。第三行表示，如果是前面两行之外的IP地址，则需要通过eth1，送往199.165.146.8(右边的router)。我们的目的地符合第二行，所以将IP放入一个新的帧中，在帧的头部写上199.165.146.21的MAC地址，直接发往主机146.21。(在Linux下，可以使用$route -n来查看routing table)IP包可以进一步接力，到达更远的主机。IP包从主机出发，根据沿途路由器的routing table指导，在router间接力。IP包最终到达某个router，这个router与目标主机位于一个局域网中，可以直接建立连接层的通信。最后，IP包被送到目标主机。这样一个过程叫做routing(我们就叫IP包接力好了，路由这个词实在是混合了太多的意思)。整个过程中，IP包不断被主机和路由封装入帧(信封)并拆开，然后借助连接层，在局域网的各个NIC之间传送帧。整个过程中，我们的IP包的内容保持完整，没有发生变化。最终的效果是一个IP包从一个主机传送到另一个主机。利用IP包，我们不需要去操心底层(比如连接层)发生了什么。在上面的过程中，我们实际上假设了，每一台主机和路由都能了解局域网内的IP地址和MAC地址的对应关系，这是实现IP包封装(encapsulation)到帧的基本条件。IP地址与MAC地址的对应是通过ARP协议传播到局域网的每个主机和路由。每一台主机或路由中都有一个ARP cache，用以存储局域网内IP地址和MAC地址如何对应。ARP协议(ARP介于连接层和网络层之间，ARP包需要包裹在一个帧中)的工作方式如下：主机会发出一个ARP包，该ARP包中包含有自己的IP地址和MAC地址。通过ARP包，主机以广播的形式询问局域网上所有的主机和路由：我是IP地址xxxx，我的MAC地址是xxxx，有人知道199.165.146.4的MAC地址吗？拥有该IP地址的主机会回复发出请求的主机：哦，我知道，这个IP地址属于我的一个NIC，它的MAC地址是xxxxxx。由于发送ARP请求的主机采取的是广播形式，并附带有自己的IP地址和MAC地址，其他的主机和路由会同时检查自己的ARP cache，如果不符合，则更新自己的ARP cache。这样，经过几次ARP请求之后，ARP cache会达到稳定。如果局域网上设备发生变动，ARP重复上面过程。(在Linux下，可以使用$arp命令来查看ARP的过程。ARP协议只用于IPv4。IPv6使用Neighbor Discovery Protocol来替代ARP的功能。)我们还有另一个假设，就是每个主机和路由上都已经有了合理的routing table。这个routint table描述了网络的拓扑(topology)结构。如果你了解自己的网络连接，可以手写自己主机的routing table。但是，一个路由器可能有多个出口，所以routing table可能会很长。更重要的是，周围连接的其他路由器可能发生变动(比如新增路由器或者路由器坏掉)，我们就需要routing table能及时将交通导向其他的出口。我们需要一种更加智能的探测周围的网络拓扑结构，并自动生成routing table。我们以北京地铁为例子。如果从机场前往朝阳门，那么可以采取2号航站楼->>三元桥->>东直门->>朝阳门。2号航站楼和朝阳门分别是出发和目的主机。而三元桥和东直门为中间的两个router。如果三元桥->>东直门段因为维修停运，我们需要更改三元桥的routing table，从而给前往朝阳门的乘客(IP包)指示：请走如下路线三元桥->>芍药居。然后依照芍药居的routing table前往朝阳门(芍药居->>东直门->>朝阳门)。一种用来生成routing table的协议是RIP(Routing Information Protocol)。它通过距离来决定routing table，所以属于distance-vector protocol。对于RIP来说，所谓的距离是从出发地到目的地途径的路由器数目(hop number)。比如上面从机场到朝阳门，按照2号航站楼->>三元桥->>东直门->>朝阳门路线，途径两个路由器，距离为2。我们最初可以手动生成三元桥的routing table。随后，根据RIP协议，三元桥向周围的路由器和主机广播自己前往各个IP的距离(比如到机场=0，团结湖=0，国贸=1，望京西=1，建国门=2)。收到RIP包的路由器和主机根据RIP包和自己到发送RIP包的主机的距离，算出自己前往各个IP的距离。东直门与三元桥的距离为1。东直门收到三元桥的RIP包(到机场的距离为0)，那么东直门途径三元桥前往机场的距离为1+0=1。如果东直门自己的RIP记录都比这个远(比如东直门->>芍药居->>三元桥->>机场 = 2)。那么东直门更改自己的routing table：前往机场的交通都发往三元桥而不是芍药居。如果东直门自身的RIP记录并不差，那么东直门保持routing table不变。上述过程在各个点不断重复RIP广播/计算距离/更新routing table的过程，最终所有的主机和路由器都能生成最合理的路径(merge)。(RIP的基本逻辑是：如果A距离B为6，而我距离A为1，那么我途径A到B的距离为7)RIP出于技术上的原因(looping hops)，认为距离超过15的IP不可到达。所以RIP更多用于互联网的一部分(比如整个中国电信的网络)。这样一个互联网的部分往往属于同一个ISP或者有同一个管理机构，所以叫做自治系统(AS,autonomous system)。自治系统内部的主机和路由根据通向外部的边界路由器来和其它的自治系统通信。各个边界路由器之间通过BGP(Border Gateway Protocol)来生成自己前往其它AS的routing table，而自治系统内部则参照边界路由器，使用RIP来决定routing table。BGP的基本工作过程与RIP类似，但在考虑距离的同时，也权衡比如政策、连接性能等其他因素，再决定交通的走向(routing table)。我们一开始讲述了IP包根据routing table进行接力的过程。为了顺利实现接力，我们又进一步深入到ARP和RIP/BGP。这三个协议都协助了IP传输。ARP让每台电脑和路由器知道自己局域网内IP地址和MAC地址的对应关系，从而顺利实现IP包到帧的封装。RIP协议可以生成自治系统内部合理的routing table。BGP协议可以生成自治系统外部的routing table。在整个过程中，我们都将注意力放在了IP包大的传输过程中，而故意忽略一些细节。 而上面的IP接力过程适用于IPv6。【TCP/IP详解】系列教程互联网协议入门 1互联网协议入门 2TCP-IP协议详解(1)网络协议概观TCP-IP协议详解(2) 以太网与WiFi协议TCP-IP协议详解(3) IP/ARP/RIP/BGP协议TCP-IP协议详解(4)IPv4与IPv6地址TCP-IP协议详解(5)IP协议详解TCP-IP协议详解(6) ICMP协议TCP-IP协议详解(7) UDP协议TCP-IP协议详解(8) TCP协议与流通信TCP-IP协议详解(9) TCP连接TCP-IP协议详解(10) TCP滑窗管理TCP-IP协议详解(11) TCP重传TCP-IP协议详解(12) 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计算机方面论文题材可以很广泛,可以谈谈如今计算机对社会的价值,或计算机软件,硬件方面的知识或新思路,应用计算机技术(如教下别人怎么省时好用的学会WORD),也可以谈下计算机发展与展望等.下面这篇论文我看还比较典型. <<宽带化――电信发展的必由之路务>>随着社会经济和科技的飞速发展，通信网络正在发生深刻的变化，电信业务正在逐渐从传统的以电话业务为主的窄带业务向集语音、高速数据和图像为一体的多媒体宽带业务发展。多媒体通信已成为建立公用宽带网的主要动力。传统电话网将不可避免要过渡到以数据业务、特别是 IP业务为中心的下一代电信网，这些都对电信网的宽带化提出了迫切的要求。宽带网络就是依靠宽带技术为基础构建的网络体系。众所周知，多媒体信息的数据含量远远超过以前以单一形式传输信息的数据量，在传输速率不能降低并且同时信息容量增大的情况下，电信网络必须努力提高传输通道的容量和速度，否则必然不能保障信息及时、准确、完整地传递。因此，要实现社会信息的多媒体化，必须依靠宽带技术。宽带网络按其技术结构来说可以分为宽带传输网、宽带交换网和宽带接入网三个部分。传输网是所有信息元素传输的基础通道，信息单元和数据就是通过传输网络实现从源地址到目的地址的转移。宽带交换网络通过对信息的接收、分拣和转发的过程，实现了信息的相互交换过程；接入网是整个宽带网络中与用户相连的最后一段，用户通过接入网连接到宽带网上。宽带接入网接入网的建设占全网投资的比例较大，是技术最复杂、实施最困难、影响面最广的一部分。要因地制宜，因时制宜，尽量合理地发展接入网。先进的光纤接入网发展既要考虑光纤接入网与原电缆接入网拓扑结构的兼容性，又要明确接入网的全光纤化方向；既要节省投资成本，又要坚持高起点、分期实施的原则。因此在接入网的建设过程中我们应该循序渐进，从低速业务开始，逐渐向高速业务发展。当前常用的窄带接入技术有频带Modem技术，V.90标准的Modem下行速率是56kbps；窄带ISDN接入技术能在一对普通的电话线上，通过基本速率（2B＋D，144kbps）接口，为用户提供端到端的全数字连接的多种电信业务。目前，宽带接入技术主要有下列几种：（一）基于电信网用户线的数字用户线（DSL）接入技术DSL技术是一系列基于双绞铜线的用户线高速传输技术，包括HDSL、SDSL、ADSL、RADSL及IDSL等，统称为xDSL。�ADSLADSL（非对称数字用户线）技术，其下行速率达 8Mbps，上行速率达640kbps，能传输3～5km的距离。ADSL所支持的主要业务是因特网和电话，该技术接入速度可满足宽带因特网接入和部分宽带应用（如会议电视、视频点播等）。更重要的是结合ATM等宽带干线网络技术，可以支持广播级的视频分发和VoD。利用ADSL技术开展宽带接入业务的优势非常明显，首先可以充分利用电信网现有的铜缆资源，保护这一巨大投资，并充分发挥铜线的潜力。其次，用户随时可以上网，无需每次重新建立连接，而且不会影响电话的使用，每个用户都可以独享高速通道，没有阻塞问题。其主要缺点是对线对的要求苛刻，目前只有大约30％的线对可以开通ADSL业务。目前一种简化型的、无分路器的ADSL标准已经问世，称为G.Lite。其基本特点有两点：第一是速率降低到1.5Mbps左右，第二是在用户端不用电话分路器，价格可以下降，安装更为方便。它具有自适应速率适配能力，抗射频干扰的能力比ADSL强，主要业务为因特网接入、Web浏览、IP电话、远程教育、在家工作、可视电话和电话等。�VDSL系统有关ADSL系统发展的第二个趋势是进一步提高系统的下行带宽，即演变成甚高速数字用户线（VDSL）系统。这种技术在双绞线上下行传输速率可以扩展至25Mbps～52Mbps，同时允许1．5Mbps的上行速率，其传输距离则分别缩短至 1000m或300m左右。很适合光纤到小区（FTTC）的接入方式。由于它能提供高速接入带宽，且能满足高清晰度电视和视频点播的要求，所以是一种比较现实的、理想的宽带混合接入方案。（二）基于CATV网HFC传输设施的电缆调制解调器（Cable Modem）接入技术有线电视网是用来传输模拟电视信号的地面网络，所有用户共享下行带宽，是真正的宽带网络。HFC（Hybrid Fiber Coaxial，光缆同轴混合）技术推动了CATV网络的发展，HFC网不仅可以提供原有的有线电视业务，而且可以提供话音、数据以及其他交互型业务。Cable Modem方案是以HFC为基础的高速接入技术，Cable Modem 用户共享下行数据带宽，而每一个子信道下行通道的数据吞吐量都可以达到25Mbps～ 40Mbps。传统的有线网只能传输单向业务，必须升级为双向的HFC网络才能实现双向宽带传输数字化多媒体信息，可开通VoD、远程教学、远程医疗、因特网高速接入及语音电话等多种新的增值业务。Cable Modem的开通率高，不存在ADSL 因线缆质量和串扰引起的开通率低的问题，只会因为共享用户数的增多而降低每个用户的可用数据带宽。（三）基于光缆的宽带光纤接入技术�宽带有源光接入在各种宽带光纤接入网技术中，采用了SDH技术的接入网系统是应用最普遍的。这种系统可称之为有源光接入，主要是为了与基于无源光网络（PON）的接入系统相对比。SDH技术是一种成熟、标准的技术，在骨干网中被广泛采用。在接入网中应用SDH技术，可以将SDH技术在核心网中的巨大带宽优势和技术优势带入接入网领域，充分利用SDH同步复用、标准化的光接口、强大的网管能力、灵活网络拓扑能力和高可靠性带来的好处，在接入网的建设发展中长期受益。SDH技术在接入网中的应用虽然已经很普遍，但仍只是FTTC（光纤到路边）、FTTB（光纤到楼）的程度，光纤的巨大带宽仍然没有到户。因此，要真正向用户提供宽带业务能力，单单采用SDH技术解决馈线、配线段的宽带化是不够的，在引入线部分可分别采用FTTB/C＋xDSL、FTTB/C＋Cable Modem、FTTB/C＋局域网接入等方式提供业务。�宽带无源光接入网基于ATM的无源光网络（ATM PON）是既能提供传统业务，又能够提供先进多媒体业务的宽带平台。PON的业务透明性较好，原则上可适用于任何制式和速率的信号。APON下行采用TDM，而上行采用TDMA技术，其下行速率为622Mbps 或155Mbps，上行速率为155Mbps，可给用户提供灵活的高速接入。ATM PON最重要的特点就是其无源点到多点式的网络结构。光分配网络中没有有源器件，比有源的光网络和铜线网络简单，更加可靠，易于维护。特别是如果FTTH大量使用，有源器件和电源备份系统从室外转移到了室内，对器件和设备的环境要求可以大大降低，维护周期可以加长。APON的标准化程度很高，使得大规模生产和降低成本成为可能。此外，ATM统计复用的特点也使ATM PON 能比TDM方式的PON服务于更多的用户，ATM的QoS优势也得以继承。采用波分复用技术是扩大光纤传输容量的一种有效手段。以波分复用技术为基础的无源光网络（WDM�PON）用于接入网有着广阔的发展前景。（四）基于以太网（Ethernet）的高速局域网接入以太网接入方式与IP网很相似，技术上可以达到 10／100／1000Mbps三级。采用专用的无碰撞全双工光纤连接，已可以使以太网的传输距离大为扩展，完全可以满足接入网的应用需要。以太网技术将IP包直接封装到以太网帧中，是目前与IP配合最好的协议之一，它以变长帧来传送变长的IP包。在当前因特网迅速发展的情况下，以太网正在转变成一种主要的接入方式。（五）基于无线传输手段的无线接入技术固定无线接入技术因其无须敷设线路、建设速度快、受环境制约少、初期投资省、安装灵活、维护方便等特点而成为接入网领域的新军。主要的宽带固定无线接入技术有三类：已经投入使用的多路多点分配业务（MMDS）、直播卫星系统（DBS）以及正在做现场试验的本地多点分配业务（LMDS）。LMDS工作在毫米波波段，可用频带至少1GHz。典型LMDS由类似蜂窝配置的多个发送机组成，单个蜂窝的覆盖区为2～5km。LMDS不仅可以提供因特网接入，而且可以用来互连局域网。LMDS几乎可提供任何种类的业务，如话音、数据、图像等，还支持TCP/IP以及MPEG2等标准。总的来看，宽带固定无线接入技术代表了宽带接入技术的一种新的不可忽视的发展趋势，敷设开通快，维护简单，用户较密时成本低，可以作为电信公司有线接入的重要补充。宽带传输网伴随着光纤通信技术的发展，宽带网络传输主要的物理介质必然是光纤。利用光纤组建宽带传输网的优势有三点：（1）能提供高带宽。光纤的带宽允许高速数据传输，通过复用技术和数据压缩技术完全能够适应多媒体通信对传输速度的要求。（2）极低的衰减度。通过光纤进行传输的光信号具有低衰减的特性，这就意味着无需中继器就可进行长距离传输，不仅能够降低成本而且能够减少由于中间环节而形成的断点。（3）保密性强。传输的光信号是非电子的，不受电磁影响。SDH传输体制是一种新型的完整严密的传送网技术体制，它有全世界统一的网络节点接口，简化了信号的互通以及信号的传输、复用和交叉连接过程；它安排有丰富的开销比特用于网络的管理和维护；它有统一的标准光接口，能够在基本光缆段上实现横向兼容；采用SDH组网技术还可以构成具有高度可靠性的自愈环结构，确保实现业务的透明性，这对某些方面的业务应用十分重要。光纤通信继续向大容量、高速纵深发展，为宽带网提供了最坚实的基础。目前采用密集波分复用（DWDM，Dense Wave Division Multiplexing）技术的高速传输系统，其产品已可达到400Gbps，实验室的研究水平已超过3Tbps。这也为 IP网络的QoS提供了可靠的保证。在带宽富余的情况下，当网络利用率低于70％时就可以提供有保证的QoS。当前传统语音网络、数据网络正在走向统一。TCP ／IP协议将在整个网络占据统治地位。IP可以承载所有的业务，包括数据业务、实时语音、视频等交互式多媒体业务。未来网络是以IP技术为核心构筑的综合传输语音、数据和视频的大一统宽带IP网络。但IP网只能架构在各种基础传输网之上，目前IP的传输模式如下。(一)IP over ATM具有动态带宽分配、高QoS的ATM是一种交换、传输、复用设备，也是承载IP所有业务的理想平台。IP over ATM是面向连接的ATM与无连接IP的统一，也是选路与交换的优化组合，可以综合利用ATM速度快、容量大、多业务支持能力的优点以及IP简单、灵活、易扩充和统一性的特点，达到优势互补的目的。对于电信网而言，在相当长的一段时间内，ATM作为多业务平台是比较理想的。即使在将来，在网络边缘地带，ATM作为业务汇集点仍然是不可缺少的。(二)IP over SDHIP与SDH的结合试图将IP分组通过PPP协议或SDL 协议直接映射到SDH帧，从而省掉中间的ATM层，保留因特网无连接特征，简化网络体系结构，提高传输效率，降低运营成本，易于兼容不同技术体制和实现网间互联，在以IP业务为主的骨干网上疏导高速率数据流。(三)IP over Optical从理论角度分析，IP到传输链路层之间增加ATM、 SDH纯属多余。因此IP over Optical是一种理想的体系结构：层次少，避免了功能重叠；设备和网管复杂度低；额外开销小，传输效率高；组网和网络配置简单；可直接利用DWDM 技术。宽带交换网当传输技术逐渐向宽带迈进的时候，使各种不同业务充分地利用传输资源的交换设备也有了与之相适应的发展，以IP和ATM为代表的分组转发和交换技术是当前网络建设中的热点。IP的灵活特性和ATM的快速交换能力互有千秋，必将在将来的网络技术中，起到关键的作用。（一）ATM异步传输模式——ATM就是目前解决宽带综合业务交换的一种方案。为适应多媒体通信的要求，用户必须支持不同的网络：数据网、语音网以及视频网。网络结构也必须适应不同的应用，以太网、令牌环和FDDI用于局域网，PPP、SLIP 以及Modem用于广域网。如此复杂的要求，是以前的交换水平所不能达到的。ATM技术的出现将这些问题迎刃而解，它能够提供一个公共的、统一的网络交换框架，支持用户对数据、语音和视频的综合需求。在ATM技术中传送信息的基本载体是ATM信元，ATM 信元与分组交换中的分组十分类似，但是它又有自己的特点。它使用定长的53字节的信元长度，整个信元字节中包括5个字节的信头和48个字节的信息域，信头用来承载信元的控制信息；其后的信息域一般是承载用户信息。在信头信息中VPI表示虚拟路径标识符，VCI 表示虚拟通道标识符，这两部分合起来构成信元的路由信息。ATM交换机就是根据这两个信息段选择路由线路。以ATM技术为主的宽带交换网是面向连接的。当发送端想要和接收端通信并通过网络交换信息数据时，将建立一条虚拟电路。之后，将需要传送的信息分割成ATM信元，通过建立的路径传送到接收端。当信息全部传送完毕后，该虚电路将取消。ATM宽带交换网的目标，也是其最大的特点，就是对任何业务形式的数据传输都能达到最佳的资源利用率。这样就能使宽带传输网高速传输多媒体信息，并毫不停滞地通过交换网络迅速、灵活地选择正确的目的方向继续传送。（二）路由交换机路由交换机结合二层交换的性能和传统基于软件路由的功能，采用硬件专用电路(ASIC)进行路由识别、计算和转发，由于其实现了无阻塞交换，速度很快，能够处理线路上满负荷信息，又被称为线速路由交换机。由于它是基于第三层IP的路由交换，也被称为第三层路由交换机。目前吉比特路由器可达线性速率，同时，更高速率的太比特路由器也已问世，足以与ATM交换抗衡。 随着信息社会的到来，人类对多媒体通信的需求日益迫切。虽然窄带电信网在相当长的时间内还具有生命力，但我们更应当看到，宽带化的趋势正向我们走来，必须给予足够的重视，在网络的规划、建设上早做准备，争取早日建成一个易于使用的、安全的、多功能的、信息含量丰富的、信息形式多元的、开放的宽带电信网，为构造信息高速公路奠定基础。

1、IP地址的历史沿革 （1）早期IP地址：自从1969年美国国防部授权ARPANET进行互联网的试验，就宣告了互联网的诞生，IP地址也随之启用。开始时，由于主机数量很少，IP地址主要用于区分不同主机，人们对IP地址的使用相当自由，但随着主机的增多，这种现象的很多弊端也显露出来，随着许多分类协议逐步被推出，这种现象也在逐渐改观，这阶段使用的IP地址可称为早期IP地址。（2）IPv4地址：1982年，DCA和ARPA网制订了网络传输控制协议(TCP)和网际协议(IP)，这个协议组一般被简称为TCP/IP协议，TCP/IP缔造了未来的网络通讯模式。基于TCP/IP协议，因特网开始使用IPv4地址，32比特，通常用4个点分十进制数表示。它主要由两部分组成：一部分是用于标识所属网络的网络地址；另一部分是用于标识给定网络上的某个特定的主机的主机地址。为了给不同规模的网络提供必要的灵活性，IP的设计者将IP地址空间划分为几个不同的地址类别，地址类别的划分就针对于不同大小规模的网络。（3）IPv6地址：随着互连网发展速度的不断加快，无论是CIDR技术还是NAT转换技术，都无法阻止IPv4地址资源的耗尽，对下一代IP协议中足够大的IP地址空间的要求已迫在眉睫。为了满足互联网日益膨胀的地址需求，IETF（Internet Engineering Task Force互联网工程专门工作组）从1994年7月开始经过多年的研究后提出了IP协议的下一版本IPv6，目前人们已经开始了对IPv6地址的推行和局部应用。IPv6地址的128位（16个字节）写成8个16位的无符号整数，每个整数用四个十六进制位表示，这些数之间用冒号（：）分开，为了简化，只要保证数值不变，就可以将前面的0省略，另外，还规定可以用符号：：表示一系列的0。2、IP地址的现状（1）IP地址的分布现状由于IPv4地址的分配采用的是“先到先得，按需要分配”的原则，互联网在全球各个国家和各个国家内的各个区域的发展又是极不均衡的，这就势必造成大量IP地址资源集中分布在某些发达国家和各个国家的某些发达地区的情况。全球可提供的IPv4地址大约有40多亿个，估计在未来5年间将被分配完毕；而我国的情况更加严峻，我国网民已突破1亿，而截止去年年底，我国总共申请到的IPv4的地址仅仅6000万左右。IPv6地址的分配情况也呈现出严重的分布不均衡迹象。从1999年，RIR(互联网资源分配区域性权威机构)开始分配IPv6地址，截止2004年6月，全球已分配的606块地址中，美国、日本、德国、荷兰、英国五个国家分配的地址总数占全球总数的48%，中国却只有11块，仅占1.8%。而据信息产业部电信研究院最新的数据显示，截止2004年11月，全球已分配的IPv6的725块地址中，美国99块、日本73块、德国72块，而中国只有14块。（2）IP地址的应用现状由于IP地址分布的极不均衡，使得真正应用中就出现了部分国家和某些国家部分区域的不够用的现状，这也就出现了IP地址资源跨区域交易的现象。 尽管人人都明白IPv4地址的资源已经越来越匮乏了，IP协议从IPv4过渡到IPv6已经是历史必然，Ipv6地址也已经从1999年开始分配，目前IPv6的实验网6Bone已经遍布全球，但目前的现状，全球各国几乎全部使用的还是IPv4地址，现有的几乎每个网络及其连接设备都支持IPv4。因此要想短期内就完成从IPv4到IPv6的转换是不切实际的。IPv6必须能够支持和处理IPv4体系的遗留问题，可以预见，IPv4向IPv6的过渡需要相当长的时间才能完成。

我写了好多 结果断电了 现在没有了！！！！！ 等下 我再写现状：目前的全球因特网所采用的协议族是TCP/IP协议族。IP是TCP/IP协议族中网络层的协议，是TCP/IP协议族的核心协议。目前IP协议的版本号是4(简称为IPv4，v，version版本)，它的下一个版本就是IPv6。IPv6正处在不断发展和完善的过程中，它在不久的将来将取代目前被广泛使用的IPv4。据国外媒体报道，欧盟委员会希望于2010年前将欧洲其成员国境内四分之一的商业和政府部门以及家用网络转换成IPv6标准。 美国已经开始对已经与网络服务商签订IPv6协议的政府部门给与有条件的奖励政策。而欧盟希望跟随美国的步伐，促使其成员国的政府部门在这次转型过程中起到带头作用。IPv4(Internet Protocol version 4)IPv4，是互联网协议（Internet Protocol，IP）的第四版，也是第一个被广泛使用，构成现今互联网技术的基石的协议。Ipv4可以运行在各种各样的底层网络上，比如端对端的串行数据链路(PPP协议和SLIP协议) ，卫星链路等等。局域网中最常用的是以太网（Ether)。未来：随着网络应用的发展，各种互联网协议正在发生微妙的变化。在新技术取代老技术的时候，我们究竟是该把新技术放在边缘并且向核心推进，还是把新技术增加到核心，把老技术推向边缘并且最终在网络中取消老技术呢？作为互联网标准开发和推动的主要负责机构，互联网工程工作组（IETF）8 月初在爱尔兰都柏林举行了第72 次会议，期间就IPv6 的推广和应用展开了讨论。IPv4 开始走向边缘现在大多数考虑采用IPv6 协议并且提出实施解决方案的人都考虑了IPv4/IPv6 共存。当网络上的IPv6 设备是双地址栈的时候，共存是比较简单的：双地址栈设备能够同仅是IPv4 的设备或者仅是IPv6 的设备沟通。双地址栈的问题是它们既需要IPv4 地址，也需要IPv6 地址。但是这种做法显然是不符合我们应用IPv6 的初衷，因为据估算，IPv4 地址将会在2012 年左右枯竭。双地址栈在五年前提出时，可以说是一种正确的过渡方法。但是，随着新的IPv4 地址耗尽，这种方法越来越不可行了。双地址栈对于已经拥有IPv4 地址并且能够获得新的IPv6 地址的目前的设备来说，仍然是一种正确的方法。但是，对于需要新的地址的新设备和网络来说，这不是一个好的解决方案。不过现在比较大的问题是如何让只有IPv4 功能的设备与只有IPv6 功能的设备相互沟通。这需要解决地址解析的问题，从复杂性、可伸缩性和安全方面看，这是一个比较棘手的问题。IPv4 与IPv6 同存的讨论的背后是这样的原则：IPv4 和IPv6 共存是必要的。但是这需要采取正确的方法。业内人士认为IPv4 停止使用的时间已经为期不远了。此前，有人认为IPv4 停止使用的时间大约是在2020 年之后。不过参加本次会议的IPv6 工作组成员Jdoyle 认为，IPv4 停止使用的时间可能会提前到2014 年前后，支持这个观点的理由是没有人愿意在自己的网络上使用两种版本IP 地址，这样不仅复杂，也不安全。考虑到IPv4 地址将在2011 年左右被耗尽，IPv6 的应用在那以后将开始成倍地增长。当IPv6 接近或者成为占大多数的协议的时候，网络工作者将积极地撤销IPv4 地址以便简化自己的操作。在过去的几年里，有关实施IPv6 的讨论一直集中在连接IPv6 设

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