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美國下一代互聯(lián)網(wǎng)internet2
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http://china-zesir.com 發(fā)稿日期:2008-4-7
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中國教育網(wǎng)絡(luò)
前全世界廣泛使用的是第一代國際互聯(lián)網(wǎng)，相應(yīng)的IP地址協(xié)議是IPv4，即第4版。IPv4設(shè)定的網(wǎng)絡(luò)地址編碼是32位，總共提供的IP地址為2的32次方，大約43億個。目前，它所提供的網(wǎng)址資源已近枯竭。
美國是第一代互聯(lián)網(wǎng)的最大受益者。目前，全世界共有13臺根服務(wù)器，其中10臺在美國，而且2臺由美軍使用，1臺由美國國家航空航天局使用。也就是說，每天世界各地的電子郵件有很多要先由美國人“過目”之后才能去它該去的地方。此外，美國私營公司掌握著全世界互聯(lián)網(wǎng)域名的分配大權(quán)。假如美國與日本的關(guān)系急劇惡化，只要美國通過技術(shù)手段刪去日本的域名“. jp”，日本馬上就會成為“網(wǎng)上孤島”，無法通過網(wǎng)絡(luò)與外界聯(lián)系。另一方面，從光纖中的玻璃絲到芯片，從路由器到操作系統(tǒng)，互聯(lián)網(wǎng)和信息產(chǎn)業(yè)鏈上每個環(huán)節(jié)的關(guān)鍵設(shè)備，基本上都由美國公司主宰。全世界的網(wǎng)絡(luò)用戶都要向美國支付費用，“全世界都在為美國打工”。網(wǎng)絡(luò)強勢和壟斷是美國安全的基礎(chǔ)，是美國經(jīng)濟(jì)持續(xù)繁榮和美國保持全球領(lǐng)導(dǎo)地位的基礎(chǔ)。
下一代互聯(lián)網(wǎng)采用的是IPv6協(xié)議，它設(shè)定的地址是128位編碼，能產(chǎn)生2的128次方個IP地址，地址資源極端豐富。
1996年10月，美國政府宣布啟動“下一代互聯(lián)網(wǎng)NGI”研究計劃，其核心是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議和路由器。目前，它的項目提出機(jī)構(gòu)——Internet2，已發(fā)展成為由200多所大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)、政府及商業(yè)企業(yè)共同參與的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研發(fā)組織，目的是開發(fā)及部署先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用，加速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。Internet2致力于在學(xué)術(shù)界、商業(yè)應(yīng)用及政府間建立溝通交流的橋梁，這些機(jī)構(gòu)正是目前Internet網(wǎng)絡(luò)的共同締造者。
Internet2社區(qū)除了骨干的200多所大學(xué)以外，還有70多家企業(yè)和40多個子機(jī)構(gòu)，其中包括美國政府的研究實驗室。
它的主要目標(biāo)是：建設(shè)高性能的邊緣網(wǎng)絡(luò)，為科研提供基礎(chǔ)設(shè)施；開發(fā)具有革命性的Internet應(yīng)用技術(shù)；促進(jìn)新的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)及應(yīng)用在Internet上的推廣。
Internet2除了積極發(fā)展與公司、企業(yè)的合作外，還與30多個類似的研究項目有合作關(guān)系。Internet2由一系列工作組組成，使成員在多個領(lǐng)域展開合作，這些工作組致力于以下的工作：
1、各種類型的合作。包括與政府的合作及一系列的國際合作；
2、基礎(chǔ)性研究。Internet2基礎(chǔ)研究涵蓋許多基礎(chǔ)性研究項目，包括中間件研究項目、點對點性能研究項目及人文科學(xué)研究項目等等；
3、應(yīng)用研究。Internet2研究基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同和對信息與資源的交互式訪問，這些先進(jìn)的應(yīng)用技術(shù)在目前Internet環(huán)境下是無法實現(xiàn)的；
4、工程技術(shù)研究。包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、光學(xué)網(wǎng)絡(luò)等研究項目；
5、中間件研究。目的是研究中間件的標(biāo)準(zhǔn)化及互操作性，并在各大學(xué)節(jié)點展開核心中間件服務(wù)的部署工作。
先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施(Advanced Network Infrastructure)
先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施用來連接超過200家大學(xué)與研究機(jī)構(gòu)，是新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和提供高可靠網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的基礎(chǔ)。Internet2的主要網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目包括Abilene、GigaPoPs、FiberCo等。
Internet2不但投入網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，同時還支持許多相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)研究，如：分布式數(shù)據(jù)安全研究、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控數(shù)據(jù)、與數(shù)據(jù)共享和協(xié)同相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)研究等。
Abilene
Abilene是一個Internet2的高性能主干網(wǎng)，提供高帶寬的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。該項目于1998年4月啟動，1999年底完成2.5G的主干網(wǎng)建設(shè)，2003年網(wǎng)絡(luò)完成升級，主干網(wǎng)傳輸速度達(dá)到10G，桌面連接速度為100M，并提供對IPv6的支持。Abilene已經(jīng)成為美國最先進(jìn)的IP主干網(wǎng)絡(luò)，提供先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，支持豐富的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，包括虛擬實驗室、數(shù)字圖書館、遠(yuǎn)程教育與遠(yuǎn)程沉浸應(yīng)用等。做為Internet2的高性能主干網(wǎng)絡(luò)，Abilene充分體現(xiàn)了Internet2對先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)性能的要求。同時Abilene與Internet2的GigaPoPs(高速接入/交換節(jié)點)連通，為超過220家的大學(xué)、企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。目前Abilene主要是OC-192c(10G)的網(wǎng)絡(luò)，使用先進(jìn)的光學(xué)傳輸設(shè)備和高性能路由設(shè)備。
光網(wǎng)絡(luò)(Optical networking)
光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的建立，為Internet2上的先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供了很好的平臺。相關(guān)的項目包括LambdaRail、HOPI和FiberCo等。
LambdaRail提供光纖網(wǎng)絡(luò)，為Internet技術(shù)和協(xié)議的開發(fā)提供支持，并支持新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和服務(wù)。
FiberCo(National Research and Education Fiber Company，國家教育科研光纖公司)是由Internet2成立的公司，其擁有大量的黑光纖設(shè)備，可供其他組織使用。
HOPI(Hybrid Optical and Packet Infrastructure，光路分組綜合網(wǎng)絡(luò))是研究下一代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的項目，試驗未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、設(shè)施及架構(gòu)。
中間件與安全(Middleware and Security)
中間件是介于網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用間的軟件層，提供基本的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，如授權(quán)、驗證、目錄服務(wù)及安全等。中間件在高性能網(wǎng)絡(luò)中的作用正變得越來越重要。Internet2在中間件方面的研究主要包含兩個方面，一是核心中間件的開發(fā)，另一個是中間件整合計劃。
核心中間件
核心中間件服務(wù)是所有其他中間件服務(wù)的基礎(chǔ)。在MACE(Middleware Architecture Committee for Education，教育中間件構(gòu)架標(biāo)準(zhǔn)委員會)的指導(dǎo)下，Internet2中間件項目主要研究組織間的驗證與授權(quán)問題，特別是標(biāo)準(zhǔn)化與互操作性。這方面研究項目主要是shibboleth。Shibboleth是一個強大、可擴(kuò)展、易用的系統(tǒng)，應(yīng)用于服務(wù)和數(shù)字資源的共享，該系統(tǒng)提供對個人隱私的保護(hù)，并可以作為其他基于用戶身份的訪問控制系統(tǒng)的替代方案。隨著高性能網(wǎng)絡(luò)對協(xié)作和資源的共享與訪問支持越來越強大，安全的需求使Shibboleth這樣的技術(shù)變得愈發(fā)的重要。
中間件整合項目
Internet2不但投入核心中間件的研究與開發(fā)，還參與一些中間件的整合項目，這些項目涵蓋醫(yī)藥學(xué)、電子郵件系統(tǒng)和視頻會議等方面。
MedMid(Medical Middleware，醫(yī)學(xué)中間件)做為Internet2的一個工作組，目的是研究保健護(hù)理學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的教育和實踐，該工作組由Internet2的衛(wèi)生科學(xué)研究項目、中間件項目，聯(lián)合美國醫(yī)學(xué)院協(xié)會共同組成。
MACE-MList(Middleware-Enabled Mailing List基于中間件的郵件列表)工作組研究的是與基于中間件的郵件列表服務(wù)相關(guān)的研究內(nèi)容。
Internet2還參與了NMI(NSF Middleware Initiative,美國國家科學(xué)基金會中間件項目)的研究，并和其他機(jī)構(gòu)一起合作整合校園和網(wǎng)格研究基礎(chǔ)設(shè)施。
VidMid(視頻中間件)工作組研究用于視頻傳輸?shù)闹虚g件服務(wù)，其應(yīng)用在視頻會議和其他視頻系統(tǒng)中。
先進(jìn)應(yīng)用(Advanced Applications)
Internet2研究的應(yīng)用目的在于質(zhì)和量上提高網(wǎng)絡(luò)對科研及教學(xué)的支持。另外，不同于通常的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，它們是建立在先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，需要高帶寬、低延遲等先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)條件。Internet2支持從科學(xué)到人文藝術(shù)等各個領(lǐng)域的應(yīng)用研究。目前研究人員在Internet2上開發(fā)的應(yīng)用有交互式協(xié)作、對遠(yuǎn)程資源的實時訪問、協(xié)同式虛擬現(xiàn)實、大規(guī)模分布式計算和數(shù)據(jù)挖掘等。
醫(yī)療衛(wèi)生科學(xué)(HealthSciences)
Internet2醫(yī)療衛(wèi)生科學(xué)應(yīng)用使學(xué)生、研究員、醫(yī)生等可以協(xié)同和交互地訪問信息和資源。另外，該領(lǐng)域的應(yīng)用還可以協(xié)助學(xué)生學(xué)習(xí)、獲取和分析醫(yī)療衛(wèi)生信息。目前醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用涵蓋的領(lǐng)域包括醫(yī)學(xué)教育、虛擬現(xiàn)實和遠(yuǎn)程病理學(xué)等，所有這些應(yīng)用都需要先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)支持。
增強外科計劃(Enhanced Surgical Planning)可以用于外科醫(yī)療的訓(xùn)練、預(yù)診、交互式診治、腦切面分析等；
高級醫(yī)療訓(xùn)練(Improved Medical Training)提供高帶寬的人機(jī)交互環(huán)境，同時采用低延遲的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，支持可靠的計算資源訪問和醫(yī)療影像、數(shù)據(jù)的安全獲取。
科學(xué)與工程(Science and Engineering)
Internet2成員采用的先進(jìn)計算機(jī)技術(shù)，包括：采用高性能網(wǎng)絡(luò)交互和協(xié)作技術(shù)、分布式數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、大規(guī)模分布式計算技術(shù)、實時遠(yuǎn)程資源訪問技術(shù)、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)、協(xié)同式虛擬現(xiàn)實技術(shù)。
雙子座天文臺在Internet2網(wǎng)絡(luò)上研究遠(yuǎn)程儀器控制技術(shù)，并應(yīng)用于電子望遠(yuǎn)鏡的遠(yuǎn)程實時控制；芝加哥大學(xué)等采用Internet2網(wǎng)絡(luò)建立了網(wǎng)格等分布式計算實驗床。
大規(guī)�？茖W(xué)研究和技術(shù)開發(fā)過程會涉及到很多協(xié)同的需求，而通常是多組之間的協(xié)同。訪問網(wǎng)格(Access Grid)項目的目標(biāo)是研究基于計算網(wǎng)格的組間協(xié)同技術(shù)。
人文藝術(shù)(Arts and Humanities)
Internet2為人們提供了實時的交互和協(xié)同手段，并正在改變這人文技術(shù)的思維。
遠(yuǎn)程舞蹈(Telematic Choreography)基于Abilene網(wǎng)絡(luò)，使教師可以通過遠(yuǎn)程視頻交互系統(tǒng)，知道學(xué)生的舞蹈學(xué)習(xí)。
網(wǎng)格上的藝術(shù)(Art on the Grid)采用了基于internet2上的Access Grid系統(tǒng)，集中網(wǎng)絡(luò)上的音樂藝術(shù)家、媒體藝術(shù)家共同交流藝術(shù)。
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