互联网的发展和影响

互联网的发展和影响演讲人：李崇荣（清华大学信息网络工程研究中心副教授）我们今天讲一下关于互联网的发展和影响。我今天讲的内容大概分成这样几个部分，我们先回忆一下互联网发展的历史，然后介绍一下根据互联网的技术发展的情况，出现下一代互联网，产生和发展的情况。然后我们介绍一下互联网在社会上产生的重大的影响，最后给大家介绍一下我们国家下一代互联网的发展情况。首先我们看一下互联网的发展的历史，这部分内容我们回顾了从二战以来，信息技术发展的情况，然后特别是在信息技术领域，互联网技术发展的重要的里程碑。然后我们介绍一下我们国家互联网发展的情况和互联网本身的关键技术是什么。信息技术的发展，我们都知道，是从二战之后开展基础的，大概是有这么四个重要的部分。一个是计算的技术，还有操作系统，另外就是连接系统，还有工作站的发展，分别是对社会产生了重大的影响。以后再发展我们就比较清楚了，从80年代后期开始的PC机的普及，然后就是90年代初期到2000年计算机网络的发展。那么到这个世纪以来大家也都知道，像无线移动的技术，我们预计到2010年的时候，各种技术相互融合，会有一个更大的变化。在整个信息技术的发展过程当中，互联网的技术也是应运而生的，它的里程碑我们追溯下来，大概是从60年代开始，我们大家也都比较熟悉，首先是60年代初期出现的分组交换的技术，然后就是美国国防部的计划和阿波罗登月齐名的另外一个计划，就是网络，然后70年代出现了以太网技术，这个技术到今天依然在发展，还有就是我们今天互联网上采用的TCP/IP协议，这是70年代初提出来的。在这以后各种各样的网络就都出现了，直到1983年，从美国国防部的军方网开始采用TCP/IP协议以后，整个世界上网络的发展走势就出现了以TCP/IP为主的互联网，然后是80年代的时候，美国自然基金会接管了技术，出现了今天INTERNET这样的发展。我们知道，80年代末期的时候，出现了WWW技术，这样就把互联网从原来是在军事实验的网络，到科学家的网络，到后来深入到各行各业，一直到老百姓的生活当中。那么，到90年代以后技术就非常活跃了，包括各种各样的网络的技术，还有出现了像IPV6这样新的协议，我就不一一再举出来了，后来都是很多的新技术。我们把刚才的过程简单用一些图再来说明一下。互联网的发展最开始是从美国军方的计划开始的，它的初衷本来是美苏冷战时期的一个发展目标，希望在第一次核打击的情况下，整个通信不中断，这是和传统的电话网络相比较来说是一种新的通信的理念。那么它采用的主要的技术，一个是把原来传统的电路交换改为分组交换的技术，还有整个网络在电路交换里面，采用的我们大家都比较熟悉的树状结构，改成网状的结构，旁边的图里面可以看出来。这种设计理念的验证，我们知道，9.11事件的时候，基本上整个当时在美国的东北地区，传统电话打都打爆了，但是最早传出来的一些信息是通过互联网、IP电话，那时候能够存活打出电话来，这是一个验证的实力。这个网大概它的发展经过这样几个里程碑。首先它是在美国的西海岸地区的几个大的计算中心互联，然后进一步发展，把东部和西部连接起来，这是不同时期网络的拓扑结构，我们看到它的连接越来越复杂，这样的几个发展阶段，那么到80年代中期，美国自然基金会发起来了一个新的网络，叫NSFNET，NSF是美国自然基金会的缩写，它的技术本身是采用了美国军方的NET的技术，然后它把全国的超级计算中心连接起来，进一步发展连接了美国大学的校园网和地区网，这样再向国际上发展就成为连接全球的各国的学术网络的这样一个internet主干网。这个网络到90年代中期的时候就实现了商业化以后，就形成了现在的互联网的格局。NSFNET也经历了这样几个发展阶段。最开始采用依托电话网的，速率很低，我们国家是64K，美国是56K，最早的网络拓扑结构，然后到90年代初的时候就发展到从56K到45兆，这是后来的发展，整个互联网的技术发展是从WWW技术出现以后，有一个指数增长的发展趋势，这条曲线是世界上的互联网用户统计数字，下面这条线是我们国家的用户，我们也知道我们国家互联网的用户数量现在已经达到世界上第二位，但是我们国家的人口基数比较大，从整个互联网用户的普及率来说现在和发达国家差距还是比较大的，还有很大的发展空间。那么我们从刚才这张图上就看一下我们国家自己的互联网的发展的情况。我们国家发展应该是从80年代末期开始，最早的时候，是利用这样的技术实现电子邮件的互通，现在我们2004年的时候，中国互联网协会也庆祝了中国的互联网历史发展走过十年的历程，我们也回忆了一下中国最早的，第一封电子邮件是什么时候发出去的，德国现在还有记录，是很早的时候。那么我们国家最开始主要是跟欧洲连接的，清华大学和世界上的电子邮件的通信最早是和加拿大、香港这样的连接，利用现在的这种技术，用专线接入互联网，最早是中科院高能所和斯坦福大学有一个合作，从93年连接到美国，我们中关村地区有一个市行贷款的NCFC这个网络是94年开始，然后就是后来的有几大网络陆陆续续都连接到美国，这是和国际上互联网的连接，是这样的一种情况。这是我们国家的第一个跨原区的互联网NCFC，当时是清华、中科院和北大三个单位，当时我们可以拿到的，申请到的互联网地址可以拿到B类地址，所以我们可以看到这三个单位用的IP地址都是B类的地址，就像清华是166.111，后来我们国家现在再申请到的地址基本上都是C类地址拼起来的，这是我们国家比较早期的加入到互联网里面的情况。那么回顾了这样一个网络的发展情况，我们看一下这个网络的技术为什么能够发展得这么快，它有几个关键的技术，这些技术支撑了这样的一个互联网这样一个人造的系统在这个社会上的影响越来越大，我们归结起来，互联网的关键技术大概是这样几个方面。一个它在体系结构上采用了TCP/IP的协议站，采用这种技术从设计思想上来说，一个是IP分组，采用的无连接的服务，这和传统电话采用电路交换是不一样的，它从设计思想上来说，采用的是尽力传递，就是我们说的best这样一种设计理念。这种设计思想的初衷就是说，我认为通信线路上的质量是可以接受的，在分组的交换上不再做差错的重传，没有这样的技术，只要有数据包我就转发，不能保证传输的可靠性，如果有错也是由上面的传输层或应用层解决。那么采用这样一种设计思想，整个这一套体系特点就是快速、简单、效率比较高，当时有很多的互联网的体系结构，计算机网络的体系结构，比如OSI，或者其他的体系结构，但是最后还是TCP/IP最后统一了，它就是有这样一些关键的技术。从通信交换技术来说，它本身采用的分组交换技术，它在下面它的底层的技术，在数据应用层里面，以太网本身原来是没有TCP/IP时候也存在的，刚才我们回忆过，但是它可以架构在各种各样的数据链层的协议上，以太网是其中一个生命力很强，这么多年一直不断发展变化的技术，这也是对TCP/IP的发展起到了积极的作用。刚才我们说的关于TCP/IP来说，它的体系结构非常清晰，我们看到最关键的就是中间这个红颜色这层，这一层里面它采用了一种统一的IP协议，这个统一的IP协议可以把数据地址本身是全球惟一的，数据格式大家都用IP分组这样的数据的封装，所以它在这层统一，保证了屏蔽掉下面的各种各样的低层次的网络上复杂的技术，异质异构的网络都可以架构在这样的协议体系结构的框架上，在上面是各种各样的应用，所以这个技术本身的简洁性通过这张图可以看出来。它的另外一个关键技术就是分组交换采用的对于信道来说是共享信道的，这个简单的例子，就是在同一个时刻，比如F要向D发送数据，A要向E发送数据，在这个中间的信道里面，不管是绿颜色还是灰颜色的数据包都是可以同时占用信道，大家可以共享信道，复制信道，这样效率上对资源的利用率提高了，而且成本会降下来，是受欢迎的比较典型的描述。关于以太网这个技术，从70年代开始到现在，一直在不断地发展，一开始是10兆的以太网，后来一千兆的，后来万兆位以太网，它的技术一直都是速率上向上发展，而它对向下来说，原来的技术又是兼容的，我们从桌面一直到我们整个的校园网，包括城域网都可以采用以太网的技术，这个技术最早的时候就是画了这么一张草图，就是用一个粗缆，有一个工作站，有一个插针插在缆上去，这样的一个工作站就连到网上了，这是最开始设计的草图，这个思想到后来一直还都是起了非常大的作用，在工业界影响非常大，这是我们所说的互联网上的有几个非常关键的技术在这里面起了作用。那么刚才我们回顾了一下互联网的简单发展，它是不是一直这样发展下去呢？它还是存在一些问题，存在问题以后就出现了对技术的一些新的挑战，然后我们在世界上就出现了关于下一代互联网的问题的提出，也经过了这样几年的发展，我们也是看一下下一代互联网它的产生和发展的情况。我们大概也是从这样几个方面给大家做一个介绍，就是互联网发展到新的阶段以后，出现了挑战，然后下一代互联网应运而生了，它有一些主要的特征，还有国际上的一些新的进展。互联网的技术尽管刚才我们说了它有这么一些特点，它在它的发展的过程当中，经过了几十年的发展和演变，它在社会上发生了很大的积极的影响，但是它自身也存在一些问题，这个问题大概从这几个方面来看。首先是它技术本身，这个技术本身是最开始的时候，设计的初衷是有些没有想到后来的技术的发展是这样的，因为我们刚才也回忆过，它首先是为了军方的目的，然后又是学者之间进行通讯和交流，它本身在这样的一种特定环境下，有一些问题是不用考虑的，比如说地址空间，最开始的时候它是IP地址是2的32次方，就用32位的二进制数字就可以描述一个IP地址，当时觉得足够用了，就好像我们前几年说，关于2000年的，在年在计算机里面怎么编号的问题，原来我们用两位，在2000年就需要用四位，比如我们身份证原来15位现在升到18位，都是类似的问题。关于IP地址，显然当时没有想到世界上有这么多的人都要上网，现在显然地址是不够用了，所以这是一个有限的地址影响到互联网的发展。另外它从体系结构本身来说，原来它的想法是很简单的，只要它的冗余性、可靠性要增强，但是遍布全球的互联网本身的扩展性和管理上带来的层次结构这样的问题，现在也非常突出。还有我们大家亲身体验到的，就是我们经常会接触到一些垃圾邮件，还有不断的有一些病毒的侵入，还有一些黑客的攻击，都是很头疼的问题。互联网刚开始的时候，基本上不是面向全社会的，是一个专用的网络，那时候对安全性没有特殊的要求，如果把互联网变成一个可以银行结算和购物都可以用这样的网络，它显然是支持能力是不够的。另外就是它最开始的时候，并没有想到要取代传统的电话网或者是视频的通讯，那时候主要还是进行数据的传输，所以它对于像视频、音频这样流媒体要求实时性要求特别高，而且要求服务质量特别高，这样的一些应用，最开始的时候并没有这样的应用的需求，现在我们社会技术的发展，我们听到很多三网合一，三网融合，就希望把话音、视频都可以承载到这样的技术体系上的时候，就发现它支持能力是不够的。另外还有一个比较关键的问题就是我们从作为研究的角度来说，我们任何一个人造的系统也好，和一个客观的自然对象也好，我们都希望能够对它进行一些理论上的抽象，它有一个数学模型，而互联网我们人类自己造出来这样一个庞然大物，到目前为止没有一个很明确的数学模型，我们就不知道它将来会往哪个方向发展，我们怎么去控制它的规律，这是一个非常危险的事情，这也是在学术界大家都觉得是一个值得探讨的问题。因为它现在互联网技术本身已经脱离了不完全是技术完成，它也有很多社会学的问题，所以它的数学模型来说也显得非常复杂，这是它本身这个技术发展就面临的这样的一些问题。另外我们还看到另外一个方面，就是互联网的应用对网络技术本身提出了新的挑战。因为应用永远是需求不断向前发展，我们知道它怎么发展应用都觉得不够满足，比如我们刚才讲的流媒体各方面新的应用，这样就对互联网提出来，技术还要向前发展。另外也带来了其他的问题。比如说，我们在网络上的，像电子出版物，它的知识产权，像一些法律上的问题提出来的。还有比如说如果我们哪一天可以在网络上远程进行手术，现在已经有一些成功的案例，学者们也在说，如果手术当中出现了问题，出现比如说医疗事故，这个医疗事故最后由谁来承担责任？是技术上的问题还是医生的问题，还是怎么样的？带来了一系列的其他的方面的，管理方面、社会方面的新问题，这也是这些年来很多人都在其他的学科，不仅仅是信息学科领域，其他领域的学者们在研究的问题。还有一个方面就是关于互联网的管理和运营方面提出来的挑战。我们也知道了，互联网原来是没有商用的，它从90年代中期完全商业化以后，它变成了一个经济上的对于国家经济的发展，在我们国家比如说计算人均GDP的时候，互联网运营业就是作为其中一个产业了，它本身带来的问题就是互联网的这样一种技术，它一开始的设计理念是一个非常开放的而且大家是共享资源的，可是你要是收费的话，可能就违背了原来的设计理念，它的开放性和要进行管理、计费相互之间是矛盾的，但是作为一种产业来说运营商非常关心的就是互联网的计费模型，它的盈利模式，到目前为止全球来说大家都觉得还是比较头疼的问题，这个我们看相关的一些报道也知道。另外它的管理和运行也是越来越复杂的，这是互联网技术发展到今天，如果它是作为一个整个社会的信息化的基石，它对整个国家的社会发展、国民经济要产生重大的影响，它还有很多不适应的地方，提出来了这样、那样的问题，针对这样的问题就出现了关于下一代互联网，就是我们现在说的这样的一个新的理念，这种计划的提出，我们大家在这个信息社会里头，这些信息也是一天到晚都能听到的。首先是在90年代初期的时候，美国提出来关于信息高速公路的技术，我们大家知道，当时叫NGI（音）这样的计划，这个计划当时的初衷本身是希望能够实现三网合一的，但是这个计划的发展当时是想推动当时互联网的发展，它在发展过程当中促进了关于下一代互联网概念的提出，这样美国自然基金会在1995年的时候，就资助了一个关于叫下一代互联网NGI这样的研究计划，这也是美国政府，几个，包括能源部、其他的政府部门联合资助的这样一个国家的计划，当时建立了一个美国的自然基金会资助的国家的主干网，叫VBNS（音）。在这个同期，美国的大学也提出来了一个叫internet2这样的一个研究计划，这个internet2并不是我们现在说internet，是大家都可以用的一个词，internet2认为是internet下一代的发展，实际上美国大学有一个叫先进网络研究联盟，这个组织就把internet2这个称号就注册了，已经变成了它这个组织专有的一个名称，另从已经不能再用了，所以我们每次提的时候都说叫下一代互联网，而不是说叫internet2这样一个研究计划。美国的大学最开始的时候是有几十所，一百所大学，都是顶尖的大学提出一个internet2研究计划，建立一个主干网，后来发展现在有200多所研究型的大学都加入到这样的网络，这个计划也是非常活跃的，很多的新的技术也是在这个计划里面产生出来。那么同时除了在美国、加拿大北美地区以外，亚太地区也有一个叫apan（音）这样的组织，叫亚太地区先进网络组织，它基本上是以环太平洋地区，主要是我们这半边，日本、韩国、中国、澳大利亚还有东南亚的一些国家参加的，推动了亚太地区的下一代互联网的研究，我们国家也参加了apan这样的计划。还有就是欧洲，原来叫欧共体，后来叫欧盟资助的下一代互联网的研究计划，它有一个叫这样的网络。这样在全球大概形成了三个非常活跃的地方，就是北美、亚太和欧洲，都分别由学术性的下一代互联网起来了，这整个态势有些像我们刚才回忆的互联网发展在80年代中期的时候，那个nsfnet那样的阶段，在2002年的时候，这些国际学术网形成，每年都有一些互相交流，提出了一个全球的高速互联网的这样的计划，这是怎么提出来的。我们看这样一个图，这个图是在学术上比较有名，经常我们参加internet2会议，经常有讲到这样的一张图。它大概是把互联网的技术看成这样一种螺旋式的发展，这样的一种发展趋势，里面的螺旋式的发展，这是我们现在的互联网整个技术发展的变化、走势，我们刚才的回忆，基本上就是这样的一个过程，它把这个互联网技术发展分成了四个不同的阶段。最开始是一个研究和开发的阶段，就是我们最早说的美国的net,美国军方网的实验阶段，第二个阶段就是进入大规模实验，这个就是美国自然基金会支持的80年代中期的阶段的情况，然后就是私有化的阶段，最后就是商业化的阶段，这个就是全球性的各种各样的运营商就出现了，这是我们现在的互联网大概发展经历了这样四个发展阶段。我们刚才讲了下一代互联网，它又开始了这样的发展规律，这个规律也是最开始可能是在研发的阶段都是一些单元的技术，像我们刚才回忆我们现在的互联网，开始向以太网技术、分组交换技术，这些都是单元技术，是一些非常关键的技术，有了这样的单元技术突破以后，就会形成新的大规模的网络出来。我们现在下一代互联网经过这样的一些前面的单元技术突破以后，现在发展是在大规模的实验，在这样一个阶段，我们国家现在也进入到这个阶段，是在这样的阶段。当然我们还看到另外又出现了一个新的发展动向，就是我们在学术界说的这种主动式的网络，它这个网络希望不是现在这样的网络，我们现在的网络关键的设备都是一些像路由器这样的网络设备，它基本上都是要靠配置，配好了以后就可以干活了。将来的主动式网络，它希望不是做一些指令，做一些配置，而是一种可编程的网络，就是说更灵活，而不是现在这种比较固定的网络，这是处于研究的阶段。当然还不断有新技术。另外技术的发展总是这样，它不是说很严格地区分什么是这一代互联网的技术，什么是下一代互联网的技术，经常有一些下一代互联网的技术，既可以在下一代互联网的实验床上来用，也可以把技术引到现在的互联网上，这样把现在的互联网进一步发展，更加完善。这个我们也都知道，比如说有些无线移动的技术，还有服务质量控制，有一些新的概念，新的技术，它也会引到现在的互联网技术上来，所以并没有严格的界限。这是一个我们把刚才整个回顾，我们用这样的一个螺旋式上升的变化的图，再给我们大家概括一下。在这样的一个情况下，我们知道下一代互联网尽管技术上界限不是很清楚，但是我们还是希望对它有一种描述。我们国家很多的学者坐在一起讨论，最后我们也发现很难给它一个严格的定义，所以我们现在基本上是这样考虑，就是说，下一代互联网看成一个渐进的发展过程，我们总结下来有这样一些特征，这些特征是和现在的互联网比起来，是有不同的。总结下来就是几个红颜色的字。从技术上来说主要是前五个，比现在的互联网更大、更快、更安全可信、更及时、更方便，从管理、经济学的角度来说就是更可管理、更有效，大概是这样的。具体的解释，更大是我们可以理解，IP地址，原来是2的32位，到IPV6可以用2的128次方这样的，这么大的地址空间来标识，那么这样就使网络整个规模会有很大的扩展。另外更快，这个快体现不是在刚才我们说的公共，大家互用的总的带宽上，就好像上路的时候，我们环路，一环路，二环路，三环路，不是说这个地方路有多宽，而是说对于一个用户本身，你要和你远方的一个朋友进行通讯，那从这一端到另一端的质量上可以保证，不是你跟别人共享，而是你自己可以独占，可以到一百兆以上，这样的一种端到端的通信，这个是有些新的变化。还有不是我们今天这样的互联网可以假冒地址，有这么多的安全隐患，希望网络可以做到更安全、更加可信。另外就是因为有一些其他的技术出现，会有大规模的流媒体的应用会出现，更及时，实时性要求更高的应用也可以在这个网络上跑。还有就是移动和无线通讯引到互联网上来，可以更方便。其他的就是我们知道的前面的一些问题。比如运营管理问题、营运模式问题，也希望在下一代新的互联网出现的时候，把原来存在的这些问题提出来，希望能解决掉。那么下一代互联网的技术的体系结构来说，大概我们分成这样三个层次，下面最基础的还是基础设施，这个基础设施是由传输系统和在传输系统上架构的互联网来组成的，在传输的技术上，基本上就是全国的主干采用光纤的技术，然后在城域、园区采用的以太网的技术，然后用户的接入可能比较新的技术就是无线接入的技术，这些都是现在比较活跃的技术。当然，还会有新的技术出来，大概有这样几个新的技术。然后中间这个层次就是网络的服务，这个服务也分成两部分，一部分是网络工程方面的有一些像服务质量控制、组播，还有网络管理、测量、IPV6这样一些新的技术出来，另外就是在学术界研究，在网络和应用之间有一个通用的、应用支撑的层次，叫中间界，中间界里面核心要解决的有这样的一些内容。上面支持应用就是非常典型的应用，是现在的互联网上可能无法支持的一些新的应用，比如说远程可以做手术，还可以进行大容量的、高性能的分布式的计算，还有虚拟现实的技术。刚才我们说的中间这个层次和底下，基础设施和网络服务这一块来说，刚才我们讲了一些新的技术，是值得关注的，其中下一代互联网，我们说下一代互联网并不等于是IPV6，但是IPV6的确是我们现在看到有可能产生大的影响的核心的技术，所以我们比较关注这个IPV6这个技术。这个技术本身实际上是90年代中后期的时候，基本上形成了。但是它在现在才有机会提出来，可能会有比较大的发展。我们看到它的特点来说，一个是有巨大的地址空间，我们现在2的32次方的IP地址，我们现在说就是IPV4，就是第四版本的地址，它总共的2的32次方地址，变成我们人能够考虑的这样的，43亿这样的地址空间。那么IPV6，就是版本六的协议，变成了2的128次方的地址空间，我们就看到是10的38次方，这个数量级增多了很多倍，这样带来的地址空间就带来了关于网络的可扩展性，还有网络的端系统，可能就是我们现在一个摄像机，一个手掌的PDA或者是什么，所有你能够用的一些电器设备，包括你家里的冰箱、彩电都可以赋予一个IP地址，都可以控制它，我们现在有看到插一块卡就可以插到摄像机，就可以控制摄像机，而不是控制一台电脑，再用电脑控制外设，这样一些新的技术已经出现了，对于各种各样的端系统，都给它赋予IP地址。我们经常会比较形象地说，采用IPV6以后，世界上每一个沙粒都可以给它赋予IP地址，它的地址空间就有这么大，这是一个比较形象的描述。另外就是网络上关键的一个技术，就是关于路由，就是我们不管话音也好，数据也好，比如我现在这个话在网络上跑，都打成了一个一个小数据包，这个包在每一个站点的地方都有选择，走哪条路是最好的，这就是用路由的技术，现在在互联网上，路由爆炸都是很头疼的问题，采用IPV6以后，我们希望能够有一些改变，当然这个技术还是有待于去实验和验证。另外就是在安全性和服务质量控制方面，还有就是有一些计算设备，这些都是。这是网络的中间件，也是下一代互联网的技术，包括网络层的中间件、核心中间件，和业务相关的各种各样的中间件，这也是现在研究非常火热的内容。再往上一层就是下一代互联网的应用，我们可以归结为应用有这么几个特征，一个就是大规模的交互、协同，还有像实时远程访问资源、多站点数据挖掘，还有共享虚拟现实，另外有各种各样的运用相互组合，这些都是一些典型的运用。那么技术本身的发展有一些比较新的进展，发展动向值得我们关注的，我们也是刚才讲到的北美地区的发展，internet2它已经主干网的速率上到10G，而且采用IPV6的技术，另外美国又开始启动一个新的计划，叫光纤铁路，用了铁路这样一个词，实际上就是光网络，它希望是一个纯的IP技术架构在光纤上的技术。另外欧盟的下一代互联网发展也是有一些新的动向，还有亚太地区的apan，还有一个就是2003年1月份，美国国防部宣布了全面向IPV6过渡，这个信息对全球各国来说都是非常重要的，还有各种各样网络设备，移动、家电的技术对IPV6的需求，美国internet2的主干网，连接上这些黄的就是美国现在著名的大学，有200多所，这是主干网的拓扑结构。这就是刚才说的美国国家光纤铁路，这是它的拓扑结构，整个这个技术是一个比较新的技术。这是欧洲的网络，它连接了欧洲30多个国家，也启动了欧盟支持的IPV6的计划，叫6NET,这是这个计划大概的情况，这是6NET网络连接的结构。这张图就是亚太地区的apan网络，我们也看到，这是我们中国，我们这儿连接主要是从清华连接出去到欧洲和北美，另外还有一条线去日本，现在有一些新的发展，这是2004年3月份的情况。我们也看到，现在大概中心就是在日本、韩国和中国，在这几个地方是亚太地区的中心。这是我们刚才说的全球的下一代互联网的计划，叫虚拟的丝绸之路，是一个全球的连接的情况。这张照片是去年2004年的1月份在美国，在欧洲的布鲁塞尔，欧盟的总部，世界上一些大的学术性的网络，共同宣布开辟IPV6的服务，这是我们国家清华大学的吴建平（音）教授来宣布中国的教育和科研计算机网，开始启动IPV6的服务。这是美国国防部公布的关于IPV6的过渡的时间表，这个时间表对各国来说都是非常重要的，因为刚才我们在回顾互联网发展历史时候，有一个非常重要的里程碑关键点，就在1982年年底的时候，美国国防部宣布它的网络体系结构，它采用的协议，从一开始的NCP过渡到TCP/IP，这样就造成了从80年代开始到现在这么多年来互联网巨大的发展。现在美国国防部又提出来一个新的计划，它的计划大概是这样。在2002年到2004年的时候，还基本上是以IPV4为主，但是IPV6这样的体系结构，技术已经起来了，从2005年开始一直到2007年，这三年时间基本上是双站共同运行的阶段，这时候采购所有的设备必须同时支持IPV4和IPV6，到2008年全面过渡到IPV6。这个IPV6的技术从世界上发展来说，一开始是美国因为它互联网发源地在那儿，地址空间也足够大，所以也不是特别地积极，像日本、像欧洲，对IPV6的技术比较积极，大家都是想抢占先机，抢占领先的地位，美国的军方做了这样一个举动以后，说明了美国的发展战略，而且美国的那些厂商，著名的厂商现在都全面地往IPV6方向发展，各个国家现在也都对IPV6一开始观望的态度，现在采用了积极参与的态度，这是关于下一代互联网产生和发展的情况。我们在前面回顾了大概的网络的技术发展和变迁以后，我们再来看一下互联网这么多年以来对社会的发展和影响，重大的影响。我们大概从这几个方面给归纳一下。互联网的重大影响，大概从这几个方面，一个，它是国家综合国力的象征，所以它对国家的竞争力会产生重大的影响，一个国家它强大不强大看它互联网的发展情况。还有一个，它会直接给国家的国民经济带来很大的发展，另外当然会促进社会的进步、人民生活质量会改善，特别是对我们国家来说，互联网对我们国家是我们实现跨越式发展重大的机遇，这是非常重要的机遇。我们首先看一下对国家竞争力的影响。那么我们可以看到互联网是对整个社会是一个重要的支撑环境，特别是对国防和国家安全是非常重要的，我们刚才看到的美国、欧盟、日本这样发达的国家和地区，它们启动下一代互联网，实际上还是希望掌握未来的网络核心技术，而且在现在新的国家的经济竞争当中，占有主动的地位，所以这是一个非常重要的动向。我们后面看的这几张片子，基本上都是在美国给政府的咨询报告里面我们摘录下来的。这是一个我们在2003年的时候，我们知道伊拉克战争，美国军方已经采用了很多下一代互联网的技术，有一些报告出现了这样的图，这个背景就是我们知道当时战争的时候，伊拉克的沙尘暴，这个是通过卫星图片，这种通信技术手段和互联网相结合的，中间还有无人驾驶飞机接受地面的检查，这儿就是地中海发射的精准的信号导弹，所有这些技术都和互联网的技术有关。这就是当时在卡塔尔空军联合指挥中心，它从地面上去对于用无线的技术，去检查B52战斗机一些作战的情况，这是地面和空中的通信的联络。这些就是在战争当中可能会遇到的，比如说传感器，它可以很小的传感器，然后可以洒到地面上就自动组网，可以探测一些毒气，或者各种各样的病体，另外在战争当中，是非常重要的。这是美国启动的一个空间的互联网的计划，不止是在地面上或者是我们刚才说的现在能够看到的范围，还有太空上，也希望在这些卫星之间的通信，不是跟地面通信，而是在太空上相互之间组成的一个空间的互联网，这些计划都是非常值得关注的，我们大家也都知道，国家的综合国力的象征，在这些技术上展现是非常重要的，这是一个方面。我们再看另外一个方面，就是它对国民经济的影响。我们知道，互联网不仅仅是对国家的国防、军事这些方面，另外它本身形成一种产业，包括网络运营服务，还有带来的网络设备的硬件、软件，还有网络信息服务，这些都构成了新的经济增长点，那么作为一个信息产业的基础，带动整个产业的发展，包括对传统产业的改造，包括对服务业都产生重大的影响。这是美国非常有影响的福布斯杂志它做的市场预测，它预测，在去年和今年这个阶段会有信息技术，这是2000年时候做的预测，有一个大的浪潮，然后会产生从今年开始到2020年，15年这样的黄金时代，这时候会造成整个20万亿美元的大的工业，那么从信息产业来说它的市场来说，从2000年1万亿美元增加20倍，这样的一个大的市场的预测，大家都对于这样的市场，各个国家做准备。这是我们国家关于信息技术发展的一些专家提出来的预测，它从这样的技术发展，至U网络互联，再到整个虚拟的环境，它主要就是相关的要用网络计算的芯片、计算机、服务器，还有系统软件、中间件、路由器，各种各样这些相关的信息技术的产品，都会在社会上产生很大的产值，这是在经济方面。另外我们看看它对社会的进步和人民生活质量的提高方面，我们给大家举一些例子。这个是我们在非典时期，在教育系统利用视频会议，召开了多次会，当时大家都不能出差，基本上局限在各个单位里面，这是科技部部长乔冠华，这是教育部部长周济部长，他们当时利用这样的一种技术，听取全国十几所，二十几所高校关于非典技术方面，科技攻关的成果进行汇报，采用了这样一个技术，当时是产生了非常好的效果，在特殊的时期起到了应急的作用。这个技术实际上在国际上也是在学术界，大家都用这个技术来开学术会议，这是这么大的会晤，各种各样的图像，每一个会场都可以看得见，现在的网络视频的技术，还是做不到的。这是我们看到将来的办公室，大概是这种样子，就是说，你自己有一个空间，但是你跟远程的人去对话的时候，并不是像现在我们打电话或者什么，你看不见对方，可能有几面墙组成，你看到远程的人好像就坐在你办公桌的对面，这个技术现在都在演示的阶段，这是参加演示的有关的大学做的。这是把全球的信息产业进行天气预报采用的一些综合的技术，包括海洋环境的分析。还有就是把三维数据的一些，三维事实的显示。还有实时系统方针，这就是在9.11以后，进行数学模型来仿真当时世贸大楼火情发展的情况，用计算机系统和网络连接起来，进行这样大数据量的仿真。还有城市交通。另外这是一个流行病传播计算的图形，这些没有现在高性能、高质量的互联网，这些数据，这么大规模的数据在网上传输几乎是不可能的。这是远程的控制扫描电子显微镜，原来这样的一些设备都是只能到那个地方去操作，现在可以通过互联网远程操作。它可以做的事情，就像美国的这些小学生，中学生，他们受的教育完全不是只局限在课堂上老师来教，他可以通过显微镜，可以看到像这些蜘蛛，这样一些非常细微的一些，它的体内的东西。这是两个远程的地方，分别在美国的西海岸和东海岸，都可以来操作这样的一个显微镜，来进行远程的教育，对于开发小孩子的智力，在这些方面起到了很好的作用，这也是我们国家需要学习的地方。这是虚拟现实，这样就是说，一个人进到这样一个环境里头，就是这样一个环境，一个三维体，他可以戴上头盔，戴上眼镜以后，就进入一个虚拟现实的环境，好像进入一个真实的环境里面，这个系统也可以连在网络上，我们可以拿这样的一个系统来进行教学，进行各种各样的研究和实验，我们也用过这样的系统，自己可以去做，来指导你做手术，进行教学，做这样的一些事情。这也是远程教育的一个例子。就是把这样的一个场景放在刚才我们说的CAP（音）那样的环境里面，再现一个美国20年代在纽约非常著名的黑人街，这是进行的语言的文学的教学，那么你进到那个环境里头，好像你就进到美国20年代的街里面，你推开门进去，有服务生跟你对话，有当时的语言，学习当时的文化、历史，这样的一个学习的环境。另外也有一些学生可以戴着眼镜，不是在这个场景里面，戴着一个立体的眼镜，也可以有一种三维的感受，这样学习的效果会比现在这种WWW浏览的效果要好得多，这都有教学上的统计、分析。还有就是远程的会诊，比如说这是一个超声波的图像分析，我们知道超声波的仪器每个医院都有，但是通过超声波探测，是不是能发现有些什么样的病征，还是需要一些非常有经验的医生。这样的医生就不太可能在每一个有超声波仪器的地方都出现，而如果要有远程的网络来说，可以把这些图像传到医生自己的工作间，然后他可以远程地来分析，来判断，这样的误诊率会大大降低。这也是一些远程控制医疗器械，我们知道的就是美国成功地在网上做过关于胰腺癌的切除手术，我们国家也做过关于大脑方面的一些手术，也做过。这是一个三维脑图的计算机仿真，这样的一个系统，就是说人进行核磁共振，通过高性能的网络，在计算机上进行模拟计算以后，最后就分析它的脑图里面的活跃的地方，这样的一个技术，如果原来没有高速的互联网，没有高性能计算机参与，可能要很长的时间，现在用几秒钟的时间就可以成相了，这样对我们进行脑图的分析和研究是非常有用的。这是大气物理的科学家的协同研究的环境，他们观测点分布在全球不同的地方，然后包括极地这些都有观测的设备，采集到的数据汇总到科学家的桌面上，他们用这种协同的工具，大家来分析和研究大气物理的变化。这是高能物理的一些研究，那么它的数据量是非常非常大的，乃至现在的网络才能够解决。这是分布在全球的一些天文的数据采集的系统，它可以高速地，每天实时把数据从各个地方汇集到整个网络上，大家技术计算和研究。这是在另外一个领域，在艺术领域，就是说，有一种新的，在这样互联网情况下，可以完成大家共同演奏这样的一个交响曲，这是在本地，这是在远程。这是利用这样的一个网络的条件，老师在远程教学生拉小提琴，这是老师在屏幕上，学生看到老师教，进行学生舞蹈。这是一种实时的表演，这也是比较有创意的，就是说，它是这样一种演出的方式，有本地的舞台，还有背景上是远程的人，他们两个人在一起，在演出一台节目，这是一种新的演出方式。还有就是像这种远程城际（音），这是在北卡，这是在纽约，他们带着头盔，拿着一些控制器，这个人实际上看到他当地的屏幕，但是他通过手上的控制，可以控制到对方，两个人控制，像一个天平这样一个东西，可以上下动。这些都是科学研究，但是它可以用在很多的地方，可以进行远程控制很多的仪器设备，包括我们刚才说远程手术，必须有这样的一些技术作为支持。把刚才这些技术引到家庭里面去，可能我们整个家庭都连在网络上，这是给一个示意，所有的冰箱、彩电、音响，你上网就方便了，将来的生活质量上跟现在就是不一样的了，这是互联网给我们带来的，在应用方面带来的一些新的发展。冈財我们说的还有一个影响就是对我们国家比较重要的，就是我们国家是发展中国家，有自己的特点，一个是人口多，还有一个，这些年经济发展非常迅速，本身就造成了我们国家是国际竞争非常重要的一个场所，如果我们还是像第一代互联网这样的核心技术都是外国人的，我们跟着别人走的话，我们就相当于一个很大的市场开放给其他的国家，让他们来占领，所以我们希望能够在下一代互联网的研究方面，因为我们的起步和国际上几乎是同时的，差距也不是很大，所以我们希望在下一代互联网上，我们能够占有一席之地，特别是在国际标准方面，因为标准上如果我们有说话的权利的话，那我们在产业上就有自己的地位，这样包括在安全，在这些很特殊的方面，我们都有自己的主动的地方，这样就对我们国家的发展是非常好的，这是关于互联网的影响，我们大概汇总一下以下几个方面。我们最后看一下我们国家下一代互联网的发展，因为我们前面也看到了，举了这么多例子，基本都是国外的，在这样一个大的形式下，我们国家也认识到下一代互联网是我们非常重要的发展机遇，我们国家已经起步，已经做这样的工作，大家做一些介绍。我们国家下一代互联网的发展，实际上是从国家有关的部门来说，非常重视的，启动很多重大的研究计划，然后在这个国家的部署下，现在在一步一步往前走，有这样的一些内容。那么我们知道国家的研究计划，当然最开始是从技术研究开始，然后关键技术攻关，然后形成到对产业、对国民经济产生重大影响，所以我们看到国家自然基金委，它资助了一个NSFCNET，这是在北京中关村地区先先建了一个小规模试验网，有了这样技术的储备以后，然后启动了一些重大的项目，在863方面，也是这样，在95期间，我们国家就有一个这样的计划，当时主要是支持国产的核心的设备，包括光的传输设备和网络互联的设备，路由器，支持了很多重大的企业和研究机构，来参与这样的，希望能够实现关键设备的国产化。有了这样前期的积累以后，在15期间，我们在科技部的支持下，也有一些相关的，部署了一些研究计划，这些计划现在都取得了很大的成果，技术上有突破。然后就是国家发改委近年来有比较大的计划，首先是在中日政府之间先启动了一个关于IPV6的合作项目，紧跟着就启动了我们现在正在实施的一个叫中国下一代互联网示范工程，CNGI，就是这样一个计划。这是我们有关的高校参与的我们国家下一代互联网研究和实验的一个示意图。这是我们从1998年开始就开始参与下一代互联网的研究，蓝颜色的图是最开始一个虚拟的，架构在IPV6，一个IPV4的网络，连接到国际的网络上去的。紫颜色就是刚才说的自然基金委的在北京地区的一个高速网，一个实验网，然后就是科技部15期间863计划支持的蓝颜色的，用国产设备来连接起来的这样一个网络，也是在北京地区的。中日的网络是北京、上海、广州三地建立起来的，然后我们2000年的时候，在清华大学建立了我们国家第一个下一代互联网的交换中心，分别连接到欧洲、北美和日本，参与国际下一代互联网的研究。那么在IPV6技术方面，我们开展了相关的一系列的技术研究，在这些技术研究方面，都有很大的进展，为后来我们开展大规模的研究和实验奠定了基础，这就是我们刚才说的我们首先在互联网的技术发展周期的第一块，第一个象限就是进行单元技术的研究，或者小规模实验的时候，我们做了这些技术储备，在这个基础上，我们就开始进到第二个象限，大规模实验的研究发展阶段。进入到第二个阶段，我们也还是在国家总体的部署下，国家是在2002年8月份，成立了我们国家下一代互联网发展战略研究专家委员会，由这个专家委员会来进行国家的重大软课题研究，关于我们国家怎么来开展下一代互联网的发展，整个技术研究，最后形成了两个报告，一个是战略研究的报告，还有一个就是起步的示范工程，有一个示范的建议。在这个基础上，2003年8月份，国务院就批准了由国家发改委、科技部、教育部、信息产业部，一共八个部委，联合提交的一个关于推动我国下一代互联网有关工作的启示，批复了这个工作以后，就是我们中国下一代互联网示范工程，CEGI整个工程项目就正式启动了。启动的第一步就是03年8月份，发改委委托中国工程院来组织这个项目当中的第一个项目，核心网的招标，然后一共有七个单位招标，来承担六个主干网的建设，这样就整个国家的下一代互联网大规模发展就启动了。那么关于发展下一代互联网，它对我们国家的重要性，我们可以看到，刚才我们也分析了一下，从这几个方面。一个就是有这么大的市场，对中国来说经济发展是一个难得的机遇，还有一个对于未来社会来说，它的竞争主要是人才的竞争，所以发展下一代互联网对人才来说也是非常重要的平台。另外从国防，从国家的安全角度来说，也有一个战争发展的军事上的考虑，还有就是经济上的考虑，信息产业本身的发展，那么在我们国家来说，这是一个转折和机遇，这是从战略上考虑，我们有这样的认识。基于这样的战略考虑，我们国家下一代互联网的发展，大概是分成两个阶段。一个是我们当时的研究到2005年，到今年年底的时候，基本上把大规模的试验网首先要建成，然后要攻克一批关键基础，开发一批重大的应用，在这个基础上，十一五我们要建成全球最大规模的下一代互联网，这是我们国家发展战略的要求，而且提高我们国家的综合国力，这时候我们就要在国产化的产品，在这些方面要有很大的成果出来。运用下一代互联网的发展，我们国家有可能会解决的问题，一个是关于网络的可扩展性问题，还有一个关于网络上面的移动性问题，这些都是在我们国家来说，都具有特殊意义，在国情上，在其他国家，大概没有这样的条件，是得天独厚的，所以我们有可能在这些方面取得比较大的突破。另外还有两个方面，一个安全性，还有一个，可持续发展性。安全性方面这是每个国家自己必须要紧紧抓住的问题，可持续发展性，也是刚才涉及到，网络应该有这种可以运营，可以盈利，这样才不会长期靠国家支持，而是可以自己有自我造血的机制，进行良性的循环发展，这是我们国家的发展下一代互联网希望能够在技术方面解决这样四个比较关键性的问题。那么对于我们国家的下一代互联网，CNGI示范工程来说，大概分成这样几个方面。建设一个示范网络，这个示范网络包括几个方面，一个是核心网，就是刚才我们说的，有六七个单位参加的，建了六个主干网，包括我们教育网，是其中一个最大的网络，还有中国电信，网通和中科院联合起来，有一个网，还有中国联通，还有中国移动，中国铁通，这样几个单位，共同来建设核心网，然后在这个核心网建设的基础上，会有300个驻地网，或者原区网，它们会连到这个网络上来，然后来进行下一代互联网的研究和实验。然后在北京和上海分别有两个国际互联和国内互联的交换中心，一个设在北京清华大学，还有一个在上海中国电信出口的地方。在这个试验网的基础上，国家会部署大批的研发的项目，来进行网络技术的开发，实验，另外还要开发一些重大的应用，这里面包括关键技术的研究，中间件技术的研究，还有应用技术的研究。在这样的一个实验、研究的基础上，会再设立一批产业化的项目，这个产业化的项目来推动关键设备的国产化，另外推动我们国家软件产业的发展，还要推广在下一代互联网的一些重大的应用，有商业价值的重大运用，这是我们国家的整个关于下一代互联网发展的起步工程里面要研究的，要解决的一些问题。那么刚才我们讲到核心网里面一个最重要的网络，就是学术性的网络，就是我们说的这个网络目前由25所国内著名的大学共同来参加建设，已经在2004年12月25号正式开通了，这个网络联系的核心结点，一共分布在20个城市，就是这张图上列出来的，基本上覆盖了国家的主要城市，那么在北京、武汉、广州和武汉到上海，在这个T字型的速率上是采用10G，其他的2.5G，每一个节点都可以连上来高速的连接一些实验网，整个网络现在已经开通了，很多的大学参加进来进行IPV6的研究和实验，我们希望有100到200所高校连到这个网络上，对于我们国家下一代互联网发展起到推动的作用，这是主干网的情况。那么在这个网络上，我们现在从事了很多的应用性的研究，这里面给大家举一些实例，这些例子包括，这是网络的运行管理，这是IPV6网络的运行管理，那么这个网管系统现在都是开放的，我们参加2的20多个学校大家看到这样的网管界面，大家都可以参与这个技术的研究。下面就是关于路由的一些分析，全球路由的分析的一些图形的显示，这是对我们掌握新的技术，是非常重要的。这是在IPV6的技术基础上，进行一些新的技术的研究，包括应用的支撑环境，这是IPV6的搜索引擎，我们知道搜索引擎在互联网上非常重要，探索信息。现在20多所大学，25个学校，在12月25号2开通之际，他们每个学校都把IPV6,WWW学校的主页已经放到网上了，很多是关于V6的信息资源可以用搜索引擎来访问V6的信息资源。这是在25个学校，我们都建立了这样的一个叫的分布式计算环境。这个分布式计算环境是参加到全球的网络环境上去的，这样的分布式计算环境可以开放式地来进行研究，比如说研究蠕虫的攻击，这样的一些开放式的科研的环境，这也是在下一代互联网上的比较有用的工具。这是在下一代互联网上我们开展的关于高品质的网络视频的研究。这张图是我们用的具有HDEV（音）这样质量的视频，它的技术本身一个是它的编码采用的pake2（音），然后直接在咼速的网络上传输，一个视频流占的带宽现在是20兆，清晰度非常咼。这是在2003年12月份的时候，在中美之间，当时是在美国的佛罗里达开了一个中美高新研讨会，这个会场是在清华大学，但是远程的是在佛罗里达那边的一个场所，两边在进行小提琴的演奏，整个技术采用的视频传输是30兆，这样的技术我们在12月25号开通的时候，给当时到会的代表们也做了一个演示，当时是北京和武汉之间，北京这边是中央音乐学院的教授，武汉那边是武汉音乐学院的一个学生，北京音乐学院的教授对那边的学生进行拉小提琴的教学辅导，也做这样的一个尝试。当然这些技术都是在研究和发展过程当中，我们希望能够有一天可以在互联网上可以进行交响乐的合奏，当然这个要求的带宽和延时的要求都是非常高的。这又是另外一个方面，就是说，因为刚才我们说了，在IPV6上地址空间足够大，也有一些新的研究，就说V6的家庭网络，自己家里面有一个服务器，然后你可以把你家里面的，这是摄像机和电视机，这是门锁，把这样的一些设备都连起来，然后你可以从外面控制你家里的电器设备，可以在自己家里用无线的技术组网，控制每一个设备，这样在家里面有一个，不是说每一个设备都有一个遥控器，而是通过一个控制器就可以控制所有的家电，而且是在远程的也可以进行控制，这是很方便的。这个是基于IPV6的智能交通管理系统，希望能够通过互联网，和车载系统相结合，进行城市的交通管理，这是北京的交通管理的数据采集的图，这是一个研究计划。后面这个就是基于在互联网上的，进行一个远程照明的系统控制，那么希望能够，比如说奥运会的场馆，或者什么，我们希望有可能的话进行场馆的灯光控制，我们现在知道这些控制都是人来控制的，这样的一个设计的系统，这是一个场馆，这是一个模型，我们可以远程地控制每一个灯泡，我们可以把这些装置都赋以IP地址，赋予不同区域灯光的亮度，这个现在研究也很活跃，是比较有意思的应用。下面这个是网络虚拟现实。这个成果我们在12月25号开通仪式上也展示过，它新的地方是需要下一代互联网这样高带宽、高性能的网络来支持的一种新型的应用，比如说这种高质量的数字博物馆，它的每一个图片数据量都是非常大的，它需要传输的数据量非常大，然后很逼真地去再现，比如说敦煌，一些文物，像这样一些数据，就需要大容量的数据的传输，这是在下一代互联网可以支持的。这是一个网络的占地游戏，当然它也可以用在其他的方面，但是它基本上就是说地面上有很多的坦克，空中还有飞机，另外还有GPS这样的定位系统，把整个这样的一个活动，都是很多人参与的，也是一个大规模的分布式的协同的环境，能够在一个网络的条件下，能够实现。这些应用我们只是举了一些例子，给大家展现的这些都是我们现在可以做的一些演示的应用，我们希望在2005年底的时候会有更加成熟的应用会推出来，这样会带动我们国家下一代互联网的发展。从整个刚才给大家介绍的内容来说，就是说互联网的技术本身发展，是有它自身的规律，它应运而生，而且它的发展对于国家是非常重要的，下一代互联网又是一个新的发展的机遇，在整个国际的大环境下，我们国家抓住这样的机遇，再做这样的事情，学校也在做这样的事情，相关的研究机构和一些企业，也在共同地来参加我们国家的下一代互联网的建设和发展，希望能够取得很好的成就，达到预期的目标。这样我就结束我今天讲的内容。我最后再有一句话留给大家的就是，网络本身是连接你和我大家的，我们从刚才讲的过程来说，可以看到，网络可以承载历史，可以造就今天，也可以连接我们更好的未来。