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主题:【文摘】中国要自主研发下一代互联网主干网核心技术 -- 金口玉言

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家园 【原创】简单说点自己的看法

这个意义还是满重要的。原文的记者只是泛泛的说了一下,体现不出什么重要性和成果来。

这个项目应该是当年863-300专题(中国高速信息示范网)的后续课题。863-300我当时是参加了的,虽然只是最后阶段。863-300就基本已经解决了如何实现高速互连的光网络。注意这里说的是光网络,不是点对点的光链路。之前由于缺少光的分插复用和交叉连接设备,只能实现点对点的光链路,要形成网络,就要把光信号转成电信号再分插复用或者交叉连接。863-300就着重解决了光分插复用和交叉连接设备,构建起光网络。另外还有一个重要的设备是核心以及边缘(接入)路由器,记得这个当时主要是由国防科大完成的,产品好像叫“银河玉衡”,设计目标是40Gbps容量的路由。这个还是有相当难度的,但不解决不行,因为骨干网的速率都很高,没有高速大容量的路由器,是没办法承担起如此大流量的数据业务的。硬件之外,软件也是非常重要的。路由器的软件就不用说了,是非常的重要。光网络的控制软件也是非常关键的。之所以要构建网络,就是因为网络比链路灵活,生存能力更强。要达到这个目标,就要有相应的控制软件,来实现光网络的路由、保护以及恢复。当时的设计目标,各种灾难情况(好像是13种?)下的保护时间要在50ms下(既从发生故障到实行保护恢复通信的时间),这个是沿用SDH的标准,是实现了的。光网络的恢复是新课题,以前没有类似的行业标准,记得当时做到了恢复时间在90秒内,这么多年过去了,应该有更大的进步了吧。种种这些,没有相当的工业以及科研实力,是完成不了的。也只有完成这一步,才谈得上现在这个下一代互联网,因为这个是硬件基础。

现在这个互联网,全网IPv6,这个算是一个探索。IPv4毕竟是计算机界发展起来的,当初并没有考虑到电信界的种种要求,虽然现在应用非常广泛,但问题也不少。首先就是地址不够,然后还对所有业务一视同仁,不考虑不同业务的不同要求,所以对诸如多播、业务分级以及实时性支持不够。IPv6就是为解决这些问题而提出的。这提出也很多年了,但IPv6的大规模应用却迟迟没能见到,这有多种多样的原因吧,也不细说了。但基本上,以后的数据网络是 IPv6会越来越多,算是一种共识。中国现在在教育网内全面推行IPv6,一个考虑估计也是为了争得话语权,不要象当年的IPv4一样。选定IPv6就意味着要开发一系列成系统的支持软件,从路由到应用到系统都是如此。估计路由软件还是关键。这里搞软件开发的高手成堆成群,俺就不班门弄斧了。

还是来说说这个网络本身。当年的863-300网络规模还是满小的,节点都在北京的高校内,毕竟是试验性的。现在这个互联网规模就大多了,是全国范围内的,节点数和距离都大的多。这就意味着这个网络的复杂性提高了很多,网络的管理软件就是个大问题了。当年的863-300用的是集中式管理,就是各个节点把节点和线路状况统一上报到一个主机,主机根据这些情况计算出一个最优的网络配置,然后命令各节点动作以实现这个配置。集中式的优点是往往能够实现最优,但时间长,对大网络有点力不从心。当年大家的意见似乎都倾向于以后在网络控制中使用分布式,各节点自主控制,这样时间可以缩短,虽然不一定能实现最优配置,但比较适合大网络。但是实现分布式的难度比较大,更要命的是,如果节点设备不是一个厂家的,那控制软件的互通也是大问题。当年863-300的节点设备就用了大唐、中兴和烽火三家的,互连互通搞了很久。同是国产的都很难了,还不要说去和国外厂商的互通了。所以说,如果中国以后的网络沿用现在这个网络的设计或者思想,那么国外厂商若是不能遵从这个标准就得被排除在中国市场之外。而控制软件又是网络的灵魂,国外厂商怕是一百个不愿意的。推而广之,中国现在的通信设备走到世界上哪个地方,哪个地方通信恐怕半条命就握在中国手里面了。从这个角度说,中国必须要抢这个先机。

再有就是不同层次协议的互相合作问题。通常各个层都有自己的保护或者恢复机制,熟悉路由协议的这个自然明白。而现在底下的光层也是网络了,而且有自己的保护和恢复机制,这么多不同层次的保护和恢复不互相协商好就会打架。就好比你迎面要撞上一个人了,你习惯性往右闪,他却习惯性往左闪,结果你们两个正好撞上。当年863-300就发现了这个问题,无奈只好暂时关掉一层的保护和恢复。现在网络要健壮,这些问题也是要解决的。

再比如数据的封包问题。现在数据业务越来越多,但所有这些数据业务远距离通信都得走电信网络。数据业务的一个特点是突发性,相应的,数据网络多采用统计复用的方法来提高线路容量的利用率,代表就是802.11和TCP/IP。但电信网络的首要要求是保证通信质量,因此电信网络多采用时分复用的方法,为每一个信息来源预留时间槽,代表就是广泛应用的SDH。不同的协议其帧格式是不同的。想像一个计算机发个信息给很远的地方,先是将信息用TCP/IP打包,接着再用802.11打一层包,路由之后,可能还得用ATM或者别的什么再打上一层包,然后送到骨干网的边缘路由器,被SDH给再封上一层,送入骨干网,传到远方,然后再是相反的过程层层解包。这个不断打包的过程中,由于帧格式的不兼容,还得牵涉到不断的把大包拆成小包或者把小包合成大包。这样一下来,帧包的利用率就降低了。比如一个2.5Gbps的SDH线路,如果用来传千兆以太网的数据,理论上能传两路,实际可能就只能传一路了。要提高线路的速率,这些瓶颈就得解决。

边缘(接入)路由器也是个网络的瓶颈,因为他们直接面对着要对接数据网络和电信网络。这些路由器有不同的实现方法,解决数据网络和电信网络的不兼容是其重要任务。前面说到数据要不断的打包解包,还要拆拆分分,另外路由器还得干本职工作:路由。而边缘路由器的线路流量都很大,任务又很重,这个负荷就非常大,网络就在这里堵上了。所以设计这些边缘路由器不单是路由软件和硬件的问题,它涉及到整个网络的建构,要和整个网络设计及其协议相配合,是非常关键的。

其他还有很多问题,都是非常具体的。要做一个成熟的可以应用的高速复杂网络,涉及的问题是非常多,非常细致的。所以说,这是需要相当强的工业和科研实力才能够完成的。

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