中南大学：《计算机网络 computer networks》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一章 计算机网络概论（1.5）计算机网络技术发展趋势

15计算机网络技术发展趋势 ●m南大字画字院

1.5 计算机网络技术发展趋势

1.5计算机网络技术发展趋势 人们常用C&C( computer and communication)来描述计算 机网络,但从系统的观点看,这还很不够。固然计算机和通 信系统是计算机网络中非常重要的基本要素,但计算机网络 并不是计算机和通信系统的简单结合,也不是计算机或通信 系统的简单扩展或延伸,而是融合了信息采集、存储、传输、 处理和利用等一切先进信息技术,是具有新功能的新系统 因此,对于现代计算机网络的研究和分析,应该特别强调 “计算机网络是系统”的观点,站在更高的高度来重新认识 计算机网络结构、性能及网络工程技术和网络实际应用中的 重要问题,便于把握计算机网络的发展趋势。 第1章计算机网绐概论

第1章 计算机网络概论 2 1.5 计算机网络技术发展趋势 人们常用C&C（computer and communication）来描述计算 机网络，但从系统的观点看，这还很不够。固然计算机和通 信系统是计算机网络中非常重要的基本要素，但计算机网络 并不是计算机和通信系统的简单结合，也不是计算机或通信 系统的简单扩展或延伸，而是融合了信息采集、存储、传输、 处理和利用等一切先进信息技术，是具有新功能的新系统。 因此，对于现代计算机网络的研究和分析，应该特别强调 “计算机网络是系统”的观点，站在更高的高度来重新认识 计算机网络结构、性能及网络工程技术和网络实际应用中的 重要问题，便于把握计算机网络的发展趋势

1.5计算机网络技术发展趋势 1.计算机网络的支撑技术 从系统的观点看,计算机网络是由单个结点和连结这些结 点的链路所组成。 单个结点主要是连入网内的计算机以及负责通信功能的结 点交换机、路由器,这些设备的物理组成主要是集成电路, 而集成电路的一个重要支撑就是微电子技术 网络的另一个组成部分就是通信链路,负责所有结点间的 通信,通信链路的一个重要支撑就是光电子技术。为了对计 算机网络的发展有所把握,我们首先要对计算机网络的两个 重要的支撑技术,即微电子技术和光电子技术做深入探讨。 第1章计算机网绐概论

第1章 计算机网络概论 3 1.5 计算机网络技术发展趋势 1. 计算机网络的支撑技术 从系统的观点看，计算机网络是由单个结点和连结这些结 点的链路所组成。 单个结点主要是连入网内的计算机以及负责通信功能的结 点交换机、路由器，这些设备的物理组成主要是集成电路， 而集成电路的一个重要支撑就是微电子技术。 网络的另一个组成部分就是通信链路，负责所有结点间的 通信，通信链路的一个重要支撑就是光电子技术。为了对计 算机网络的发展有所把握，我们首先要对计算机网络的两个 重要的支撑技术，即微电子技术和光电子技术做深入探讨

1.5计算机网络技术发展趋势 微电子技术的发展是信息产业发展的基础,也是驱动信息 革命的基础。其发展速度是惊人的,可用摩尔定理来预测 微电子芯片的计算功能每18个月提高一倍。这一发展趋势到 2010年趋于成熟,那时芯片最多可包含1010个元件,理论上 的物理极限是每个芯片可包含101个元件。对于典型的传统 逻辑电路,每个芯片可包含的元件数少于108到109个。每个 芯片的实际元件数可能因经济上的限制而低于物理上的极限 值 第1章计算机网绐概论

第1章 计算机网络概论 4 1.5 计算机网络技术发展趋势 微电子技术的发展是信息产业发展的基础，也是驱动信息 革命的基础。其发展速度是惊人的，可用摩尔定理来预测， 微电子芯片的计算功能每18个月提高一倍。这一发展趋势到 2010年趋于成熟，那时芯片最多可包含1010个元件，理论上 的物理极限是每个芯片可包含1011个元件。对于典型的传统 逻辑电路，每个芯片可包含的元件数少于108到109个。每个 芯片的实际元件数可能因经济上的限制而低于物理上的极限 值

1.5计算机网络技术发展趋势 自1980年以来,微处理器的速度一直以每5年10倍的速度增长。 PC的处理能力在2000年达103MIPS( Million instructions Per Second),预测在2011可达105MIPS。 Metcalfe定理用于预测网络性能的增长,该定理预测网络性能 的增长是连到网上PC的能力的平方。这表示网络带宽的增长率 是每年3倍。不久的将来会出现每秒101位的网络频宽需求。 第1章计算机网绐概论

第1章 计算机网络概论 5 1.5 计算机网络技术发展趋势 自1980年以来，微处理器的速度一直以每5年10倍的速度增长。 PC的处理能力在2000年达103MIPS（Million Instructions Per Second） ，预测在2011可达105MIPS。 Metcalfe定理用于预测网络性能的增长，该定理预测网络性能 的增长是连到网上PC的能力的平方。这表示网络带宽的增长率 是每年3倍。不久的将来会出现每秒1015位的网络频宽需求

1.5计算机网络技术发展趋势 驱动信息革命的另一个支撑技术是光电子技术。光电子技术是一个 较为庞大的领域,可应用于信息处理的各个环节,这里我们讨论的是 在信息传输中的光电子技术—光纤通信 评价光纤传输发展的标准是传输的比特率和信号需要再生前可传输 的距离的乘积,在过去10年间,该性能每年翻一番,这种增长速度可 望持续10到15年。 第一代光纤传输使用0.8μm波长的激光器,传输速率可达280Mbps。 第二代使用13μm波长的激光器和单模光纤,传输速率可达560Mbps 第三代使用单频1.5μm波长的激光器和单模光纤。目前使用的第四代采 用光放大器,数据传输率可达10G~20Gbps。 6 第1章计算机网绐概论

第1章 计算机网络概论 6 1.5 计算机网络技术发展趋势 驱动信息革命的另一个支撑技术是光电子技术。光电子技术是一个 较为庞大的领域，可应用于信息处理的各个环节，这里我们讨论的是 在信息传输中的光电子技术——光纤通信。 评价光纤传输发展的标准是传输的比特率和信号需要再生前可传输 的距离的乘积，在过去10年间，该性能每年翻一番，这种增长速度可 望持续10到15年。 第一代光纤传输使用0.8μm波长的激光器，传输速率可达280Mbps。 第二代使用1.3μm波长的激光器和单模光纤，传输速率可达560Mbps。 第三代使用单频1.5μm波长的激光器和单模光纤。目前使用的第四代采 用光放大器，数据传输率可达10G～20Gbps

1.5计算机网络技术发展趋势 2.计算机网络的关键技术 上面我们从系统物理组成的角度分析了计算机网络的发展 趋势,下面我们再从系统的层次结构对计算机网络做一分析 计算机网络架构的发展方向将是P技术+光网络,光网络将 会演进为全光网络。 从网络的服务层面上看将是一个P的世界;从传送层面上 看将是一个光的世界;从接入层面上看将是一个有线和无线 多元化的世界。 为此,目前比较关键的技术主要有软交换技术、卩Pv6技术、 光交换与智能光网络技术、宽带接入技术、3G以上的移动通 信系统技术等 7 第1章计算机网绐概论

第1章 计算机网络概论 7 1.5 计算机网络技术发展趋势 2. 计算机网络的关键技术 上面我们从系统物理组成的角度分析了计算机网络的发展 趋势，下面我们再从系统的层次结构对计算机网络做一分析。 计算机网络架构的发展方向将是IP技术+光网络，光网络将 会演进为全光网络。 从网络的服务层面上看将是一个IP的世界；从传送层面上 看将是一个光的世界；从接入层面上看将是一个有线和无线 多元化的世界。 为此，目前比较关键的技术主要有软交换技术、IPv6技术、 光交换与智能光网络技术、宽带接入技术、3G以上的移动通 信系统技术等

1.5计算机网络技术发展趋势 (1)软交换技术 为了把服务控制功能和网络资源控制功能与传送功能完全 分开,需要应用软交换技术。根据新的网络功能模型分层, 计算机网络将分为接入与传输层,媒体层,控制层,业务/ 应用层(也叫网络服务层)四层,从而可对各种功能作不同 程度的集成。 8 第1章计算机网绐概论

第1章 计算机网络概论 8 1.5 计算机网络技术发展趋势 （1）软交换技术 为了把服务控制功能和网络资源控制功能与传送功能完全 分开，需要应用软交换技术。根据新的网络功能模型分层， 计算机网络将分为接入与传输层，媒体层，控制层，业务／ 应用层（也叫网络服务层）四层，从而可对各种功能作不同 程度的集成

1.5计算机网络技术发展趋势 (2)IPv6技术 未来的计算机网络是基于|Pv6技术的网络。现有的IP4技 术在地址空间方面有很大的局限性,已成为网络发展的最大 障碍。此外,Pv4在服务质量,传送速度,安全性,支持移 动性与多播等方面也有局限性,这些局限性妨碍着网络的发 展,使许多服务与应用难以开展。 第1章计算机网绐概论

第1章 计算机网络概论 9 1.5 计算机网络技术发展趋势 （2）IPv6技术 未来的计算机网络是基于IPv6技术的网络。现有的IPv4技 术在地址空间方面有很大的局限性，已成为网络发展的最大 障碍。此外，IPv4在服务质量，传送速度，安全性，支持移 动性与多播等方面也有局限性，这些局限性妨碍着网络的发 展，使许多服务与应用难以开展

1.5计算机网络技术发展趋势 (3)光交换与智能光网络技术 尽管波分复用光纤通信系统有巨大的传输容量,但它只提 供了原始带宽,还需要有灵活的光网络节点实现更加有效与 更加灵活的组网能力。 当前组网技术正从具有上下光路复用(OADM)和光交叉连 接(OXC)功能的光联网向由光交换机构成的智能光网络发展 从环形网向网状网发展;从光—电—光交换向全光交换 发展。即在光联网中引入自动波长配置功能,也就是自动交 换光网络(ASON),使静态的光联网走向动态的光联网。 10 第1章计算机网绐概论

第1章 计算机网络概论 10 1.5 计算机网络技术发展趋势 （3）光交换与智能光网络技术 尽管波分复用光纤通信系统有巨大的传输容量，但它只提 供了原始带宽，还需要有灵活的光网络节点实现更加有效与 更加灵活的组网能力。 当前组网技术正从具有上下光路复用(OADM)和光交叉连 接(OXC)功能的光联网向由光交换机构成的智能光网络发展： 从环形网向网状网发展；从光——电——光交换向全光交换 发展。即在光联网中引入自动波长配置功能，也就是自动交 换光网络(ASON)，使静态的光联网走向动态的光联网