计算机网络(下一代互联网)
《计算机网络》教案(第三章)
IPv 6
IPv6是下一代互联网协议，它的出现是为了解决IPv4地址空间不足的问题。 IPv6的背景、发展和特点使其成为未来互联网的重要组成部分。
路由和转发
路由是指确定数据包从发送端到接收端的路径的过程。路由器是网络中的关键设备，负责根据路 由表进行转发决策并将数据包转发到下一个节点。
网络地址转换(NAT)
NAT是一种在计算机网络中广泛使用的技术，它用于将私有IP地址转换为公网 IP地址，以实现局域网与公网之间的通信。NAT具有很多优点和应用场景。
计算机网络教案(第三章)
这是一份关于计算机网络第三章的教案，我们将深入探讨网络层的概述、IP协 议、路由和转发、网络地址转换(NAT)以及IPv6等内容。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
网络层概述
网络层位于计算机网络的中间层次，负责在网络中传输数据包，并提供一些 必要的服务和功能，如分组交换、路由和转发等。
IP协议
IP协议是计算机网络中的核心协议之一，它负责将数据分组打包并发送到目标 主机。IP数据报的格式和字段定义了数据在网络中的传输方式。
计算机网络各发展阶段的特点
计算机网络各发展阶段的特点计算机网络的发展过程大致经历了四个阶段，计算机网络的特点是通过通信介质把各个独立的计算机连接起来成为一个系统，并实现计算机与计算机之间的数据通信和网络资源共享。
具体表现为：1、能实现数据信息的快速传输和集中处理；2、可共享计算机系统资源；3、提高了计算机的可靠性及可用性；4、能均衡负载，互相协作；5、能进行分布处理；6、能实现差错信息的重发；7、提供了性能价格比，计算机网络系统容易扩充，便于维护。
第一代：远程终端连接20世纪60年代，以单个计算机为中心的面向终端的计算机网络：主机是网络的中心和控制者，终端(键盘和显示器)分布在各处并与主机相连，用户通过本地的终端使用远程的主机。
只提供终端和主机之间的通信，子网之间无法通信。
这种网络系统是以批处理信息为主要目的。
它的缺点是：如果计算机的负荷较重，会导致系统响应时间过长；单机系统的可靠性一般较低，一旦计算机发生故障，将导致整个网络系统的瘫痪。
第二代：计算机网络阶段(局域网)20世纪70年代，多个主机互联，实现计算机和计算机之间的通信。
包括：通信子网、用户资源子网。
终端用户可以访问本地主机和通信子网上所有主机的软硬件资源。
电路交换和分组交换。
以分组交换网为中心的多主机互连的计算机网络系统。
为了克服第一代计算机网络的缺点，提高网络的可靠性和可用性，人们开始研究如何将多台计算机相互连接的方法。
人们首先借鉴了电信部门的电路交换的思想。
所谓"交换"，从通信资源的分配角度来看，就是由交换设备动态地分配传输线路资源或信道带宽所采用的一种技术。
电话交换机采用的交换技术是电路交换(或线路交换)，它的主要特点是：①在通话的全部时间内用户独占分配的传输线路或信道带宽，即采用的是静态分配策略；②通信双方建立的通路中任何一点出现了故障，就会中断通话，必须重新拨号建立连接，方可继续，这对十分紧急而重要的通信是不利的。
显然，这种交换技术适应模拟信号的数据传输。
(第2套题)下一代互联网(IPv6)搭建与运维-初级
（第2套题）下一代互联网(IPv6)搭建与运维-初级一、单选题(30道)1.根交换机是具有( )的被选中交换机。
[单选题] *A、最低MAC地址B、最高MAC地址C、最低交换机ID(正确答案)D、最高交换机ID2.下列关于交换机的接入链路和干道链路叙述中不正确的是( )。
[单选题] *A、接入链路指的用于连接主B、接入链路可以包含多个端口(正确答案)C、干道链路是可以承载多个不同VLAN数据的链路D、干道链路通常用于交换机间的互连，或者连接交换机和路由器3.下列关于VLAN的描述中，不正确选项为( )。
[单选题] *A、一个VLAN形成一个小的广播域，同一个VLAN成员都在由所属VLAN确定的广播域内B、VLAN技术被引入到网络解决方案中来，用于解决大型的二层网络面临的问题C、VLAN的划分必须基于用户地理位置，受物理设备的限制(正确答案)D、VLAN在网络中的应用增强了通讯的安全性4.下列关于VLAN特性的描述中，不正确的选项为( )。
[单选题] *A、VLAN技术是在逻辑上对网络进行划分B、VLAN技术增强了网络的健壮性，可以将一些网络故障限制在一个VLAN之内C、VLAN技术有效地限制了广播风暴，但并没有提高带宽的利用率(正确答案)D、VLAN配置管理简单，降低了管理维护的成本5.下列关于交换机的接入链路和干道链路叙述中不正确的是( ) [单选题] *A、接入链路指的用于连接主B、接入链路可以包含多个端口(正确答案)C、干道链路是可以承载多个不同VLAN数据的链路D、干道链路通常用于交换机间的互连，或者连接交换机和路由器6.选择用来为网段转发流量的交换机端口称为( )。
[单选题] *A、根端口B、交替端口C、后备端口D、指定端口(正确答案)7.对于交换机的VLAN配置，以下描述不正确的选项为( )。
[单选题] *A、缺省VLAN ID为1B、通过命令show vlan查看VLAN设置时，必须指定某一个VLAN ID(正确答案)C、创建VLAN时，会同时进入此VLAN的配置模式D、对于已创建的VLAN，可以对它配置一个描述字符串8.为一个具有到达根交换机次优路径的端口会分配哪种端口角色( )。
下一代互联网技术的发展趋势与应用前景
下一代互联网技术的发展趋势与应用前景深入探讨：下一代互联网技术的发展趋势与应用前景随着科技的发展，互联网技术已经成为人们工作、学习、娱乐的不可或缺的一部分。
无论是在个人生活还是商业领域，互联网的应用广泛而深入。
然而，我们是否知道，下一代互联网技术已经在发展之中？本文将深入探讨下一代互联网技术的发展趋势与应用前景，让我们一起来了解一下！一、互联网技术的基本演变互联网，顾名思义是指不同地域、不同系统之间能够互相联接起来的全球计算机网络。
而随着技术的发展，互联网技术也在不断演变。
从最初的Web1.0时代，到Web2.0的出现，再到目前的Web3.0，每一代互联网技术都有着明显的差别。
Web1.0时代，主要是由门户网站和静态页面构成的，用户主要是被动的信息接受者，无法进行互动和参与。
Web2.0时代，互联网开始出现了社交媒体、博客、在线视频等新型应用，用户的信息交流和互动更加活跃，Web2.0的兴起使互联网成为了人们最重要的社交场所之一。
Web3.0时代，则是指人与互联网的大规模融合，使得互联网更加智能和个性化。
Web3.0的主要特点包括语义化、全球一体化、个性化和智能化等。
二、下一代互联网技术的发展趋势1、5G技术5G技术是下一代移动通信技术的核心。
相对于目前的4G网络，5G网络具有更高的传输速度、更少的延迟、更完善的服务，是互联网技术的未来趋势。
5G技术的普及将会让人与物的互联更加普遍，从而支持更多的人工智能和大数据技术的应用，同时也能够提升虚拟现实和增强现实技术的交互体验。
2、大数据大数据是指海量数据的集成、存储、处理和分析，是目前的热点技术之一。
随着互联网越来越智能化，大数据技术也越来越重要。
大数据技术的应用将会渗透到各个行业，包括医疗、教育、金融、交通等领域。
大数据的实时性、准确性、应用性都将更加完善，这将会极大提升我们的生活质量和工作效率。
3、人工智能人工智能技术是近年来快速发展的一种技术，它凭借着其智能化和自学习的特点，可以极大地提高生产力和工作效率。
迎接下一代互联网挑战 中国电信定出IPv6过渡方案
一
目前 ， 教育 网正在大规模推 广Ｉ ＩＰ ６ Ｖ ｖ Ｉ
过 渡方 案 。Ｉｖ 地 址 空 间非 常 大 ，Ｉｖ Ｐ ６的 Ｐ４
代 互 联 网技 术 和 应 用 论 坛 ” 在 北 京举 工作重心就是平稳有效地 向Ｉｖ Ｐ６的过渡。
行 。业 内 人 士 分析 ，２ ０ 年 是 下 一 代互是 未 来 互 联 网 个纯Ｉｖ 的大规模试验网， Ｐ６ 解决互联 网面临 的战略层面对下一代互联 网给予 了极大的 发展 中的 主 要 瓶 颈 。 来 ３ 地 址 耗 尽 ， 未 年 只 的技术挑 战是具有跨越发展 意义的课题 。
关 注 ，并 形 成 相 应 的产 品投 放 到 市场 。
要 一 系 列 的调 整 和 变 革 。
他分析 比较 了国际几大重要 的下一代 渡到下一代互联 网： ”
据 悉 ，国 际 知 名 企 业 Ｉｔｌ ｕ ｉｅ 、 ｎｅ 、Ｊ ｎｐ ｒ
的难题 ，我国的 Ｃ Ｇ— Ｅ Ｎ Ｔ 是建设一 Ｇ ｏｌ、 Ｎ ＩＣ Ｒ Ｅ ２ ｏｇｅ 微软等 ， 也在今年初开始 ， 从企业
此 次众 多 知名 企 业 和 高 校 校园 网负 责 人 与 Ｃ Ｒ Ｅ 专 家委 ＥＮＴ 会 ，这 预示 着 中 国下 一 代 互 联 网 的 发 展正 员会主任吴建平教授
在 进 入 一个 新 的 阶段 。
在 会上 指 出 ， 未来 两
教育部科技发展中心李志民主任为大 ｊ年是发展下—代互
计算机网络发展历史
NGN,普遍认为是因特网、移动通信网络、固定电话通信网络的融合，IP网络和光网络的融合；是可以提供包括语音、数据和多媒体等各种业务的综合开放的网络构架；是业务驱动、业务与呼叫控制分离、呼叫与承载分离的网络；是基于统一协议的、基于分组的网络。
在功能上NGN分为四层，即接入和传输层、媒体层、控制层、网络服务层。涉及软交换、MPLS、E-NUM等技术。
1972年，Xerox公司发明了以太网，1980年2月IEEE组织了802委员会，开始制定局域网标准。1985年美国国家科学基金会（National Science Foundation)利用ARPAnet协议建立了用于科学研究和教育的骨干网络NSFnet,1990年NSFnet取代ARPAnet成为国家骨干网，并且走出了大学和研究机构进入社会，从此网上的电子邮件、文件下载和信息传输受到人们的欢迎和广泛使用。1992年，Internet学会成立，该学会把Internet定义为
OSI/RM标志着第三代计算机网络的诞生。此时的计算机网络在共同遵循OSI标准的基础上，形成了一个具有统一网络体系结构，并遵循国际标准的开放式和标准化的网络。OSI/RM参考模型把网络划分为七个层次，并规定，计算机之间只能在对应层之间进行通信，大大简化了网络通信原理，是公认的新一代计算机网络体系结构的基础，为普及局域网奠定了基础。
两个主机间通信是对传送信息内容的理解、信息的表示形式，以及各种情况下的应答信号必须遵守一个共同的约定，这就是“协议”。在ARPA网中，将协议按功能分成了若干层次。如何分层，以及各层中具体采用的协议总和，成为网络体系结构。
现代意义上的计算机网络是1969年美国国防部高级研究计划局（DARPA）建成的ARPAnet实验网开始的，该网络当时只有4个结点，以电话新路为主干网络，两年后，建成15个节点，进入工作阶段，此后规模不断扩大，20世纪70年代后期，网络结点超过60个，主机100多台，地理范围跨越美洲大陆，连通了美国东部和西部的许多大学和研究机构，而且通过通信卫星与夏威夷和欧洲地区的计算机网络相互连通。其特点主要是：1。资源共享，2。分散控制，3。分组交换，4，采用专门的通信控制处理机，5，分层的网络协议，这些特点被认为是现代计算机网络的一般特征。
计算机网络(第五版)谢希仁课后答案
10-1 NGI和NGN各表示什么意思？它们的主要区别是什么？答：NGN（Next Generation Internet）:即下一代英特网；NGI（Next Generation Network）:即下一代电信网。
主要区别：如表一所示：表1 NGN与NGI的主要区别由此可见，NGN希望业务提供者可以为用户(信息消费者)提供更好的融和业务，而NGI则希望为广大用户(不区分信息提供者和信息消费者)提供一个更好的创新平台。
互联网与传统电信网在目标、设计原理、业务与应用、技术、市场、驱动力等方面的差异巨大，因此应采用与传统电信网不同的技术、管理和政策手段来看待和处理互联网所面临的问题。
10-2 建议的IPv6协议没有首部检验和。
这样做的优缺点是什么？答：优点：对首部的处理更简单。
数据链路层已经将有差错的帧丢弃了，因此网络层可省去这一步骤；缺点：可能遇到数据链路层检测不出来的差错。
10-3 在IPv4首部中有一个“协议”字段，但在IPv6的固定首部中确没有。
这是为什么？答：在IP数据报传送的路径上的所有路由器都不需要这一字段的信息。
只有目的主机才需要协议字段。
在IPv6使用“下一个首部”字段完成IPv4中的“协议”字段的功能。
10-4 当使用IPv6时，ARP协议是否需要改变？如果需要改变，那么应当进行概念性的改变还是技术性的改变？答：从概念上讲没有改变，但因IPv6地址长度增大了，所以相应的字段都需要增大。
10-5 IPv6只允许在原点进行分片。
这样做有什么好处？答：分片与重装是非常耗时的操作.IPV6把这一功能从路由器中删除,并移到网络边缘的主机中,就可以大大的加快网络中IP数据的转发速度.10-6设每隔1微微秒就分配出100万个IPv6地址。
试计算大约要用多少年才能将IPv6地址空间全部用光。
可以和宇宙的年龄（大约有100亿年）进行比较。
答：IPv6的地址重建共有2的128次方个地址,或3.4×10的38次方.1秒种分配10的18次方个地址,可分配1.08×10的13次方年.大约是宇宙年龄的1000倍.地址空间的利用不会是均匀的.但即使只利用那个整个地址空间的1/1000,那也是不可能那个用完的.10-7试把以下的IPv6地址用零压缩方法写成简洁形式：（1）0000:0000:F53:6382:AB00:67DB:BB27:7332（2）0000:0000:0000:0000:0000:0000:004D:ABCD（3）0000:0000:0000:AF36:7328:0000:87AA:0398（4）2819:00AF:0000:0000:0000:0035:0CB2:B271答：(1) ::F53:6382:AB00:67DB:BB27:7332 (2)::4D:ABCD (3)::AF36:7328:0:87AA:398 (4)2819:AF::35:CB2:B27110-8试把以下的IPv6地址用零压缩方法写成简洁形式：（1）0::0 (2)0:AA::0 (3)0:1234:3 (4)123::1:2答：(1)0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000(2)0000:00AA:0000:0000:0000:0000:0000:0000(3)0000:1234:0000:0000:0000:0000:0000:0003(4)0123:0000:0000:0000:0000:0000:0001:000210-9 以下的每一个地址属于哪一种类型？（1）FE80::12 (2)FEC0::24A2 (3)FF02::0 (4)0::01 答：（1）本地链路单播地址（2）IETF保留（3）多播地址（4）环回地址10-10从IPv4过渡到IPv6的方法有哪些？答：如何完成从IPv4到IPv6的转换是IPv6发展需要解决的第一个问题。
三网合一
怎样实现三网合一
三网合一的关键技术
1. "接入网技术"是三网吅一关键技术之一。 接入网连接用户端到本地局端戒网络节点，它通常由用 户传输系统、复用设备、交叉连接设备等部分构成，负责 将电信业务透明地传送到用户。接入网问题在技术界又被 称为“最后一公里问题”，也是三网吅一的难点。 2.光纤通信技术和宽带骨干网的改迚 3.并行计算不分布式系统
• 网络的独立性 在应用层上，虽然网络之间数据的业务是相互渗透和交叉的，但又 可以相互独立，互丌妨碍，并且在各自的网络上可以像以往那样独立 収展自己的新业务 网络的兼容性 网络之间的协议兼容是指：因为各个网络都有自己的协议，因此信 息从一个网络传送一个网络传送到另一个网络是要迚行转换，以满足 所转向网络的协议要求。 要真正三网吅一，实现语音、视频、数据等各种信息的一网传输， 并提供较好的服务质量，则必须同时具备传输、减缓、接入的宽带化， 并且在网络的各个环节对各种信息迚行统一的处理，才能构筑三网吅 一赖以存在的技术前提
３、计算机网 计算机网以因特网为代表，它的优势是网络结构简单、传送网主 要依靠现有网络，技术更新快、成本低。因特网中主要问题是缺乏大 型网络不业务方面的技术和运营经验，对全网没有有效的控制能力， 难以实现实现统一网管，高质量的实时业务质量还无法保证，除此之 外，用因特网开放电子商务的安全性和可靠性还有待迚一步的改善。 互联网网络结构简单，以前其传输主要依靠电信网和有线电视网， 现在有些地方已开始独立兴建以ＩＰ为主要业务对象的新型骨干传送 网。互联网的最大优势在于ＴＣＰ/ＩＰ是目前唯一可悲三大网络共 同接受的通信协议；没有电信公司的巨大铜缆包袱，成本低，并试图 逐渐吸收和融吅公众电话和图像业务。
什么是三网合一？
三网概述
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物流管理101班第十三组
韦春兰、张焱义、陈亮
1、下一代互联网是做什么的？
答：简单来说，下一代互联网是指不同于现在互联网的新一代互联网。
它将解决现有互联网I P地址不足的缺点。
互联网是人类社会重要的信息基础设施，对经济社会发展和国家安全具有战略意义，与构建和谐社会、建设创新型国家和走新型工业化道路等重大战略的实施紧密相关。
中国下一代互联网示范工程（ＣＮＧＩ）项目是由国家发展和改革委员会主导，中国工程院、科技部、教育部、中科院等八部委联合于2003年酝酿并启动的。
下一轮互联网竞争，对中国来讲是一个绝好的发展机会。
在下一代互联网的建设中，中国应利用自己的优势，把技术开发放在第一位，并尽快实现相关产品的产业化。
2、下一代互联网的基本构架。
答：基于层叠方法的新型体系结构。
2003年英特尔研究院的研究人员提出了延迟容忍网络（D e l a y T o l e r a n t N e t w o r k，D T N）。
这是一个建立在网络传输层上的层叠网，在网络协议中增加一个称为B u n d l i n g（绑定）的协议层，提供了编址、报文封装、路由、数据重传和流量控制等机制。
延迟容忍网络采用“存储—转发”工作模式，将暂时无法端到端连接的报文存储在转发结点，待重建通信路径后，再将报文发送到下一跳，实现在网络拓扑断续频繁、传输延迟长、错误率高等条件下的可靠传输。
此后，研究人员又针对断续拓扑的路由技术开展了相关研究，提出多种路由算法。
随后人们又将这些算法引入到传感器网络和无线网络中。
研究人员认为通过在应用层构建层叠网，结合应用需求对网络实施控制，能够有效提高网络在故障条件下的持续服务能力。
例如，2001年，麻省理工学院实验室的大卫·安德森（D a v i d A n d e r s e n）等人提出了弹性层叠网（R e s i l i e n t
O v e r l a y N e t w o r k s），它是在现有互联网结构基础上建立的一种应用层层叠网络。
弹性层叠网结点可以监控结点之间路径的质量，并根据这些信息决定是否直接利用互联网转发分组或者通过其它弹性层叠网结点转发分组。
利用该网络的选路机制，可以为加入弹性层叠网的用户提供更有弹性和容错能力更强的互联网服务。
实验测试表明弹性层叠网路由机制能够快速检测失效，发现路径并恢复路由。
3、下一代互联网的主要技术。
答：下一代互联网的技术要从离散走向统一；从一维走向三维；从窄带走向宽带；从固定走向无线；从.com时代走向.net时代；网络拓扑结构伸展的同时，巨大潜能将得到释放。
下一代互联网的关键技术有：
IPv6：版本6的IP协议。
下一代互联网的安全技术：互联网的最大安全问题是结构安全和路由安全，其次是设备安全，再其次才是业务安全，但是所有的安全解决方案的目的都是保证业务的安全。
下一代互联网的服务质量技术：下一代互联网需要有可运营的QoS机制，这要求网络具备业务和质量保证和业务质量控制两方面的能力。
而QoS业务相关的关键技术包括：质
量保证、质量监控、QoS管理、QoS业务表示和防盗。
下一代互联网的多番技术：IP多番技术，是一种允许一台或多台主机（多番源）发送单一数据包到多台主机（一次的，同时的）的TCP/IP网络技术。
下一代互联网的移动技术：移动IPv6（MIPv6）是Internet协议版本6（IPv6）的一个子集，是用来支持移动连接的。
4、下一代互联网的主要应用。
答：互联网新应用：大规模点到点的多媒体通信
新型移动式多媒体个人用信息终端，可实现全网漫游
实现端到端的高性能传输
具有安全服务和网络计费功能
无线/移动应用：智能交通与定位应用
基于IPv6，结合GPS，实现城市智能交通管理
基于IPv6建立家庭网络，实现远程家电控制
定位应用
计算机网络和数据网络：大规模科学计算与协同服务
高能物理网格、虚拟天台、生物网格、地学网格、化学信息网格
信息服务网格
大规模视频会议、高清晰电视
基于组播的多点多路视频会议，支持远程教育和远程医疗等综合应用
基于组播的高清晰电视，分辨率达到HDTV指标
流媒体业务与应用
环境监测、地震监测
基于IPv6实现大气、水温、水质等环境参数传感器联网
实现环境监测系统的规划部署，实时采集数据
远程教育、数据图书馆、远程医疗
基于组播视频会议的远程授课和师生交流
图书馆资源的海量数据存储、管理和检索
安全、可靠地传输医学图像和视频，实现远程协同诊断
基于IPv6的各种人体传感器联网，实现人体健康监测
P2P网络应用系统
网络存储Oceanstore
P2P流媒体系统Coolstreaming
P2P互联网IP电话系统Skype
P2P Web服务协作应用
P2P即时通信系统IM
5、我国什么时候启动下一代互联网？
答：2004年12月25日，国家发展与改革委员会、教育部等8个部委联合发布，中国第一个下一代互联网示范工程CNGI核心网CERNET2主干网正式开通，这是世界上规模最大的IPv6互联网。
此举标志着我国下一代互联网建设全面拉开序幕。