高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

1、史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 第一章第一章 緒論緒論 史忠植史忠植 中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所 史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)2 內(nèi)容提要內(nèi)容提要 1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的作用 1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過(guò)程 1.3 協(xié)議與體系結(jié)構(gòu) 1.4 千兆位網(wǎng)絡(luò) 1.5 移動(dòng)計(jì)算 1.6 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國(guó)的發(fā)展 史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)3 知識(shí)經(jīng)濟(jì)知識(shí)經(jīng)濟(jì) 信息化信息化 全球化全球化 三 1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的作用 史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)4 信息既非物質(zhì)，也非能量，是構(gòu)成世界的基本要素之一。信息科學(xué)研究各種系統(tǒng)中信息過(guò)程(產(chǎn)生、采集、存儲(chǔ)、變換、傳遞、處理和使用等)的一般規(guī)

2、律，并能動(dòng)地加以利用的科學(xué)。信息科學(xué)是以信息為主要研究對(duì)象、以信息及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律為主要研究?jī)?nèi)容、以信息科學(xué)方法論為主要研究方法、以擴(kuò)展人的信息功能特別是其中的智力功能為主要研究目標(biāo)的一門新興的橫斷科學(xué)。信息科學(xué)包括 研究信息基本理論的信息論、 研究信息過(guò)程基本物質(zhì)手段的材料科學(xué)、 研究基本技術(shù)手段的電子學(xué)， 以信息處理工具計(jì)算機(jī)為研究對(duì)象的計(jì)算機(jī)科學(xué)， 研究系統(tǒng)中信息運(yùn)動(dòng)規(guī)律的系統(tǒng)與控制科學(xué)， 研究信息傳遞的通信理論和技術(shù)、 研究和模擬人腦中信息過(guò)程的智能科學(xué)。 三 信息化信息化史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)5 高速信息網(wǎng)絡(luò)能夠把各種信息以最適合的媒體形式傳送給需要這些信息的個(gè)人，不論這些人所處的時(shí)間和

3、地點(diǎn)。因此，在技術(shù)上高速信息網(wǎng)絡(luò)正朝著寬帶化、智能化、個(gè)人化和多媒體化的方向發(fā)展。從目前的形勢(shì)來(lái)看，通信界、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)界和有線電視界都在規(guī)劃著 21 世紀(jì)高速信息網(wǎng)絡(luò)的藍(lán)圖。 全球性的電話網(wǎng)是世界上最大的通信網(wǎng)絡(luò)，在無(wú)線電話和衛(wèi)星電話的配合下，可以實(shí)現(xiàn)任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的話音通信。但是電話通信網(wǎng)對(duì)于多種媒體的寬帶通信尚不能支持。有線電視是寬帶通信的典型，但對(duì)于雙向、交互式的應(yīng)用尚達(dá)實(shí)用化的程度。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) Intemet 是僅次于電話網(wǎng)的第二大全球通信網(wǎng)，發(fā)展極為迅速，預(yù)計(jì)到 2000年將有一百萬(wàn)個(gè)網(wǎng)絡(luò)，一億臺(tái)計(jì)算機(jī)和十億個(gè)用戶 全球化全球化史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)6 電信網(wǎng)電信網(wǎng) 有線電視網(wǎng)有

4、線電視網(wǎng) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng) 三網(wǎng)合一史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)7 電信網(wǎng)電信網(wǎng) 計(jì)算機(jī)電話領(lǐng)域目前是一個(gè)年?duì)I業(yè)額 35 億美元, 年增長(zhǎng)率 35 % 的工業(yè)領(lǐng)域,在它的許多業(yè)務(wù)領(lǐng)域年增長(zhǎng)率超過(guò) 100 %。 計(jì)算機(jī)電話領(lǐng)域有兩個(gè)基本的目標(biāo): 其一是讓客戶滿意, 其二是與生產(chǎn)者加強(qiáng)合作。 計(jì)算機(jī)電話領(lǐng)域包括 6 個(gè)大的業(yè)務(wù)。 消息發(fā)送: 把聲音、 傳真、 電子郵件、 傳真服務(wù)和傳真路線、 分頁(yè)和統(tǒng)一化的信息( 也叫集成消息 ), 國(guó)際互連網(wǎng)絡(luò)電話信息, 傳真和圖像信息進(jìn)行消息發(fā)送。 史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)8 電信網(wǎng)電信網(wǎng) 實(shí)時(shí)連接: 處理頻內(nèi)、 頻外的電話接通; 預(yù)測(cè)和預(yù)覽正在撥的電話號(hào)碼; 自動(dòng)尋

5、找接話人; 自動(dòng)尋找基于屏幕/局域網(wǎng)的呼叫路徑; 電話號(hào)碼重?fù)? 圖像,基于聲, 像和基于文本的會(huì)議, 個(gè)人微機(jī)上的 PBX, 合作計(jì)算。 通過(guò)電話進(jìn)行事務(wù)處理和信息訪問(wèn): 交互式聲音的交流; 文本可視化;客戶獲取企業(yè)的信息; 對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為有聲音和圖像的形式; 命令式傳真;WWW 上的購(gòu)物; 與外部進(jìn)行存儲(chǔ)合作; 電話上的自層導(dǎo)航。 在接通電話服務(wù)中加入智能: 處理頻內(nèi)、 頻外的電話接通中的客戶事故記錄的屏幕彈出; 鏡面 Web 頁(yè)屏幕彈出; 智能體; 基于多種能力的接通路徑;智能接通中心; 虛擬接通中心; 計(jì)算機(jī)群體網(wǎng)絡(luò); 智能幫助平臺(tái); 基于高級(jí)智能的計(jì)算機(jī)電話服務(wù)。 史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)

6、絡(luò)9 電信網(wǎng)電信網(wǎng) 核心技術(shù): 聲音識(shí)別; 文本與語(yǔ)音的相互轉(zhuǎn)換; 數(shù)字信號(hào)處理;應(yīng)用生成器; 聲音可視化, DSVD; 基于計(jì)算機(jī)的傳真二進(jìn)制文件路徑轉(zhuǎn)換;USB ( 廣義序列總線 ); GeoPort; 聲音、圖像壓縮; 接通過(guò)程; 撥號(hào)脈沖信號(hào)識(shí)別; 送話人的賬戶和 ANI; 數(shù)字網(wǎng)絡(luò)界面( T-1, E-1, ISDN, BR1, PR1, SS7, ATM), 聲音調(diào)制解調(diào)器, 客戶/服務(wù)器電話; 邏輯調(diào)制解調(diào)器界面;多微機(jī)同步和合作軟件電話; 通訊微機(jī); 國(guó)際互連網(wǎng); 瀏覽器。 新的核心標(biāo)準(zhǔn): ITU-T 的 T.120 ( 文檔會(huì)議 ) 和 H.320( 可視會(huì)議 );微軟公司的

7、 TAPI-一種集成 Window98 和 Window NT 的集成部分, Novell公司的TSAPI- 一種在 NetWare 下的電話開(kāi)關(guān)控制器 NLM; Intel 公司的 USB 和InstantON, 自然太陽(yáng)公司的 MVIP 和 HMVIP; Dialogic 公司的 SCSA 和ECTF。 史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)10 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 高速信息網(wǎng)絡(luò)由高速信道、交換電路和應(yīng)用環(huán)境組成。高速信道能夠在節(jié)點(diǎn)間高速地傳輸信息。交換電路把信息傳輸?shù)街付ǖ哪康牡?，?yīng)用環(huán)境使人們能夠有效地使用信息。從目前的技術(shù)水平來(lái)看，高速信道將采用同步光纖傳輸系統(tǒng)，交換電路將采用異步轉(zhuǎn)移模式 (ATM)，應(yīng)用

8、環(huán)境將采用多媒體終端系統(tǒng)。在這三個(gè)方面，還有很多問(wèn)題需要解決。但是從總體上來(lái)看，人們對(duì)于這三方面的發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)有了基本的共識(shí)，各種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)也已經(jīng)制定出來(lái)或正在制定之中。 史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)11 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 高速信息網(wǎng)絡(luò)的研究和規(guī)劃過(guò)程中所遇到的一些問(wèn)題在它們?cè)械念I(lǐng)域內(nèi)研究可能更為合適。 例如： 排隊(duì)論、 拓?fù)鋵W(xué)、圖論、光孤子、光交換、常溫超導(dǎo)等數(shù)學(xué)、物理問(wèn)題；超高速器件、大規(guī)模集成電路等工程技術(shù)問(wèn)題；充分利用原有通信基礎(chǔ)設(shè)施的平穩(wěn)過(guò)渡問(wèn)題及相關(guān)的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題；高速信息網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用對(duì)人們生活方式、工作方式、道德準(zhǔn)則、人際關(guān)系的影響等社會(huì)問(wèn)題。 史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)121.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)

9、展過(guò)程 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生 1954 分組交換網(wǎng)的出現(xiàn) 1969 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成 1974 Iinternet 時(shí)代 90 年代 史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)131.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過(guò)程 被人們稱為“第一次浪潮”的 Internet 取得成功，即信息成為通過(guò)公共 Web 站點(diǎn)提供的商品，并不只是依靠瀏覽器實(shí)現(xiàn)的，而是 第一次浪潮的技術(shù)、產(chǎn)品和內(nèi)容等要素相結(jié)合，創(chuàng)造出一個(gè)非常實(shí)用的系統(tǒng)，并讓所有的用戶能夠相當(dāng)簡(jiǎn)明地理解如何利用這個(gè)系統(tǒng)而得以實(shí)現(xiàn)的。 Netscape 公司現(xiàn)在提供一種應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)和編程模式來(lái)把以信息為基礎(chǔ)的第一個(gè)浪潮的 Internet， 推向以服務(wù)為基礎(chǔ)的第二次 浪潮的

10、Internet。 史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)141.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過(guò)程 第二次浪潮是把Internet使用的著眼點(diǎn)從公共信息在整個(gè)Internet上大規(guī)模分發(fā)轉(zhuǎn)向通過(guò) Intranet 和 Extranet 完全有針對(duì)性的專用分發(fā)。 各個(gè)行業(yè)正在建立各種 Intranet 以連接老式專有系統(tǒng)，而且，他們通過(guò)創(chuàng)建支持?jǐn)?shù)據(jù)共享和進(jìn)行商業(yè)交易的 Extranet，將其 Intranet 向商業(yè)伙伴和客戶開(kāi)放。 我們可以舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)明這種轉(zhuǎn)移。 購(gòu)票是一種普遍的以 Web 為基礎(chǔ)的電子商務(wù)，憑借第一次浪潮的 Web 站點(diǎn)，票務(wù)代理機(jī)構(gòu)可以顯示票的現(xiàn)有狀況，而且甚至有可能連接一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)現(xiàn)

11、有的票變動(dòng)時(shí)更新頁(yè)面。該頁(yè)面也許能讓用戶在表格中輸入信息來(lái)訂票。但有時(shí)需要人工介入來(lái)讀取訂單，將訂單信息傳送給實(shí)際購(gòu)票的后端系統(tǒng)，打出票來(lái)，驗(yàn)證購(gòu)票人的信用卡或者履行其它業(yè)務(wù)才能真正的售出購(gòu)票人所購(gòu)買的票。這種 Web 原來(lái)主要用來(lái)提供信息，隨后又能夠讓用戶向票務(wù)代理人發(fā)出信息 史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)151.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過(guò)程 從理論上講， 第二次浪潮以服務(wù)為基礎(chǔ)的 Internet 與第一個(gè)浪潮以信息為基礎(chǔ)的模式同樣便于最終用戶使用，因?yàn)榈诙卫顺睂⒉捎猛瑯拥臑g覽器和瀏覽技術(shù)。開(kāi)發(fā)人員、管理員和 Web 主管所面臨的巨大挑戰(zhàn)，就是如何通過(guò) Internet 無(wú)縫隙地提供各項(xiàng)服 務(wù)。如果

12、 Intranet 和 Extranet 的開(kāi)發(fā)與部署給任何層次的可用性帶來(lái)新的障礙， 用戶將利用自己的各種方法來(lái)完成手頭的工作，或者提出新的解決方案。 史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)161.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過(guò)程 除了提供具有第一個(gè)浪潮可用性特征的易開(kāi)發(fā)、跨平臺(tái)部署能力和直觀人機(jī)接口之外，支持電子商務(wù)的 Internet 必須解決下列第二次浪潮可用性所特有的問(wèn)題: 1.相互沖突的標(biāo)準(zhǔn)。相互沖突的網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)令開(kāi)發(fā)人員難以進(jìn)行革新。 2.編程復(fù)雜性的增加。隨著越來(lái)越多的機(jī)構(gòu)將其系統(tǒng)推向 Internet，對(duì)實(shí)現(xiàn)商業(yè)服務(wù)和開(kāi)發(fā)后端系統(tǒng)的需要呈指數(shù)增長(zhǎng)。然而滿足這種需要的昂貴的編程資源有限，而且增長(zhǎng)緩慢

13、。 3.任務(wù)關(guān)鍵性性能。商家都需要可擴(kuò)展的可靠的解決方案。性能一直不被當(dāng)做是解決方案的大問(wèn)題，在一定程度上可能是因?yàn)閷?duì) Web 的衷愛(ài)助長(zhǎng)了人們?nèi)萑萄b載緩慢的站點(diǎn)、不能同時(shí)接納多個(gè)用戶的 Web 服務(wù)器和脆弱的早期服務(wù)器與瀏覽器軟件。在第二次浪潮中，商家們?cè)僖膊粫?huì)容忍這 性能了，因?yàn)樗麄円揽烤W(wǎng)絡(luò)為金融交易這樣的時(shí)間因素非常重要的任務(wù)，在 Intranet 和Extranet 上尋找“任務(wù)關(guān)鍵性”數(shù)據(jù)和應(yīng)用。 4.安全性。商家也同樣要求高度的安全性。 史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)171.3 協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)OSI 七層協(xié)議 物理層 數(shù)據(jù)鏈路層 網(wǎng)絡(luò)層 傳輸層 會(huì)話層 表示層 應(yīng)用層 史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)

14、網(wǎng)絡(luò)181.3 協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)OSI 七層協(xié)議 物理層 數(shù)據(jù)鏈路層 網(wǎng)絡(luò)層 傳輸層 會(huì)話層 表示層 應(yīng)用層 史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)19TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)接口層 網(wǎng)際層 IP 傳輸層 TCP,UDP 應(yīng)用層(各種應(yīng)用層協(xié)議： TELNET， FTP，SMTP 等) 史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)201.4 千兆位網(wǎng)絡(luò) 高性能交互式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需要千兆位（Gigabit）網(wǎng)絡(luò)。目前，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用對(duì)延遲及帶寬不太敏感，TCP/IP能夠自動(dòng)識(shí)別延遲的變化，E-mail、FTP等都能夠動(dòng)態(tài)地適應(yīng)TCP所提供的帶寬。很少有人去計(jì)較文件傳輸快慢的細(xì)微區(qū)別。然而，對(duì)于交互式應(yīng)用，尤其是基于X-Windows和多媒體的

15、遠(yuǎn)程應(yīng)用，需要高速網(wǎng)絡(luò)來(lái)支撐大量報(bào)文的傳輸。對(duì)于分布式文件系統(tǒng)，如網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（NFS），客戶經(jīng)常需要向文件服務(wù)器請(qǐng)求一大塊數(shù)據(jù),客戶端的應(yīng)用緊緊依賴于網(wǎng)絡(luò)的傳輸時(shí)間。隨著處理機(jī)速度的提高，根據(jù)Amdahl定律所述，每條指令至少需要一個(gè)位的I/O。由于處理機(jī)周期將接近1ns級(jí)，有的研究人員已經(jīng)提出每條指令需要64位或128位（含指令及數(shù)據(jù)）的I/O。對(duì)于這樣的系統(tǒng)，自然需要千兆位以上的千兆位網(wǎng)絡(luò)。為此，這里將千兆位網(wǎng)絡(luò)定義為千兆位以上。史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)21國(guó)外千兆位網(wǎng)絡(luò)研究狀況 計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和電信技術(shù)的迅猛發(fā)展及融合，使三者間的結(jié)合更加緊密。最典型的例子是美國(guó)的千兆位級(jí)驗(yàn)證環(huán)

16、境研究小組均是由這三個(gè)領(lǐng)域的研究人員共同組成的。另外，ATM也是例證之一，它最早的設(shè)計(jì)目標(biāo)是支持話音及數(shù)據(jù)，而目前使用最廣泛的是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域。 建立了實(shí)驗(yàn)式Gigabit網(wǎng)絡(luò)，也稱為驗(yàn)證環(huán)境（Testbed）。其中最著名的是美國(guó)的五個(gè)驗(yàn)證環(huán)境，它們大部分由NSF及ARP資助，構(gòu)成了美國(guó)Gigabit的主要研究活動(dòng)。 史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)22國(guó)外千兆位網(wǎng)絡(luò)研究狀況 *德國(guó)的RERKOM研究環(huán)境中鋪設(shè)了大量光纖，購(gòu)置了高速網(wǎng)及高性能工作站。目前主要研究ATM技術(shù)。 *AT&T與加利福尼亞大學(xué)伯克利分校、Illinois大學(xué)和Wisconsin大學(xué)等聯(lián)合啟動(dòng)了實(shí)驗(yàn)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)（XUNET），

17、研究基于信元的廣域網(wǎng)計(jì)劃。1990年XUNET擴(kuò)展為Blanca驗(yàn)證環(huán)境。其研究?jī)?nèi)容十分廣泛，主要有呼叫、多路復(fù)用、擁塞控制、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)界面（如超級(jí)計(jì)算機(jī)的整合、網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)機(jī)制）及Gigabit應(yīng)用等。該工程已產(chǎn)生了不少有趣的結(jié)果，包括對(duì)多媒體協(xié)議的支持、擁塞控制與回避。在XUNET工程中，也有來(lái)自哥倫比亞大學(xué)、賓夕法尼亞大學(xué)的研究人員。NCSA（NationalCenterforSupercomputingApplications）的Catlell是當(dāng)今高速應(yīng)用的專家，AT&T的Fraster是信元網(wǎng)絡(luò)的專家。史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)23國(guó)外千兆位網(wǎng)絡(luò)研究狀況 *德國(guó)的RERKOM

18、研究環(huán)境中鋪設(shè)了大量光纖，購(gòu)置了高速網(wǎng)及高性能工作站。目前主要研究ATM技術(shù)。 *AT&T與加利福尼亞大學(xué)伯克利分校、Illinois大學(xué)和Wisconsin大學(xué)等聯(lián)合啟動(dòng)了實(shí)驗(yàn)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)（XUNET），研究基于信元的廣域網(wǎng)計(jì)劃。1990年XUNET擴(kuò)展為Blanca驗(yàn)證環(huán)境。其研究?jī)?nèi)容十分廣泛，主要有呼叫、多路復(fù)用、擁塞控制、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)界面（如超級(jí)計(jì)算機(jī)的整合、網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)機(jī)制）及Gigabit應(yīng)用等。該工程已產(chǎn)生了不少有趣的結(jié)果，包括對(duì)多媒體協(xié)議的支持、擁塞控制與回避。在XUNET工程中，也有來(lái)自哥倫比亞大學(xué)、賓夕法尼亞大學(xué)的研究人員。NCSA（NationalCenterforS

19、upercomputingApplications）的Catlell是當(dāng)今高速應(yīng)用的專家，AT&T的Fraster是信元網(wǎng)絡(luò)的專家。史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)24國(guó)外千兆位網(wǎng)絡(luò)研究狀況 *Aurora是位于美國(guó)東部的測(cè)試環(huán)境，其中配置了BellcoreSunshineATM交換機(jī)及IBM的PlaNET交換機(jī)。測(cè)試環(huán)境與工作站連接，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、應(yīng)用、分布式系統(tǒng)方法學(xué)、工作站操作系統(tǒng)及性能保證等方面的研究。杰出的工作有ATM糾錯(cuò)、流和擁塞控制、協(xié)議體系結(jié)構(gòu)及ATM協(xié)議接口等。 *美國(guó)的Nettar主要研究Gigabit網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，其研究成員來(lái)自Pittsburgh。他們利用HIPPI開(kāi)關(guān)及AT

20、M/SONET連接HIPPI開(kāi)關(guān)，并將CMU的各種計(jì)算機(jī)與Pittsburgh的巨型計(jì)算機(jī)互連，主要研究異構(gòu)系統(tǒng)分布處理性能中協(xié)議及操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 *美國(guó)的CASA建立于1990年，它是美國(guó)ARPA/NSF的一個(gè)測(cè)試試驗(yàn)基地。主要研究分布式超級(jí)計(jì)算機(jī)，并連接了美國(guó)西部的主要超級(jí)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，如LosAlamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、California技術(shù)學(xué)院（CalTech）、SanDigo超級(jí)計(jì)算機(jī)中心（SDSC）及JetPropulsion實(shí)驗(yàn)室（JPC）等。正在研究的應(yīng)用項(xiàng)目主要包括超級(jí)計(jì)算機(jī)間基于網(wǎng)絡(luò)的通信、采用大量數(shù)據(jù)的化學(xué)反應(yīng)計(jì)算、交互式地理應(yīng)用及氣 象 預(yù) 報(bào) 等 。 該 工 程 主

21、要 利 用 S O N E T O C - 3 長(zhǎng) 途 線 路 連 接 L A N L （LosAlamosNationallabortory）、JPC、CalTech及SDSC等。 史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)25千兆位網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)技術(shù) 千兆位網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與光纖通信技術(shù)緊密相關(guān)，光纖通信技術(shù)是千兆位網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。光纖具備長(zhǎng)距離的每秒傳送若干個(gè)千兆位的能力，同時(shí)，誤碼率非常低，這為千兆位網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。光纖通信中兩個(gè)重要的基礎(chǔ)技術(shù)是SONET與WDN。 SONET是電信標(biāo)準(zhǔn)SDH簇的一個(gè)重要組成部分，它的目的是代替?zhèn)鹘y(tǒng)電纜主干線路的話路信令 與SONET截然不同的另一種技術(shù)是波分多路復(fù)用（WDM）。

22、它利用光纖的特殊性質(zhì)來(lái)建造新型數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。 史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)26千兆位網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)技術(shù) WDM的基本原理是將光纖帶寬分為多個(gè)通道，并將欲通信的主機(jī)調(diào)節(jié)到特殊的通道。這種調(diào)節(jié)可以預(yù)分配，也可以將接收器或發(fā)送器調(diào)節(jié)到指定的通道。WDM的主要優(yōu)勢(shì)在于，它可以克服光電信號(hào)轉(zhuǎn)換目前只能達(dá)到千兆位級(jí)的局限。WDM的目標(biāo)是通過(guò)不同波長(zhǎng)的多種并行光電設(shè)備來(lái)充分發(fā)揮光纖的容量。有人將其稱為Tb/s網(wǎng)絡(luò)。由于數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域的速率一般指單節(jié)點(diǎn)能達(dá)到的速率。因此，WDM網(wǎng)絡(luò)也是千兆位網(wǎng)絡(luò)。WDM的主要的研究課題是： *如何使確認(rèn)通道所需的時(shí)間最少。*如何使用戶數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間最長(zhǎng)。*對(duì)光纖帶寬的有效利用，盡可能壓縮不同

23、頻率通道。*多跳（Multihop）WDM網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)27千兆位級(jí)信元網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 信元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，尤其是它的特殊形式ATM技術(shù)。信元網(wǎng)絡(luò)可以減少目前電信行業(yè)網(wǎng)絡(luò)種類過(guò)多的現(xiàn)狀，易于支持多目廣播，為ISDN提供更高速率的多路復(fù)用機(jī)制。 信元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要分為局域信元網(wǎng)絡(luò)和廣域信元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 廣域信元網(wǎng)絡(luò)由高速信元交換機(jī)互連的高速鏈路組成。數(shù)據(jù)鏈路傳送信元，交換機(jī)的任務(wù)就是路由信元。所以，廣域信元網(wǎng)絡(luò)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)信元交換機(jī)。信元交換機(jī)主要研究體系結(jié)構(gòu)及緩沖策略，以及端口控制器的性能價(jià)格比，這在交換機(jī)的價(jià)格中占相當(dāng)比重。 千兆位局域信元網(wǎng)絡(luò)(LACN)技術(shù)旨在

24、連接園區(qū)或大樓內(nèi)的端系統(tǒng)，如計(jì)算機(jī)磁盤陣列、視頻服務(wù)器等。LACN主要分為共享介質(zhì)和局域信元交換網(wǎng)絡(luò)，前者基于總線或環(huán)，后者與廣域信元網(wǎng)絡(luò)的主要區(qū)別在于它面向較近距離的端系統(tǒng)。 史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)28千兆位級(jí)信元網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 信元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，尤其是它的特殊形式ATM技術(shù)。信元網(wǎng)絡(luò)可以減少目前電信行業(yè)網(wǎng)絡(luò)種類過(guò)多的現(xiàn)狀，易于支持多目廣播，為ISDN提供更高速率的多路復(fù)用機(jī)制。 信元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要分為局域信元網(wǎng)絡(luò)和廣域信元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 廣域信元網(wǎng)絡(luò)由高速信元交換機(jī)互連的高速鏈路組成。數(shù)據(jù)鏈路傳送信元，交換機(jī)的任務(wù)就是路由信元。所以，廣域信元網(wǎng)絡(luò)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)信元交換機(jī)。信元交換機(jī)主要研究體系結(jié)構(gòu)及緩沖策略，以及端口控制器的性能價(jià)格比，這在交換機(jī)的價(jià)格中占相當(dāng)比重。 千兆位局域信元網(wǎng)絡(luò)(LACN)技術(shù)旨在連接園區(qū)或大樓內(nèi)的端系統(tǒng)，如計(jì)算機(jī)磁盤陣列、視頻服務(wù)器等。LACN主要分為共享介質(zhì)和局域信元交換網(wǎng)絡(luò)，前者基于總線或環(huán)，后者與廣域信元網(wǎng)絡(luò)的主要區(qū)別在于它面向較近距離的端系統(tǒng)。 史忠植 高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)29千兆位網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)技術(shù) 要實(shí)現(xiàn)千兆位網(wǎng)絡(luò)，主機(jī)系統(tǒng)也面臨著一系列問(wèn)題，最重