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。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。第二代光 纤使用1.3µm波长的激光器和单模光纤，传 输速率可达560Mbps。
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的 PC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位的网络带宽需 求。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2007年1月29日：英特尔公布采用突破性的 晶体管材料即高-k栅介质和金属栅极。英特 尔将采用这些材料在公司下一代处理器— —英特尔®酷睿™2双核、英特尔® 酷睿™2四核处理器以及英特尔®至强 ®系列多核处理器的数以亿计的45纳米 晶体管或微小开关中用来构建绝缘“墙” 和开关“门”，研发代码Penryn。采用了 这些先进的晶体管，已经生产出了英特尔 45纳米微处理器。
（1）软交换技术 ） 从广义上讲，软交换是指一种体系结 构。利用该体系结构建立下一代网络框架， 主要包含软交换设备、信令网关、媒体网 关、应用服务器、综合接入设备等等。从 狭义上讲，软交换是指软交换设备，其定 位是在控制层。它的核心思想是硬件软件 化，通过软件的方式来实现原来交换机的 控制、接续和业务处理等功能。各实体之 间通过标准的协议进行连接和通信，以便 于在下一代网络中更快地实现有关协议及 更方便地提供服务。
人们常用C&C（computer and communication） 来描述计算机网络，但从系统观点看，这还很不够， 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 机网络的发展趋向。
EPON是把全部数据都装在以太网帧内传送的网 络。EPON的基本作法是在G.983的基础上，设法保 留物理层PON（Passive Optical Network），而用 以太网代替ATM（Asynchronous Transfer Mode） 作为数据链路层，构成一个可以提供更大带宽，更 低成本和更多更好业务能力的结合体。现今95％的 局域网都是以太网，故将以太网技术用于对IP数据 最佳的接入网是非常合乎逻辑的。由EPON支持的 光纤到户，现正在异军突起，它能支持千兆比特的 数据并且不久的将来成本会降到与数字用户线路 （DSL，Digital Subscriber Line）和光纤同轴电缆 混合网（HFC，Hybrid Fiber Cable）相同的水平。
（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 活的光网络结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，Optical Add/Drop Multiplexer）和 OADM Optical Multiplexer 光交叉连接（OXC，Optical Cross Connect OXC Optical Connect） 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， Automatic Switched Optical Network），使静态的光联网走向动态的光联 网。
软交换网络示意图
软交换技术作为业务／控制与传送／接 入分离思想的体现，是下一代网络体系架 构中的关键技术之一，通过使用软交换技 术，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。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。
2、计算机网络的支撑技术与关键技术 、
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 光电子技术进行简要介绍。
Internet各个组成部分的参与者之间的 利益可能是相互冲突的，参与者相互竞争 以实现自己特定的利益，称这种过程为 “扭斗(tussle)”。因此在下一代Internet体 系结构的设计中，容纳(如果可能并利 用)“扭斗”对于Internet体系结构的演进是 至关重要的。
种种迹象表明,现阶段以互联网为代表 的计算机网络在表现出从未有过的兴盛和 繁荣的同时,其相应体系结构也表现出从未 有过的脆弱和不足。正确认识当前计算机 网络的现状,深刻洞悉计算机网络发展的趋 势,全方位重新审视计算机网络体系结构的 , 涵义,对于研究和建立满足下一代网络发展 需求的新一代网络体系结构,具有重要的参 考价值和指导意义。
第三代光纤使用单频1.5µm波长的激 光器和单模光纤。目前使用的第四代光纤 采用光放大器，数据传输率可达10G～ 20Gbps。随着光发大器的引入，它给光纤 传输带来了突破性的进展。
而波分复用(WDM)技术对于传输容量的提高有极 大影响，如一个40Gbps的系统能在同一光纤中传 送16种波长的信号，每一波长速率为2.5Gbps。 因为允许所有波长同时放大，所以光放大器能提 供很大的容量。在单芯光纤上传输100Gbps含40 种波长的商用系统已在2000年实现，可同时传送 100万个话音信号和1500个电视频道。目前，实 验室商用的WDM系统可以承载超过160个波长， 其中每个波长的传输速率为OC192（10Gbps）， 总的传输速率达到1.6Tbit/s。
美国信息技术峰会（IDF）于2009年9月23日在美国举行， 英特尔公司总裁欧德宁在峰会上展示了世界上第一款基于 22纳米制造工艺可工作芯片的硅晶圆。据介绍，22纳米的 工艺将出现在未来英特尔的处理器中。近年来，CPU的制 程工艺一直在降低，目前最先进的已投入生产的是32纳米 的微处理器，低数值能使CPU降低能耗。 虽然有不少企业开始说摩尔定律已失效，但欧德宁在会上 还是表示“英特尔遵循摩尔定律，正在推动产业的发展。” 他还透露，目前最新的32纳米技术的CPU已经成功整合了 图形功能，并计划在第四季技术投产销售。 欧德宁展示的22纳米晶圆由多个芯片构成，每个芯片都包 含364兆位的SRAM存储器，在指甲盖大的面积上集成了 29亿个晶体管。
计算机网络应用现状 及发展趋势
主讲:刘胜全 主讲 刘胜全 教授
目录
1、前言 、 2、计算机网络的支撑技术与关键技术 、 3、当前计算机网络所面临的主要问题 、 4、近年来计算机网络演进与发展的主要趋势 、 5、计算机网络研究热点 、
1、前言 、
计算机网络在短短几十年之间经历了一 个从无到有、从简单到复杂的飞速发展过 程,特别是作为计算机网络典型代表的互联 网,已经呈现出一种遍布全球的、开放集成 的、可承载多种网络应用的异构网络互联 格局,并且对于世界各国的政治、经济、科 技和文化等诸方面都产生了巨大的影响。
（4）宽带接入技术 ） 计算机网络必须要有宽带接入技术的支持， 各种宽带服务与应用才有可能开展。因为只有接入 网的带宽瓶颈问题被解决，核心网和城域网的容量 潜力才能真正发挥。尽管当前宽带接入技术有很多 种，但只要是不和光纤或光结合的技术，就很难在 下一代网络中应用。目前光纤到户（FTTH，Fiber To The Home）的成本已下降至每户100～200美 元，即将为多数用户接受。这里涉及两个新技术， 一个是基于以太网的无源光网络（EPON， Ethernet Passive Optical Network）的光纤到户技 术，一个是自由空间光系统（FSO，Free Space Optical）。
（2）IPv6技术 ） 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，这些局限性妨碍网络的发展，使许多服务 与应用难以开展。因此，在IPv6的设计过程中除了 要根本解决地址短缺问题外，还要考虑在IPv4中解 决不好的许多问题，例如提高网络吞吐量，改善服 务质量，提高安全性，支持即插即用和移动性，更 好地实现多播功能等。IPv6将使网络上升到一个新 台阶，并将在发展过程中不断地完善。
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支撑技术 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。其发展速度可用摩尔 定理来预测，即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。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1000MIPS（Million Instructions Per Second），预测在2011年可达 100000MIPS。
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TCP/IP的体系结构
主机A 4 3 2 1 应用层 运输层 网际层 网络 接口层 网络 1 网际层 网络 接口层 网络 2 路由器 主机B 应用层 运输层 网际层 网络 接口层