构建网络基础设施的关键技术是(基于网络和信息基础设施实现什么)

网络设计 335
今天给各位分享构建网络基础设施的关键技术是的知识,其中也会对基于网络和信息基础设施实现什么进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!本文目录一览: 1、什么是物联网?它由哪几部分组成

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本文目录一览:

什么是物联网?它由哪几部分组成

1、物联网的定义:

物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体,它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。

2、物联网的组成:

物联网大致可以分为以下四个层面,即:感知层、网络层、平台层以及应用层。具体如下:

(1)、感知识别层。

感知层是物联网整体架构的基础,是物理世界和信息世界融合的重要一环。在感知层,我们可以通过传感器感知物体本身以及周围的信息,让物体也具备了“开口说话,发布信息”的能力,比如声音传感器、压力传感器、光强传感器等。感知层负责为物联网***集和获取信息。

(2)、网络构建层。

网络层在整个物联网架构中起到承上启下的作用,它负责向上层传输感知信息和向下层传输命令。网络层把感知层***集而来的信息传输给物联云平台,也负责把物联云平台下达的指令传输给应用层,具有纽带作用。网络层主要是通过物联网、互联网以及移动通信网络等传输海量信息。

(3)、平台管理层。

平台层是物联网整体架构的核心,它主要解决数据如何存储、如何检索、如何使用以及数据安全与隐私保护等问题。平台管理层负责把感知层收集到的信息通过大数据、云计算等技术进行有效地整合和利用,为人们应用到具体领域提供科学有效的指导。

(4)、综合应用层。

物联网最终是要应用到各个行业中去,物体传输的信息在物联云平台处理后,挖掘出来的有价值的信息会被应用到实际生活和工作中,比如智慧物流、智慧医疗、食品安全、智慧园区等。

扩展资料:

物联网的功能主要有以下几点:

1、获取信息的功能。

信息的感知、识别,信息的感知是指对事物属性状态及其变化方式的知觉和敏感;信息的识别指能把所感受到的事物状态用一定方式表示出来。

2、传送信息的功能。

传送信息指的是信息发送、传输、接收等环节,最后把获取的事物状态信息及其变化的方式从时间(或空间)上的一点传送到另一点的任务,这就是常说的通信过程。

3、处理信息的功能。

处理信息指的是信息的加工过程,利用已有的信息或感知的信息产生新的信息,实际是制定决策的过程。

4、施效信息的功能。

施效信息指的是信息最终发挥效用的过程,有很多的表现形式,比较重要的是通过调节对象事物的状态及其变换方式,始终使对象处于预先设计的状态。

参考资料来源:百度百科-物联网

网络化制造的关键技术

网络化制造的关键技术

1.制造系统的敏捷基础设施网络

2.CAM网络(CAMNet)

3.网络化制造模式下的CAPP技术

4.企业集成网络

5G技术(三)——核心网

姓名:安鑫 学号:17050110007 学院:物理与光电工程学院

引自:

【嵌牛导读】核心***键技术主要包括:网络功能虚拟化(NFV)、软件定义网络(SDN)、网络切片和多接入边缘计算(MEC)。

【嵌牛提问】核心网的关键技术具体是什么?

【嵌牛鼻子】核心***键技术

【嵌牛正文】

5G网络技术主要分为三类:核心网、回传和前传网络、无线接入网。本文介绍核心网技术。

1 网络功能虚拟化(NFV)

NFV,就是通过IT虚拟化技术将网络功能软件化,并运行于通用硬件设备之上,以替代传统专用网络硬件设备。NFV将网络功能以虚拟机的形式运行于通用硬件设备或白盒之上,以实现配置灵活性、可扩展性和移动性,并以此希望降低网络CAPEX和OPEX。NFV要虚拟化的网络设备主要包括:交换机(比如Open vSwitch)、路由器、HLR(归属位置寄存器)、SGSN、GGSN、CGSN、RNC(无线网络控制器)、SGW(服务***)、PGW(分组数据网络***)、RGW(接入***)、BRAS(宽带远程接入服务器)、CGNAT(运营商级网络地址转换器)、DPI(深度包检测)、PE路由器、MME(移动管理实体)等。 NFV独立于SDN,可单独使用或与SDN结合使用。

2 软件定义网络(SDN)

软件定义网络(SDN),是一种将网络基础设施层(也成为数据面)与控制层(也称为控制面)分离的网络设计方案。网络基础设施层与控制层通过标准接口连接,比如OpenFLow(首个用于互连数据和控制面的开放协议)。 SDN将网络控制面解耦至通用硬件设备上,并通过软件化集中控制网络***。控制层通常由SDN控制器实现,基础设施层通常被认为是交换机,SDN通过南向API(比如OpenFLow)连接SDN控制器和交换机,通过北向API连接SDN控制器和应用程序。SDN可实现集中管理,提升了设计灵活性,还可引入开源工具,具备降低CAPEX和OPEX以及激发创新的优势。

3 网络切片(Network Slicing)

5G网络将面向不同的应用场景,比如,超******、VR、大规模物联网、车联网等,不同的场景对网络的移动性、安全性、时延、可靠性,甚至是计费方式的要求是不一样的,因此,需要将一张物理网络分成多个虚拟网络,每个虚拟网络面向不同的应用场景需求。虚拟网络间是逻辑独立的,互不影响。只有实现NFV/SDN之后,才能实现网络切片,不同的切片依靠NFV和SDN通过共享的物理/虚拟***池来创建。网络切片还包含MEC***和功能。

4 多接入边缘计算(MEC)

多接入边缘计算(MEC),就是位于网络边缘的、基于云的IT计算和存储环境。它使数据存储和计算能力部署于更靠近用户的边缘,从而降低了网络时延,可更好的提供低时延、高宽带应用。MEC可通过开放生态系统引入新应用,从而帮助运营商提供更丰富的增值服务,比如数据分析、定位服务、AR和数据缓存等

计算机网络发展史及关键技术

网络技术是从1990年代中期发展起来的新技术,它把互联网上分散的***融为有机整体,实现***的全面共享和有机协作,使人们能够透明地使用***的整体能力并按需获取信息。***包括高性能计算机、存储***、数据***、信息***、知识***、专家***、大型数据库、网络、传感器等。

当前的互联网只限于信息共享,网络则被认为是互联网发展的第三阶段。网络可以构造地区性的网络、企事业内部网络、局域网网络,甚至家庭网络和个人网络。网络的根本特征并不一定是它的规模,而是***共享,消除***孤岛。

网络技术具有很大的应用潜力,能同时调动数百万台计算机完成某一个计算任务,能汇集数千科学家之力共同完成同一项科学试验,还可以让分布在各地的人们在虚拟环境中实现面对面交流。

网络技术的发展历程

网络研究起源于过去十年美国***资助的高性能计算科研项目。这项研究的目标是将跨地域的多台高性能计算机、大型数据库、大型的科研设备、通信设备、可视化设备和各种传感器等整合成一个巨大的超级计算机系统,以支持科学计算和科学研究。

微软公司把开发力量集中在数据网络上,关注使用网络共享信息,而不是网络的计算能力,这反映了学术和研究领域内的分歧。事实上,很多用于学术领域的网络技术都能够成为商业应用。

Globus是美国阿贡(Argonne)国家实验室的网络技术研发项目,全美12所大学和研究机构参与了该项目。Globus对***管理、安全、信息服务及数据管理等网络计算的关键理论进行研究,开发能在各种平台上运行的网络计算工具软件,帮助规划和组建大型的网络试验平台,开发适合大型网络系统运行的大型应用程序。目前,Globus技术已在美国航天局网络、欧洲数据网络、美国国家技术网络等8个项目中得到应用。2005年8月,美国国际商用机器公司(IBM)宣布投入数十亿美元研发网络计算,与Globus合作开发开放的网络计算标准,并宣称网络的价值不仅仅限于科学计算,商业应用也有很好的前景。网络计算和Globus从开始幕后走到前台,受到前所未有的关注。

中国非常重视发展网络技术,由863***“高性能计算机及其核心软件”重大专项支持建设的中国国家网络项目在高性能计算机、网络软件、网络环境和应用等方面取得了创新性成果。具有18万亿次聚合计算能力、支持网络研究和网络应用的网络试验床——中国国家网络,已于2005年12月21日正式开通运行。这意味着通过网络技术,中国已能有效整合全国范围内大型计算机的计算***,形成一个强大的计算平台,帮助科研单位和科技工作者等实现计算***共享、数据共享和协同合作。

网络的关键技术

网络的关键技术有网络结点、宽带网络系统、***管理和任务调度工具、应用层的可视化工具。网络结点是网络计算***的提供者,包括高端服务器、集群系统、MPP系统大型存储设备、数据库等。宽带网络系统是在网络计算环境中,提供高性能通信的必要手段。***管理和任务调度工具用来解决***的描述、组织和管理等关键问题。任务调度工具根据当前系统的负载情况,对系统内的任务进行动态调度,提高系统的运行效率。网络计算主要是科学计算,它往往伴随着海量数据。如果把计算结果转换成直观的图形信息,就能帮助研究人员摆脱理解数据的困难。这需要开发能在网络计算中传输和读取,并提供友好用户界面的可视化工具。

网络技术的研究现状

网络计算通常着眼于大型应用项目,按照Globus技术,大型应用项目应由许多组织协同完成,它们形成一个“虚拟组织”,各组织拥有的计算***在虚拟组织里共享,协同完成项目。对于共享而言,有价值的不是设备本身而是实体的接口或界面。

从技术角度看,共享是***或实体间的互操作。Globus技术设定,网络环境下的互操作意味着需要开发一套通用协议,用于描述消息的格式和消息交换的规则。在协议之上则需要开发一系列服务,这与建立在TCP/IP(传输控制协议/网际协议)上的万维网服务原理相同。在服务中先定义应用编程接口,基于这些接口再构建软件开发工具。

Globus网络计算协议建立在网际协议之上,以网际协议中的通信、路由、名字解析等功能为基础。Globus协议分为构造层、连接层、***层、汇集层和应用层五层。每层都有各自的服务、应用编程接口和软件开发工具、上层协议调用下层协议的服务。网络内的全局应用都需通过协议提供的服务调用操作系统。

构造层功能是向上提供网络中可供共享的***,是物理或逻辑实体。常用的共享***包括处理能力、存储系统、目录、网络***、分布式文件系统、分布式计算机池、计算机集群等。连接层是网络中网络事务处理通信与授权控制的核心协议。构造层提交的各***间的数据交换都在这一层控制下实现的。各***间的授权验证、安全控制也在此实现。***层的作用是对单个***实施控制,与可用***进行安全握手、对***做初始化、监测***运行状况、统计与付费有关的***使用数据。汇集层的作用是将***层提交的受控***汇集在一起,供虚拟组织的应用程序共享、调用。为了对来自应用的共享进行管理和控制,汇集层提供目录服务、***分配、日程安排、***代理、***监测诊断、网络启动、负荷控制、账户管理等多种功能。应用层是网络上用户的应用程序,它先通过各层的应用编程接口调用相应的服务,再通过服务调用网络上的***来完成任务。应用程序的开发涉及大量库函数。为便于网络应用程序的开发,需要构建支持网络计算的库函数。

目前,Globus体系结构已为一些大型网络所***用。研究人员已经在天气预报、高能物理实验、航空器研究等领域开发了一些基于Globus网络计算的应用程序。虽然这些应用仍属试验性质,但它证明了网络计算可以完成不少超级计算机难以胜任的大型应用任务。可以预见,网络技术将很快掀起下一波互联网浪潮。面对即将到来的第三代互联网应用,很多发达国家都投入了大量研究资金,希望能抓住机遇,掌握未来的命运。

中国也加强了网络方面的投入。中科院计算所为自己的网络起名为“织女星网络”(Vega Grid),目标是具有大规模数据处理、高性能计算、***共享和提高***利用率的能力。与国内外其他网络研究项目相比,织女星网络的最大特点是“服务网络”。中国许多行业,如能源、交通、气象、水利、农林、教育、环保等对高性能计算网络即信息网络的需求非常巨大。预计在最近两三年内,就能看到更多的网络技术应用实例。

网络技术的应用领域

网络技术的应用领域很广,主要有以下几方面。

分布式超级计算 分布式超级计算将分布在不同地点的超级计算机用高速网络连接起来,并用网络中间件软件“粘合”起来,形成比单台超级计算机强大得多的计算平台。

分布式仪器系统 分布式仪器系统使用网络管理分布在各地的贵重仪器系统,提供远程访问仪器设备的手段,提高仪器的利用率,方便用户的使用。

数据密集型计算 并行计算技术往往是由一些计算密集型应用推动的,特别是一些带有巨大挑战性质的应用,大大促进了对高性能并行体系结构、编程环境、大规模可视化等领域的研究。数据密集型计算的应用比计算密集型的应用多得多,它对应的数据网络更侧重于数据的存储、传输和处理,计算网络则更侧重于计算能力的提高。在这个领域独占鳌头的项目是欧洲核子中心开展的数据网络(DataGrid)项目,其目标是处理2005年建成的大型强子对撞机源源不断产生的PB/s量级实验数据。

远程沉浸 这是一种特殊的网络化虚拟现实环境。它是对现实或历史的逼真反映,对高性能计算结果或数据库可视化。“沉浸”是指人可以完全融入其中:各地的参与者通过网络聚集在同一个虚拟空间里,既可以随意漫游,又可以相互沟通,还可以与虚拟环境交互,使之发生改变。目前,已经开发出几十个远程沉浸应用,包括虚拟历史博物馆、协同学习环境等。远程沉浸可以广泛应用于交互式科学可视化、教育、训练、艺术、*** 、工业设计、信息可视化等许多领域。

信息集成 网络最初是以集成异构计算平台的身份出现,接着进入分布式海量数据处理领域。信息网络通过统一的信息交换架构和大量的中间件,向用户提供“信息随手可得”式的服务。网络信息集成将更多应用在商业上,分布在世界各地的应用程序和各种信息通过网络能进行无缝融合和沟通,从而形成崭新的商业机会。

信息集成如信息网络、服务网络、知识网络等,是近几年网络流行起来的应用方向。2002年,Globus联盟和IBM在全球网络论坛上发布了开放性网络服务架构及其详细规范,把Globus标准与支持商用的万维网服务标准结合起来。2004年,Globus联盟、IBM和惠普(HP)等又联合发布了新的网络标准草案,把开放性网络服务架构详细规范I转换成6个用于扩展万维网服务的规范,网络服务已与万维网服务彻底融为一体,标志着网络商用化时代的来临。

网络技术的发展,标准是关键。就像TCP/IP协议是因特网的核心一样,构建网络计算也需要对核心——标准协议和服务进行定义。目前,一些标准化团体正在积极行动。迄今为止,网络计算虽还没有正式的标准,但在核心技术上,相关机构与企业已达成一致,由美国阿贡国家实验室与南加州大学信息科学学院合作开发的Globus 计算工具软件已成为网络计算实际的标准,已有12家著名计算机和软件厂商宣布将***用Globus 计算工具软件。作为一种开放架构和开放标准基础设施,Globus 计算工具软件提供了构建网络应用所需的很多基本服务,如安全、***发现、***管理、数据访问等。目前所有重大的网络项目都是基于Globus 计算工具软件提供的协议与服务的。

除了标准以外,安全和可管理性、人才的缺乏也是网络计算亟待解决的一个问题,否则它将无法成为企业的商业架构。在真正实现商业应用之前,还需要解决许多问题。即便如此,构建全球网络的前景仍是无法抗拒的。

如何建设宽带网络基础设施

(一)宽带接入能力持续提升

光纤覆盖范围不断扩大,本地网光缆线路长度增长170%,达到914万公里。互联网宽带接入端口增长290%,达到1.88亿个,光纤到楼和光纤入户的宽带端口总数超过6300万,WLAN公共运营热点达到30万个。乡镇通宽带比例达到99%,行政村通宽带比例达到80%。3G网络覆盖全部地市、县城以及部分重点乡镇。3G基站达到62万个。

(二)骨干网络综合承载能力进一步增强

长途光缆线路长度新增10万公里,达到82万公里。城域网广泛应用大容量DWDM系统,长途网引入单波长40Gbps的DWDM系统。互联网骨干网带宽超过30Tbps,国际出口带宽超过1Tbps,国内网间互联带宽超过450Gbps。互联网骨干网扁平化改造部分完成,IP专用承载网由骨干网延伸至城域网,建成全球最大IPv6示范网络。国际海陆缆系统可用容量达到6.8Tbps,海外POP点超过40个。

 (三)应用基础设施支撑能力不断提高

为适应互联网业务的快速发展,基础电信企业和互联网企业积极布局互联网数据中心,并加快部署内容分发网络,实现由骨干网向城域网延伸。支撑各类信息化应用的业务平台不断完善,在“数字城市”、“无线城市”的建设中发挥了重要作用。

(四)配套设施共建共享有序推进

通信局房、管道、基站铁塔等配套设施建设力度不断加大,有效保障宽带网络快速发展。同时,配套设施共建共享工作有序推进,自2008年以来,共减少新建基站站址及配套(铁塔、机房等)超过9.9万个、传输线路(管道、杆路等)超过18.3万公里,累计节约投资超过200亿元。

宽带网络基础设施发展取得积极进展的同时,还存在以下矛盾和问题:一是我国在接入带宽、宽带普及率等方面与发达国家还有较大差距。二是高带宽业务应用的普及程度不高,种类不够丰富,宽带发展的业务驱动力不足。三是城乡和区域发展不平衡,特别是中西部农村地区网络建设成本高,回收周期长,仅靠市场机制难以推动宽带网络发展。四是行业间统筹发展机制不完善,宽带网络基础设施尚未纳入城乡规划。五是缺乏国家战略层面对宽带网络发展的指导,相关配套政策有待完善。

二、“十二五”面临形势

(一)宽带网络基础设施成为提升国家竞争力的关键要素

世界发展格局正面临深刻变革,为抢占新一轮国际竞争的战略制高点,各国以构建下一代信息基础设施为契机,纷纷出台宽带发展战略或***,通过***战略指引、政策激励甚至直接资金投入等举措,加快宽带网络覆盖和提速,带动新的科技和产业革命,抢占新时期经济、科技制高点。“十二五”时期,我国仍处于重要战略机遇期,亟需国家战略重点支持,加快构建宽带网络基础设施,为经济和社会创新发展提供崭新平台,推动人民生活质量提高和经济发展方式变革,提升国家长期综合竞争力。

(二)我国加快转变经济发展方式带来宽带网络发展新机遇

“十二五”是我国全面建设小康社会的关键时期,是深化改革开放、加快转变经济发展方式的攻坚时期。工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化深入发展,要求发挥信息技术的引领支撑作用,不断提升社会信息化水平,这为宽带网络的发展提供了新的机遇,也提出了更高要求。宽带网络基础设施必须适度超前布局,进一步加快发展光纤宽带网络、无线移动宽带网络和下一代互联网等设施。

(三)互联网应用的不断创新带动高带宽需求的快速增长

互联网应用的创新已经成为推动宽带网络发展的主要动力。计算机、通信设备、消费电子等产业的边界日渐模糊,融合性终端不断推出,商业模式不断创新,跨界竞争带动互联网应用向更深交融、更广交互、更高智能的方向发展,***了网络带宽的增长。特别是与生产生活紧密结合的信息获取、商务交易、信息交流及文化*** 等互联网应用对接入带宽需求大幅提升。

(四)下一代网络的加速演进推动宽带网络发展

国际上的下一代互联网试验和部署速度正在加快,许多国家制定了IPv6发展战略和行动***,提出了明确的实施路线图和时间表。3G网络建设力度持续加大,3G增强型技术和LTE技术等在多个国家实现商用部署。无线局域网发展势头迅猛,热点覆盖水平不断提高,更高速率技术逐步引入。具有多媒体功能的新一代宽带卫星通信系统成为卫星通信的发展重点。下一代光传输网发展迅速,40Gbps DWDM逐步成为主流传输技术,100Gbps DWDM系统和10Gbps PON系统将逐步成熟和商用。下一代网络技术的加速演进为宽带网络的快速发展提供了技术保证。

(五)宽带应用的普及推广对网络安全提出更高要求

全球信息化持续发展,宽带应用的种类日渐丰富,应用范围日益扩大,国民经济和社会发展对信息基础设施的依赖性日益增强。与此同时,网络、系统、终端的安全***不断出现,网络病毒、网络攻击、黑客入侵等安全问题将更加复杂和突出。网络安全成为关系国家政治、经济、文化、军事安全的重要因素,是国家安全的重要组成部分。“十二五”期间,面对诸多风险挑战,要求加强网络安全保障和防护手段建设,提升国家应急通信和网络安全保障能力。

 三、指导思想、基本原则和发展目标

(一)指导思想

以***理论和“三个代表”重要思想为指导,深入贯彻落实科学发展观,紧紧围绕全面建设小康社会、转变经济发展方式的要求,以网络能力全面提升为主线,以加快建设光纤宽带网络、无线移动宽带网络和下一代互联网为着力点,强化网络安全保障,构建宽带、融合、泛在、安全、绿色的下一代国家信息基础设施,推动新一代信息技术产业各领域协调发展,推进信息化与工业化深度融合,打造支撑国民经济和社会发展需要的关键基础设施。

(二)基本原则

统筹部署、协调发展。综合考虑区域、城乡通信基础条件和需求,推动区域、城乡宽带网络基础设施协调发展。统筹考虑有线宽带、无线移动宽带的***状况和发展需求,推动有线宽带、无线移动宽带网络基础设施协调发展。统筹考虑骨干网、城域网和接入网的建设,促进宽带网络基础设施各个层面协调发展。

应用驱动、重点推进。创新业务发展模式,扩展业务形态,丰富互联网内容,延伸应用的广度和深度,通过高带宽业务的普及应用,驱动宽带网络建设。加快宽带网络光纤化进程,统筹无线移动宽带网络发展,推动向基于IPv6的下一代互联网演进,加强宽带卫星通信技术应用和网络部署。

政企合力、加强协作。充分发挥电信企业主体作用,加强***支持和引导,结合各地宽带网络基础设施状况和实际需求,综合利用各类配套支持政策,共同推进适应各地经济社会发展需要的宽带网络基础设施建设。

强化管理、安全可靠。加强宽带网络安全保障体系建设。优化网络布局,提升关键网络节点、物理路由的安全性。强化网络安全管理,健全安全防护体系,同步完善安全保障手段。

(三)发展目标

到“十二五”期末,初步建成宽带、融合、泛在、安全、绿色的宽带网络基础设施。基本实现“城市光纤到楼入户,农村宽带进乡入村”,宽带新技术广泛应用,承载能力大幅提升,应用基础设施协调发展。宽带网络基础设施在支撑国家信息化水平全面提升和经济社会发展中的关键作用更加突出。宽带发展水平与发达国家差距明显缩小,东部发达城市达到发达国家平均水平。

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