科技文献检索论文

摘 要  伴随着计算机的普及与发展，网络技术也得到了空前的发展，网络给人类的工作学习和生活娱乐带来了极大的便利。互联网的发展主要经历了初期、Web1.0时代、web2.0时代以及新兴的web3.0时代四个阶段。其中，网络技术完成了从建立、发展到先对成熟的转变。当今社会已处于一个飞速发展的信息时代，各种新的网络技术也日新月异，在各行各业中得到了广泛应用。本文介绍了网络技术的发展历程，对现有的网络技术进行了相应的介绍，然后从新一代因特网、移动IP技术、物联网等三个方面探讨了下一代现代网络的新技术，以及对下一代网络技术作出相关介绍。

关键词  网络技术  IP   通信

引言  人们的互动交流方式、范围和互动程度往往受到工具、通信手段等因素的影响或制约。如今我们的生活方式，特别是人与人之间的互动交流，正因为网络的影响而悄然改变。通过网络，人与人之间的互动交流突破了时空的，具备了全球性、普及性和无限性的特征。其中，网络技术的发展起到了决定行的推动作用。从早期的Email、BBS、Web即时通信到现在的博客、以及正在兴起的个人门户等诸多互动交流方式都与网络技术的发展密不可分。可以说，网络技术的发展大大推动了互动交流的进一步拓展，而互动交流的发展有对网络新技术提出了更高的要求。

网络早期发展技术

早期的计算机通讯

     在PC计算机的出现之前，计算机的体系架构是：一台具有计算能力的计算机挂接多台终端设备。终端设备没有数据处理能力，只提供键盘和显示器，用于将程序和数据输入给计算机和从主机获得计算结果。计算机主机分时、轮流地为各个终端执行计算任务。

1.分组交换网络

     分组交换的概念是将整块的待发数据划分为一个个更小的数据段，在每个数据段前面装上报头，构成一个个的数据分组。每日Packet的报头中存放有目标计算机的地址决定数据向哪个方向转发。在这样概念下由传输线路。交换设备和通讯计算机建立起来的网络被称为分组交换网络。

     分组交换网络的概念是计算机通讯脱离电话通讯线路交换模式的里程碑。美国的分组交换网络ARPANET与1969年12月投入正式的运行，被公认是最早的分组交换网。法国的分组交换网CYCLADES开通与1973年，同年，英国的NPL也开通了英国第一个分组交换网。到今天，现代计算机网络:以太网、帧中继、Tnternet都是分组交换网。

2.TCP/IP协议

   1978年，就职于BBN公司的鲍勃·卡恩和任职ARPA的文特·塞佛提出了TCP/IP协议，它可以实现将不同类型的网络通过网关互联在一起。1985年，美国国家科学基金会NSF开始资助国际连接的研究，并建立了民用计算机互联网NSFNET。NSFNET采用了TCP/IP协议，将不同类型的网络经行互联。TCP/IP是两种协议标准，分别是传输控制协议TCP和互联网协议IP。TCP协议负责控制数据在网络中得传输，而IP协议负责寻找和路由。采用该协议的互联网是一个开放的、无中心的和用户驱动的“网际网络”。所谓开放，是指互联网允许任何局域网或计算机的加入，完全不受地域、身份等因素的制约。所谓无中心，是指互联网采用网络整体传播方式而非中心辐射式线路传播。所谓用户驱动，是指互联网的关键在于用户的共同构建，互联网的价值来自用户的规模。

4.以太网

     以太网目前在全球的局域网技术中占有支配地位网的研究开始与1970年早期的夏威夷大学，目的是要解决多台计算机同时使用同一传输介质二相互之间不产生干扰的问题。夏威夷大学的研究成果奠定了以太网共享传输介质的技术基础，形成了享有盛名的CSMA/CD方法。

     以太网的CSMA/CD方法是在一台计算机需要使用共享传输介质通讯时，先监听该共享传输介质是否已经被占用。当共享传输介质空闲的时候，计算机就可以抢用该通讯介质进行通讯。所以又称为CSMA/CD方法为总线争用方法。

5.INTERNET

     Internet是全球规模最大、应用最广的计算机网络。它是由院校、企业、的局域网自发地加入而发展壮大起来的超级网络、连接有数千的计算机、服务器。通过在Interne上发布商业、学术、、企业的信息、以及新闻和娱乐的内容和节目、极大地改变了人们的工作和生活方式。

 Interne目前已经成为世界上规模最大和增长速度最快的计算机网络，没有人能够准确说出Interne具体有多大。到现在，我们的Interne的概念，已经不仅仅指所提供的计算机通讯链路，而且还指参数与其中的服务器所提供的信息和符号资源。计算机通讯链路、信息和服务资源整体，这些概念一起组成了现代Interne的体系结构。

6.Web技术

   20世纪90年代，互联网得到了空前的发展，任何用户都可以通话互联网服务提供商所提供的拨号上网服务来访问互联网、检索信息以及相互交流。19年3月，蒂姆·博纳斯-李提出了万维网的最初方案，并将其精辟地描述为“一种分布式、异构性、合作式多媒体信息系统”。WWW采用客户机/服务器结构（C/S），综合了各种传统的网络协议和服务，是一个开放的、允许信息相互交流的系统。1992年，马克·安德里森和埃里克·比纳在美国国家超级计算应用中心NCSA开发第一个考验通过超文本格式显示文本、图形和图像的图形界面浏览器NCSA Mosaic。1995年，微软公司购买了Spy-glass公司开发的Mosaic浏览器并重新编写了微软的Intermet Explorer。浏览器的发明推动了网络的普及及与发展，使得互联网真正走入平民化时代。因此这个阶段被人们看作Web技术的产生阶段，它的主要标志位图形浏览器的出现。

现代网络新技术

1.新一代因特网（IP over WDM）

1.1  IP over WDM概述

     自19世纪，90年代以来，人类进入了一个前所未有的信息爆炸时代，以IP为主的数据业务是当今世界信息发展的主要推动力，据有关专家预测，没6—8个月，主要ISP的因特网骨干链路的带宽需求就增长一倍，2005年以后，纯语音和数据流之比1：99.因而在未来传输平台趋于WDM化的过程中，IP over WDM必将成为新一代因特网的支柱。

1.2  IP over WDM工作原理

     IP over WDM也成为光因特网。基本原理和工作方式是：在发送端，将不同波长的光信号组合送入一根光纤中传输，在接收端将组合光信号分开并送入不同的终端构成光因特网。

1.3  IP over WDM的组成

    光因特网的网元包括光纤、激光器、掺饵光纤放大器、光耦合器、点再生中继器、转发器、光分差复用器、交叉连接器与交换机。非零色散偏移光纤因其色度色散的非线性效应小儿最合适波分复用系统。掺饵光纤放大器大都是宽带，能同时放大波分复用的多有波长：因系统对平坦增益的要求很高，唉经过6个左右放大器之后就需要进行一次电放大。光耦合器用来把光信号各个波长组合在一起和分解开来，起到复用和去

复用的作用。

2.移动IP技术

2.1 移动IP技术

   所谓移动IP技术，就是移动用户在跨网络随意移动和漫游中使用基于TCP/IP协议的网络时，不用修改计算机原来的IP地址，同时继续享有原网络中一起权限。移动IP技术是移动互联时代最基础、最关键的技术之一，也是实现任何时间、任何地方、与任何人通过任何方式进行任何业务通信的全球个人通信的关键技术之一。未来的移动网络将实现全包交换：包括语音和数据都由IP包来承载，语音和数据的隔阂将消失，移动IP技术是实现全球个人通信的关键技术和移动互联网的基石。

由于移动IP技术的应用有着广阔的前景，它的开发已经成为业界研究的热点，此前，一些相关规定也相距出台，许多商家已经出台了应用技术方案和设备，移动IP的应用已经悄然开始。

2.2  移动IP的基本原理

     使用传统IP技术的主机使用固定的IP地址和TCP端口号进行相互通信，在通信期间它们的IP地址和TCP端口号必须保持不变，否则IP主机之间的通信将无法继续。而移动IP的基本问题是IP主机在通信期间可能需要在网络上移动它的IP地址也许经常会发生变化，而IP地址的变化最终会导致通信的中断。

     如何解决因节点移动而导致通信中断的问题？蜂窝移动电话提供了一个非常好的解决问题的先例。因此，解决移动IP问题的基本思路与处理蜂窝移动电话呼叫相似，它将使用漫游、位置登记。隧道技术、鉴权等技术。从而使移动节点使用固定不变的IP地址，一次登录既可实现在任意位置网漫游到另一个IP上保存于IP主机的单一链路层连接，使通信持续进行。

2.3 移动IP技术发展三部曲

第一步：IP业务与移动通信结，在电路交换的移动通信网络中引入IP电话业务。IP电话是一种新的电话业务，是在IP网络承载话音技术创新的产物。它把话音进行压缩编码，打包分钟，路由分配，存储交换，解包解压缩等变换处理，在IP网络上实现话音通信。第二步：在GSM网络中引入IP分组数据业务。GPRS是一个从空中接口道地面接入网络在到核心网络部分都分组化的数据通信网络。第三步：三代移动通信网络的发展方向将使一个IP的分组网络。

3.物联网

3.1  物联网的概述

   物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心

和基础仍然是互联网，是在互联网的基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通讯。因此，物联网的定义是：通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连，进行信息交换和通信，一实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一直网络

3.2  物联网的关键技术

     物联网的关键技术有短距离无线通讯（zigbee、wifi、蓝牙等）、低功耗无线网络技术、无线传感器网络、无线定位。射频识别、远程网络、多网络融合等。物联网关键领域有：RFID、M2M、传感网、两化融合。

     物联网的发展，也是移动技术为代表的普适计算和泛在网络发展的结果，带动的不仅仅是技术的进本。而是通过应用创新进一步带动经济社会形态、创新形态的变革，塑造了知识社会的流体特性，推动面向知识社会的下一代创新形态的形成。移动及无线技术、物联网的发展，使得创新更加关注用户体验，用户体验成为下一代创新的核心。技术更加全面，体验更加丰富成为新一代物联网的发展目标。

下一代网络技术

      下一代网络（Next Generation Network，简称NGN）的标志化在研究中取得了巨大的进步，于2006年7月推出了NGN Releasel，并相继制定了一系列的相关标志。在标准化工作的同时，一些运营商也陆续的开展了NGN网络的部署和实践。

1.NGN的特点：

在2004年12月制定的Y·2001中，对NGN进行了明确的定义：NGN是一个分组网络，它提供包括电信业务在内的多种业务，能够利用多种贷款和具有Qos能力的传输技术，实现业务功能与底层传输技术的分离；它允许用户对不同业务提供商网络的自由接入，并支持通用移动性，实现用户对业务使用的一致性和统一性。

从定义中可以看出，NGN是分组网，可以提供多种宽带能力和Qos保证，能够提供综合业务。NGN的特点是于接入方式，无论是固定接入还是移动接入，可以通过各种接入方式为不同接入方式终端提供综合业务。

首先，在承载网络方面，“NGN是一个分组网络”，其分组化特征不容置疑，首先互联网的成就有目共睹，尽管在发展中存在这样或那样的问题，但是IP技术还是取得了成功的应用。而在电信业，运营商面向用户提供的新的电信业务已全部IP化，即使是运营商懒以生存的主营业务，即话音业务，也部分实现IP化，在骨干网上进行分组传输。同时电信网上承载的企事业单位用户业务，也完全IP化。

NGN可以说是承载我们未来通信业务的基础设施网络，也将使国家信息基础设施的网络主体，IP网目前存在的不足需要解决，NGN网络只有解决这些问题，真正实现安全可靠、Qos保证，才能满足当前以及以后新的电信业务发展的需要。此外，作为大规模的基础设施网络，NGN应该能与当前所有网络共存、互通和平滑过渡，才能够实现网络和业务的顺利升级。

其次，从业务方面，NGN并不针对某种特定业务，而是提供“包括电信业务在内的多种业务”，如语音、视频、数据、等多种业务。正应为如此，与其他技术或标准的应用不同，在NGN发展之初，用户并没有多少感觉，其基本业务仍然是话音业务，而电话到底是承载在分组网还是电路交换网上，用户没有感受，也不是用户关系的问题。

在NGN中，业务提供与网络分离，提供开发接口，利用各种基本业务组成模块，提供广泛的业务和应用。业务和网络的分离，使得网络和业务可以发展演进，所以可以根据技术和用户需求的不断发展，增加新的业务。也就是说NGN不仅仅是一张分组化的语音王，不单纯是PSTN得代替，除了承担我们传统的电信业务之外，还需要在未来承载起新的业务。

最后，NGN的“业务功能与底层传输技术的分离’,意味着未来运营商可以分化成不同的运营商，运营模式也将发生比较大的改变。传统运营商提供的业务包括承载、控制和应用，是一套完整的解决方案。而在NGN中，将出现业务和应用的运营商、网络的运营商，整个商业链在多个层面都有可能会进行分离。

2.下一代网络的优势特征：

更大：IPV6地址空间，接入网络的终端种类和数量更多，网络应用更为广泛，路由性能改善。

更快：100M以上的端到端的高性能通讯。

更安全可性：可以进行网络对象识别、身份认证和访问授权，具有数据加密和完整性，实现一个可信任的网络。

更及时：组播服务，服务质量Qos，大规模使交互应用。

更方便：基于移动和无线的丰富应用。

更可管理：有序的管理，有效的运营，及时的维护。

更有效：有盈利模型，获得更大社会效益和经济效益。

3.下一代网络技术体系结构：

  3.1 IPV6技术

     现有的互联网是在IPV4协议的基础上运行起来的。IPV6是下一版本的互联网协议，也可以说是下一代互联网协议，它的提出最初是因为随着互联网的迅速发展，IPV4定义的有限地址空间将被消耗，地址空间的不足必将妨碍互联网的进一步发展。为了扩大地址空间，拟通过IPV6重新定义地址空间。IPV4采用32位地址长度，只有大约43亿个地址，而IPV6采用128位地址长度，几乎可以不受地提供地址。按保守方法估算IPV6实际可分配的地址，整个地球的每平方米面积上仍可分配1000多个地址。在IPV6的设计过程中除了一劳永逸地解决了地址短缺问题以外，还考虑了在IPV4中解决不好的其他问题，主要有端到端IP连接、服务质量、安全性、多播、移动性、即插即用等。

3.1.1 目前优势与不足共存

相对于IPV4技术，IPV6具有以下几点优势：

（1）IPV6把IP地址由32位增加到了128位，从而能够支持更大的地址空间，扩展了网络的路由和寻找能力，解决了IPV4地址枯竭的问题。

（2）简化了报文格式，丢弃了IPV4报文中得一些冗余部分，降低了报文处理和带宽开销，网络转发效率更高。

（3）IPV6集成了IPSec，用于网络层的认证与加密，为用户提供端到端的安全。

（4）IPV6增强的组播支持以及对流的支持以及QOS的考虑，这使得网络上的多媒体应用有了长足发展机会，为服务质量提供了良好的网络平台。

（5）MobileIPV6增强了移动终端的移动特性、全安特性、路由特性，降低了网络部署的难度和投资，为用户提供了永久在线的服务。

     线有的安防系统与IPV6结合归根到底是网络视频监控系统终端设备与IPV6网络的结合，需要通过终端设备升级支持IPV6协议栈。目前在安防行业内，网络视频监控设备，包括网络摄影机、网络视频服务器以及网络视频监控平台软件等产品会率先实现IPV6的应用。IPV6视频监控技术将在如交通管理、应急指挥等大规模网络视频监控的行业中运用。

3.1.2 IPV6应用网络过渡是关键

目前IPV6在中防大规模应用的时机还未成熟，IP网络还主要是以IPV4为主，向IPV6的过渡还有一段路程要走，但网络IPV6化是大势所趋，目前主流网络设备提供商都已经提出相关的IPV6解决方案，同时电信运营商也着手计划部署IPV6网络。一旦基础网络IPV6过渡完成，网络视频监控设备必然会向IPV6化过渡。

网络视频监控设备从IPV4向IPV6过渡的技术难度不大，主要的技术过渡是设备的网络模块从支持IPV4协议向IPV4/IPV6双栈，最终过渡到支持IPV6协议栈的过程，对视频编码不会产生很大影响。

总体来讲，IPV6的出现对网络视频监控的发展是起到推动作用，本质是对视频流的基础承载环境的优化，会使网络视频监控的应用场景和应用内容更加丰富。

3.2软交换技术

     软交换是下一代网络提出的新的概念和技术，核心思想是通过软件化的思想来实现原来交换业务的控制连接和处理，可以在同一个网络同一时间上同时提供语音、数据以及多媒体业务，软交换的核心是一个标准化协议和应用编程接口的开发体系结构，以便提供更广泛的应用和业务平台。

     软交换体系结构分为业务/应用层、网络控制层、核心交换层盒边缘接入层。边缘接入层，将负责将各种网络和终端设备介入软交换体系机构；核心交换层，对各种不同的业务和媒体流提供公共的传送平台，多采用基于分组传送方式，目前比较公认的核心传送网为IP网或ATM骨干网；其主要实体为软交换设备，实现网路控制层，完成呼叫控制、路由、认证、资源管理等功能；业务/应用层，在呼叫控制的基础上向最终用户提供各种增值业务。

      在软交换体系中，IP承载使网络调整更为灵活，同时也使媒体能力增强，进而带来一些新的业务，增强运营商网络的网络价值。另一方面，软交换分离的架构使得网络部署更灵活，可以有效降低运营商网络的建网成本和运营维护成本。由此可见，IP承载的变化是对传统网络的一个性的改变。

3.3 IMS 

IMS 即IP对媒体子系统，是由3GPP标准组织在R5版本提出，是在基于IP的网络上提供多媒体业务的通用网络架构，R5版本主要定义IMS 的核心结构、网元功能、接口和流出等内容；R6版本对IMS进行了完善，增加了部分IMS 业务特性，IMS 与其他网络的互通规范和WLAN接入等特性；R7加强了对固定、移动融合的标准化制定，要求IMS 支持xDSL、Cable等固定接入方式。

IMS技术对控制层功能做了进一步分解，实现了会话控制实体CSCF和承载控制实体MGCF在功能上的分离，是网络架构更为开放、灵活，所以IMS 实际上比传统软交换更“软”。

IMS以其业务、控制、承载完全分离的水平架构，集中的用属性和接入无关等特性，一方面解决目前软交换技术还无法解决的问题，如用户移动性支持、标准开放的业务接口、灵活的IP多媒体业务提供等；另一方面，由于其接入无关性，也使得IMS成为固定和移动网络融合演进的基础。IMS的目的是建立与接入无关，能被移动网络与固定网络共用的融合核心网。

总 结

当今社会，已离不开网络，网络创造了一种新的文化，给我们的生活生产学习带来了翻天覆地的变化。各种新的网络技术不断发展，解决各种难题、极大提高人民生活水平。但在网络发展的同时，也面临许多挑战，比如网络安全问题，网络传输问题等，只要不断的创新，迎接新的挑战，才能不断解决各种新问题，使社会取得更大的进本。

在未来网络的发展中，下一代网络将以继承以往分离核心概念，实现Internet网、电话网、有线电视网三网融合，固定和移动网络融合，为终端用户提供统一的接口和服务，将给人们生活带来了新的变革。

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