美国下一代互联网internet2

　　前全世界广泛使用的是第一代国际互联网，相应的IP地址协议是IPv4，即第4版。IPv4设定的网络地址编码是32位，总共提供的IP地址为2的32次方，大约43亿个。目前，它所提供的网址资源已近枯竭。

　　美国是第一代互联网的最大受益者。目前，全世界共有13台根服务器，其中10台在美国，而且2台由美军使用，1台由美国国家航空航天局使用。也就是说，每天世界各地的电子邮件有很多要先由美国人“过目”之后才能去它该去的地方。此外，美国私营公司掌握着全世界互联网域名的分配大权。假如美国与日本的关系急剧恶化，只要美国通过技术手段删去日本的域名“. jp”，日本马上就会成为“网上孤岛”，无法通过网络与外界联系。另一方面，从光纤中的玻璃丝到芯片，从路由器到操作系统，互联网和信息产业链上每个环节的关键设备，基本上都由美国公司主宰。全世界的网络用户都要向美国支付费用，“全世界都在为美国打工”。网络强势和垄断是美国安全的基础，是美国经济持续繁荣和美国保持全球领导地位的基础。

　　下一代互联网采用的是IPv6协议，它设定的地址是128位编码，能产生2的128次方个IP地址，地址资源极端丰富。

　　1996年10月，美国政府宣布启动“下一代互联网NGI”研究计划，其核心是互联网协议和路由器。目前，它的项目提出机构——Internet2，已发展成为由200多所大学领导、政府及商业企业共同参与的网络技术研发组织，目的是开发及部署先进网络技术及应用，加速网络技术的发展。Internet2致力于在学术界、商业应用及政府间建立沟通交流的桥梁，这些机构正是目前Internet网络的共同缔造者。

　　Internet2社区除了骨干的200多所大学以外，还有70多家企业和40多个子机构，其中包括美国政府的研究实验室。

　　它的主要目标是：建设高性能的边缘网络，为科研提供基础设施；开发具有革命性的Internet应用技术；促进新的网络服务及应用在Internet上的推广。

　　Internet2除了积极发展与公司、企业的合作外，还与30多个类似的研究项目有合作关系。Internet2由一系列工作组组成，使成员在多个领域展开合作，这些工作组致力于以下的工作：

　　1、各种类型的合作。包括与政府的合作及一系列的国际合作；

　　2、基础性研究。Internet2基础研究涵盖许多基础性研究项目，包括中间件研究项目、点对点性能研究项目及人文科学研究项目等等；

　　3、应用研究。Internet2研究基于网络的协同和对信息与资源的交互式访问，这些先进的应用技术在目前Internet环境下是无法实现的；

　　4、工程技术研究。包括网络技术、光学网络等研究项目；

　　5、中间件研究。目的是研究中间件的标准化及互操作性，并在各大学节点展开核心中间件服务的部署工作。

　　先进网络基础设施(Advanced Network Infrastructure)

　　先进的网络基础设施用来连接超过200家大学与研究机构，是新型网络应用和提供高可靠网络质量的基础。Internet2的主要网络基础设施建设项目包括Abilene、GigaPoPs、FiberCo等。

　　Internet2不但投入网络的建设，同时还支持许多相关的网络研究，如：分布式数据安全研究、网络监控数据、与数据共享和协同相关的网络服务研究等。

　　Abilene

　　Abilene是一个Internet2的高性能主干网，提供高带宽的网络服务。该项目于1998年4月启动，1999年底完成2.5G的主干网建设，2003年网络完成升级，主干网传输速度达到10G，桌面连接速度为100M，并提供对IPv6的支持。Abilene已经成为美国最先进的IP主干网络，提供先进的网络服务，支持丰富的网络应用，包括虚拟实验室、数字图书馆、远程教育与远程沉浸应用等。做为Internet2的高性能主干网络，Abilene充分体现了Internet2对先进网络性能的要求。同时Abilene与Internet2的GigaPoPs(高速接入/交换节点)连通，为超过220家的大学、企业和研究机构提供网络服务。目前Abilene主要是OC-192c(10G)的网络，使用先进的光学传输设备和高性能路由设备。

　　光网络(Optical networking)

　　光网络技术的发展及相关网络基础设施的建立，为Internet2上的先进网络应用提供了很好的平台。相关的项目包括LambdaRail、HOPI和FiberCo等。

　　LambdaRail提供光纤网络，为Internet技术和协议的开发提供支持，并支持新的网络应用和服务。

　　FiberCo(National Research and Education Fiber Company，国家教育科研光纤公司)是由Internet2成立的公司，其拥有大量的黑光纤设备，可供其他组织使用。

　　HOPI(Hybrid Optical and Packet Infrastructure，光路分组综合网络)是研究下一代网络结构的项目，试验未来网络技术、设施及架构。

　　中间件与安全(Middleware and Security)

　　中间件是介于网络与应用间的软件层，提供基本的网络服务，如授权、验证、目录服务及安全等。中间件在高性能网络中的作用正变得越来越重要。Internet2在中间件方面的研究主要包含两个方面，一是核心中间件的开发，另一个是中间件整合计划。

　　核心中间件

　　核心中间件服务是所有其他中间件服务的基础。在MACE(Middleware Architecture Committee for Education，教育中间件构架标准委员会)的指导下，Internet2中间件项目主要研究组织间的验证与授权问题，特别是标准化与互操作性。这方面研究项目主要是shibboleth。Shibboleth是一个强大、可扩展、易用的系统，应用于服务和数字资源的共享，该系统提供对个人隐私的保护，并可以作为其他基于用户身份的访问控制系统的替代方案。随着高性能网络对协作和资源的共享与访问支持越来越强大，安全的需求使Shibboleth这样的技术变得愈发的重要。

　　中间件整合项目

　　Internet2不但投入核心中间件的研究与开发，还参与一些中间件的整合项目，这些项目涵盖医药学、电子邮件系统和视频会议等方面。

　　MedMid(Medical Middleware，医学中间件)做为Internet2的一个工作组，目的是研究保健护理学相关领域的教育和实践，该工作组由Internet2的卫生科学研究项目、中间件项目，联合美国医学院协会共同组成。

　　MACE-MList(Middleware-Enabled Mailing List基于中间件的邮件列表)工作组研究的是与基于中间件的邮件列表服务相关的研究内容。

　　Internet2还参与了NMI(NSF Middleware Initiative,美国国家科学基金会中间件项目)的研究，并和其他机构一起合作整合校园和网格研究基础设施。

　　VidMid(视频中间件)工作组研究用于视频传输的中间件服务，其应用在视频会议和其他视频系统中。

　　先进应用(Advanced Applications)

　　Internet2研究的应用目的在于质和量上提高网络对科研及教学的支持。另外，不同于通常的网络应用，它们是建立在先进的网络环境下，需要高带宽、低延迟等先进的网络条件。Internet2支持从科学到人文艺术等各个领域的应用研究。目前研究人员在Internet2上开发的应用有交互式协作、对远程资源的实时访问、协同式虚拟现实、大规模分布式计算和数据挖掘等。

　　医疗卫生科学(HealthSciences)

　　Internet2医疗卫生科学应用使学生、研究员、医生等可以协同和交互地访问信息和资源。另外，该领域的应用还可以协助学生学习、获取和分析医疗卫生信息。目前医疗卫生领域的应用涵盖的领域包括医学教育、虚拟现实和远程病理学等，所有这些应用都需要先进的网络服务支持。

　　增强外科计划(Enhanced Surgical Planning)可以用于外科医疗的训练、预诊、交互式诊治、脑切面分析等；

　　高级医疗训练(Improved Medical Training)提供高带宽的人机交互环境，同时采用低延迟的虚拟现实技术，支持可靠的计算资源访问和医疗影像、数据的安全获取。

　　科学与工程(Science and Engineering)

　　Internet2成员采用的先进计算机技术，包括：采用高性能网络交互和协作技术、分布式数据存储和数据挖掘技术、大规模分布式计算技术、实时远程资源访问技术、科学数据可视化技术、协同式虚拟现实技术。

　　双子座天文台在Internet2网络上研究远程仪器控制技术，并应用于电子望远镜的远程实时控制；芝加哥大学等采用Internet2网络建立了网格等分布式计算实验床。

　　大规模科学研究和技术开发过程会涉及到很多协同的需求，而通常是多组之间的协同。访问网格(Access Grid)项目的目标是研究基于计算网格的组间协同技术。

　　人文艺术(Arts and Humanities)

　　Internet2为人们提供了实时的交互和协同手段，并正在改变这人文技术的思维。

　　远程舞蹈(Telematic Choreography)基于Abilene网络，使教师可以通过远程视频交互系统，知道学生的舞蹈学习。

　　网格上的艺术(Art on the Grid)采用了基于internet2上的Access Grid系统，集中网络上的音乐艺术家、媒体艺术家共同交流艺术。