1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展概述

1.1.1 早期的計算機網(wǎng)絡(luò)

自從有了計算機，就有了計算機技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合。早在1951年，美國麻省理工學院林肯實驗室就開始為美國空軍設(shè)計稱為SAGE的半自動化地面防空系統(tǒng)。該系統(tǒng)最終于1963年建成，被認為是計算機和通信技術(shù)結(jié)合的先驅(qū)。

計算機通信技術(shù)應(yīng)用于民用系統(tǒng)方面，最早的當數(shù)美國航空公司與IBM公司在20世紀50年代初開始聯(lián)合研究，20世紀60年代初投入使用的飛機訂票系統(tǒng)SABRE-I。美國通用電氣公司的信息服務(wù)系統(tǒng)則是世界上最大的商用數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)，其地理范圍從美國本土延伸到歐洲、澳洲和日本。該系統(tǒng)于1968年投入運行，具有交互式處理和批處理能力。由于地理范圍大，可以利用時差達到資源的充分利用。

在這一類早期的計算機通信網(wǎng)絡(luò)中，為了提高通信線路的利用率并減輕主機的負擔，已經(jīng)使用了多點通信線路、終端集中器以及前端處理機。這些技術(shù)對以后計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展有著深刻的影響。多點線路連接的終端和主機間的通信建立過程，可以用主機對各終端輪詢或由各終端連接成雛菊鏈的形式實現(xiàn)。考慮到遠程通信的特殊情況，對傳輸?shù)男畔⑦€要按照一定的通信規(guī)程進行特別處理。

1.1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

隨著計算機技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)也經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜，從單機到多機的發(fā)展過程。其演變過程主要可分為面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)、計算機通信網(wǎng)絡(luò)、計算機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)四個階段。

1. 面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)

第一代計算機網(wǎng)絡(luò)是面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)。面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)又稱為聯(lián)機系統(tǒng)，建于20世紀50年代初，由一臺主機和若干臺終端組成。較典型的有1963年美國空軍建立的半自動化地面防空系統(tǒng)（SAGE），其結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。在這種聯(lián)機方式中，主機是網(wǎng)絡(luò)的中心和控制者，終端（鍵盤和顯示器）分布在各處，并與主機相連；用戶通過本地終端使用遠程主機。

分布在不同辦公室，甚至不同地理位置的本地終端或者遠程終端，通過公共電話網(wǎng)及相應(yīng)的通信設(shè)備與一臺計算機相連，并登錄到計算機上，使用該計算機上的資源。這就是早期的通信技術(shù)與計算機技術(shù)的結(jié)合。這種具有通信功能的單機系統(tǒng)（見圖1-2（a））或多機系統(tǒng)（見圖1-2（b））被稱為第一代計算機網(wǎng)絡(luò)——面向終端的計算機通信網(wǎng)，也是計算機網(wǎng)絡(luò)的初級階段。從嚴格意義上來講，這不能算是一個計算機網(wǎng)絡(luò)，但它將計算機技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合起來，可以讓用戶以終端方式與遠程主機進行通信，所以我們視它為計算機網(wǎng)絡(luò)的雛形。

這里的單機系統(tǒng)是一臺主機與一臺或多臺終端連接，在每臺終端和主機之間都有一條專用的通信線路。當這種簡單的單機聯(lián)機系統(tǒng)連接大量的終端時，存在兩個明顯的缺點：一是主機系統(tǒng)負擔過重；二是線路利用率低。為了提高通信線路的利用率和減輕主機的負擔，在具有通信功能的多機系統(tǒng)中使用了集中器和前端機（Front End Processor，F(xiàn)EP）。集中器用于連接多臺終端，讓多臺終端公用同一條通信線路，與主機通信。前端機放在主機的前端，承擔通信處理功能，以減輕主機的負擔。

2. 計算機通信網(wǎng)絡(luò)

第二代計算機網(wǎng)絡(luò)是以共享資源為目的的計算機通信網(wǎng)絡(luò)。面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)只能在終端和主機之間進行通信，不同的主機之間無法通信。從20世紀60年代中期開始，出現(xiàn)了多主機互聯(lián)的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)計算機和計算機之間的通信。真正意義上的計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是計算機與計算機的互聯(lián)，即通過通信線路將若干臺自主的計算機連接起來的系統(tǒng)，稱之為計算機－計算機網(wǎng)絡(luò)，簡稱計算機通信網(wǎng)絡(luò)。

計算機通信網(wǎng)絡(luò)在邏輯上可分為兩大部分：通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)。二者共同構(gòu)成以通信子網(wǎng)為核心，以資源共享為目的的計算機通信網(wǎng)絡(luò)，如圖1-3所示。用戶通過終端不僅可以使用與其直接相連的主機上的軟、硬件資源，還可以通過通信子網(wǎng)共享網(wǎng)絡(luò)中其他主機上的軟、硬件資源。計算機通信網(wǎng)絡(luò)的最初代表是美國國防部高級研究計劃局開發(fā)的ARPANET，它也是如今Internet的雛形。

（1）資源子網(wǎng)

資源子網(wǎng)由主計算機系統(tǒng)、終端、聯(lián)網(wǎng)外設(shè)、終端控制器、各種軟件資源以及信息資源組成。資源子網(wǎng)負責全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)，向網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)資源與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。資源子網(wǎng)實際上主要是運行用戶應(yīng)用程序的主機，主機為用戶所擁有。

主計算機系統(tǒng)簡稱為主機（Host），它可以是大型機、中型機或小型機。主機是資源子網(wǎng)的主要組成單元，它通過高速通信線路與通信子網(wǎng)的通信控制處理機相互連接。普通用戶終端通過主機接入網(wǎng)內(nèi)。主機要為本地用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的其他主機設(shè)備與資源提供服務(wù)，同時要為網(wǎng)絡(luò)中遠程用戶共享本地資源提供服務(wù)。

終端（Terminal）是用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的界面。終端可以是簡單的輸入輸出終端，也可以是帶有微處理機的智能終端。智能終端除具有輸入輸出信息的功能外，本身還具有存儲與處理信息的能力。終端可以通過主機連入網(wǎng)內(nèi)，也可以通過終端控制器、報文分組組裝與拆卸裝置或通信控制處理機聯(lián)入網(wǎng)內(nèi)。

（2）通信子網(wǎng)

通信子網(wǎng)由通信控制處理機（Communication Control Processor，CCP）、通信線路和其他通信設(shè)備組成，完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸和轉(zhuǎn)發(fā)等通信處理任務(wù)。通信子網(wǎng)主要由兩個獨立的部分組成：通信線路（也稱傳輸線，Transmission Line）和通信控制處理機（也稱交換單元，Switching Element）。通信子網(wǎng)一般由電信公司或者Internet服務(wù)提供商所擁有。將一個網(wǎng)絡(luò)劃分為資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)的方法同樣適用于現(xiàn)代廣域網(wǎng)絡(luò)。

通信控制處理機是指一種特殊的計算機，它連接了兩條甚至更多條通信線路，當數(shù)據(jù)在一條進線上到達時，通信控制處理機必須選擇一條出線，以便將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)出去。這些交換計算機在過去有許多不同的名字，其中“路由器（Router）”是目前使用最普遍的名字。通信控制處理機在網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中被稱為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。一方面，它作為與資源子網(wǎng)的主機、終端相連接的接口，將主機和終端接入網(wǎng)內(nèi)；另一方面，它又作為通信子網(wǎng)中的分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，完成分組的接收、校驗、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)等功能，實現(xiàn)將源主機報文準確發(fā)送到目的主機的功能。

通信線路為通信控制處理機與通信控制處理機、通信控制處理機與主機之間提供通信信道。計算機網(wǎng)絡(luò)采用了多種通信線路，如雙絞線、同軸電纜、光纖、無線通信信道等。

3. 計算機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

隨著廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)的發(fā)展以及微型計算機的廣泛應(yīng)用，使用大型機與中型機的主機－終端系統(tǒng)模式逐漸減少，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大的變化。大量的微型計算機通過局域網(wǎng)接入廣域網(wǎng)，而局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)、廣域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的互聯(lián)是通過路由器實現(xiàn)的。用戶計算機需要通過校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)或Internet服務(wù)提供商（Internet Services Provider，ISP）接入地區(qū)主干網(wǎng)，地區(qū)主干網(wǎng)通過國家主干網(wǎng)聯(lián)入國家間的高速主干網(wǎng)，這樣就形成一種由路由器互聯(lián)的、具有層次結(jié)構(gòu)的大型現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)，即互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。它是第三代計算機網(wǎng)絡(luò)，是第二代計算機網(wǎng)絡(luò)的延伸。圖1-4給出了計算機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的簡化結(jié)構(gòu)示意圖。

（1）廣域網(wǎng)的發(fā)展

廣域網(wǎng)的發(fā)展是從ARPANET的誕生開始的。ARPANET是第一個分組交換網(wǎng)絡(luò)，它的出現(xiàn)標志著以資源共享為目的的計算機網(wǎng)絡(luò)的誕生。這一時期美國許多計算機公司開始大力發(fā)展計算機網(wǎng)絡(luò)，紛紛推出自己的產(chǎn)品和結(jié)構(gòu)。例如1974年IBM公司推出“系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)SNA”，1975年DEC公司提出“分布式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)”。

當時，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用也正在向各行各業(yè)甚至于個人普及和發(fā)展，發(fā)展網(wǎng)絡(luò)的需求十分迫切。這就促進了計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，使許多國家加強了基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，開始建設(shè)公用數(shù)據(jù)網(wǎng)。早期的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)是采用模擬的公用交換電話網(wǎng)。通過調(diào)制解調(diào)器（Modem），將計算機的數(shù)字信號調(diào)制為模擬信號，經(jīng)由交換電話網(wǎng)傳送給另一端的Modem，通過解調(diào)再將模擬信號恢復(fù)為數(shù)字信號，被計算機接收，完成通信。后來又發(fā)展為公用數(shù)據(jù)網(wǎng)，典型的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)有：美國的Telnet、日本的DDX、加拿大的DATAPAC，以及我國于1993年和1996年分別開通的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)China PAC和提供數(shù)字專線服務(wù)的DDN。這些都為廣域網(wǎng)的發(fā)展提供了通信基礎(chǔ)。公用數(shù)據(jù)網(wǎng)在20世紀70年代到80年代期間得到了很大的發(fā)展，并且隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求的增加，廣域網(wǎng)又發(fā)展出了諸如幀中繼（Frame Relay）、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）、交換多兆位數(shù)據(jù)服務(wù)（SMDS）等公用數(shù)據(jù)網(wǎng)。這些公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的誕生與發(fā)展極大地促進了廣域網(wǎng)的發(fā)展。當前，由于光纖介質(zhì)的不斷普及，直接在光纖介質(zhì)上傳輸數(shù)據(jù)和波分多路復(fù)用的技術(shù)（WDM）已開始被廣泛使用。這使得廣域網(wǎng)的發(fā)展進入了一個新的歷史時期，大大提高了廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率。

（2）局域網(wǎng)的發(fā)展

早期的計算機網(wǎng)絡(luò)大多為廣域網(wǎng)，局域網(wǎng)的出現(xiàn)與發(fā)展是在20世紀70年代出現(xiàn)了個人計算機（Personal Computer，PC）以后。20世紀80年代，由于PC機性能不斷提高，價格不斷降低，計算機從“專家”群里走入“大眾”之中，應(yīng)用從科學計算走入事務(wù)處理，使得PC機大量地進入各行各業(yè)的辦公室，甚至家庭。這時，個人計算機得到了蓬勃發(fā)展。由于個人計算機的大量涌現(xiàn)和廣泛分布，基于信息交換和資源共享的需求也就更加迫切。人們要求一棟樓或一個部門的計算機能夠互聯(lián)，于是局域網(wǎng)（Local Area Network，LAN）應(yīng)運而生了。

（3）網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與標準化

計算機廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)大多是由研究部門、大學或計算機公司自行開發(fā)研制的。它們沒有統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)和標準，各個廠家生產(chǎn)的計算機產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品無論在技術(shù)上還是在結(jié)構(gòu)上都有很大的差異，從而造成不同廠家生產(chǎn)的計算機及網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品很難兼容，這給用戶的使用帶來極大的不便，同時也約束了計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，于是統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)標準提到了議事日程上來。這個時期各個計算機網(wǎng)絡(luò)公司都紛紛研究和開發(fā)自己的計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議，例如，IBM公司于1974年公布了“系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)”，DEC公司于1975年公布了“分布式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)”等。

1977年國際標準化組織（ISO）為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)標準化的發(fā)展趨勢，在研究分析當時已有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，開始研究“開放式系統(tǒng)互聯(lián)”（OSI）問題。ISO于1984年公布了“開放系統(tǒng)互聯(lián)基本參考模型”的正式文件，即OSI參考模型（Open System Interconnection/Reference Model）。目前OSI參考模型已被國際社會廣泛認可。它推動了計算機網(wǎng)絡(luò)理論與技術(shù)的發(fā)展，對統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議并實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)起到了積極的作用。從此，計算機網(wǎng)絡(luò)進入了標準化網(wǎng)絡(luò)階段。圖1-5是通過租用電信部門的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)起來的局域網(wǎng)示意圖。

（4）Internet

全世界出現(xiàn)了不計其數(shù)的局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)，如何將它們連接起來，以便達到擴大網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和實現(xiàn)更大范圍的資源共享，Internet的出現(xiàn)正好解決了這個問題。Internet稱為因特網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)，是全球規(guī)模最大，覆蓋面積最廣的公共互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。Internet自產(chǎn)生以來就呈現(xiàn)出爆炸式的發(fā)展。

4. 高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

進入20世紀90年代，隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是1993年美國宣布建立國家信息基礎(chǔ)設(shè)施（National Information Infrastructure，NII）后，全世界許多國家都紛紛制定和建立本國的NII，從而極大地推動了計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展進入了一個嶄新的階段。這就是第四代計算機網(wǎng)絡(luò)，即高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)階段。

通常意義上的計算機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享的。此時的計算機網(wǎng)絡(luò)，基本上以電信網(wǎng)作為信息的載體，即計算機通過電信網(wǎng)絡(luò)中的X.25網(wǎng)、DDN網(wǎng)、幀中繼網(wǎng)等傳輸信息，如圖1-5所示。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，人們對遠程醫(yī)療、遠程教學、視頻會議等多媒體應(yīng)用的需求大幅度增加。這樣，以傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)為信息載體的計算機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)就不能滿足人們對網(wǎng)絡(luò)速度的要求，促使網(wǎng)絡(luò)由低速向高速、由共享到交換、由窄帶向?qū)拵Х较蜓杆侔l(fā)展，即由傳統(tǒng)的計算機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)向高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。

如今，以IP技術(shù)為核心的計算機網(wǎng)絡(luò)（信息網(wǎng)絡(luò)，也稱高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)）將成為網(wǎng)絡(luò)（電信網(wǎng)絡(luò)和計算機網(wǎng)絡(luò)）的主體，信息傳輸和數(shù)據(jù)傳輸將成為網(wǎng)絡(luò)的主要業(yè)務(wù)。一些傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)也將在信息網(wǎng)絡(luò)上開通，但其業(yè)務(wù)量只占信息業(yè)務(wù)的很小一部分。

目前，全球以Internet為核心的高速計算機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)已形成，Internet已經(jīng)成為人類最重要的、最大的知識寶庫。與第三代計算機網(wǎng)絡(luò)相比，第四代計算機網(wǎng)絡(luò)的特點是：業(yè)務(wù)的綜合化和網(wǎng)絡(luò)的高速化。網(wǎng)絡(luò)高速化有兩個特征：寬帶網(wǎng)絡(luò)和高速傳輸。使用光纖等高速傳輸介質(zhì)和高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的高傳輸速率；快速交換技術(shù)可保證傳輸?shù)牡脱訒r。網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)綜合化是指一個網(wǎng)絡(luò)中綜合了多種媒體（如語音、視頻、圖像和數(shù)據(jù)等）的信息。業(yè)務(wù)綜合化的實現(xiàn)依賴于多媒體技術(shù)。

1.1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢

計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向是IP技術(shù)+光網(wǎng)絡(luò)，光網(wǎng)絡(luò)將演化為全光網(wǎng)絡(luò)。從接入的層面上來看，將是一個有線和無線相結(jié)合的多元化世界；從傳送的層面上看，將是一個光的世界；從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的層面上看，將是一個IP的世界，通信網(wǎng)絡(luò)、計算機網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)絡(luò)將通過IP三網(wǎng)合一。

1. 三網(wǎng)合一

目前廣泛使用的網(wǎng)絡(luò)有通信網(wǎng)絡(luò)、計算機網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)絡(luò)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，新的業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)，新舊業(yè)務(wù)不斷融合，作為其載體的各類網(wǎng)絡(luò)也將不斷融合，使目前廣泛使用的三類網(wǎng)絡(luò)逐漸向單一、統(tǒng)一的IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，即所謂的“三網(wǎng)合一”。

在IP網(wǎng)絡(luò)中可將數(shù)據(jù)、語音、圖像、視頻均歸結(jié)到IP數(shù)據(jù)包中。通過分組交換和路由技術(shù)，采用全球性尋址使各種網(wǎng)絡(luò)無縫連接。IP協(xié)議將成為各種網(wǎng)絡(luò)、各種業(yè)務(wù)的“共同語言”，實現(xiàn)所謂的Everything over IP。

實現(xiàn)“三網(wǎng)合一”并最終形成統(tǒng)一的IP網(wǎng)絡(luò)后，傳遞數(shù)據(jù)、語音、視頻只需要建造、維護一個網(wǎng)絡(luò)，簡化了管理，也會大大地節(jié)約開支，同時可提供集成服務(wù)，方便了用戶。可以說“三網(wǎng)合一”是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個最重要的趨勢。

2. 光通信技術(shù)

光通信技術(shù)已有30年的歷史。隨著光器件、各種光復(fù)用技術(shù)和光網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的發(fā)展，光傳輸系統(tǒng)的容量已從Mbps級發(fā)展到Tbps級，提高了近100萬倍。

光通信技術(shù)的發(fā)展主要有兩個大的方向：一是主干傳輸向高速率、大容量的光傳送網(wǎng)（OTN，Optical Transport Network）發(fā)展，最終實現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)；二是向低成本接入、綜合接入、寬帶化光纖接入網(wǎng)發(fā)展，最終實現(xiàn)光纖到家庭和光纖到桌面。全光網(wǎng)絡(luò)是指光信息流在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸及交換始終以光的形式實現(xiàn)，不再需要經(jīng)過光/電、電/光變換，即信息從源節(jié)點到目的節(jié)點的傳輸過程中始終在光域內(nèi)。

3. IPv6協(xié)議

TCP/IP協(xié)議族是互聯(lián)網(wǎng)的基石之一，而IP協(xié)議是TCP/IP協(xié)議族的核心協(xié)議，是TCP/IP協(xié)議族中網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議。目前IP協(xié)議的版本為IPv4。IPv4的地址位數(shù)為32位，即理論上約有42億個地址。隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的日益廣泛和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，IPv4的問題也逐漸顯露出來，主要有路由表急劇膨脹、地址資源枯竭、對網(wǎng)絡(luò)安全和多媒體應(yīng)用的支持不夠等。

IPv6是下一版本的IP協(xié)議，也可以說是下一代IP協(xié)議。IPv6采用128位的地址長度，幾乎可以不受限制地提供地址。理論上約有3.4×1038個IP地址，而地球的表面積以厘米為單位也僅有5.1×1018cm2，即使按保守方法估算IPv6實際可分配的地址，每個平方厘米面積上也可分配到若干億個IP地址。IPv6 除一勞永逸地解決了地址短缺問題外，同時也解決了IPv4中的其他缺陷，主要有端到端IP連接、移動性、安全性、多播、服務(wù)質(zhì)量（QoS）、即插即用等。

4. 寬帶接入技術(shù)

計算機網(wǎng)絡(luò)必須要有寬帶接入技術(shù)的支持，各種寬帶服務(wù)與應(yīng)用才有可能開展。因為只有接入網(wǎng)的帶寬瓶頸問題被解決，才能真正發(fā)揮骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)的容量潛力。盡管當前寬帶接入技術(shù)有很多種，但只要是不和光纖或光結(jié)合的技術(shù)，就很難在下一代網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。目前光纖到戶（Fiber To The Home，F(xiàn)TTH）的成本已下降至可以被網(wǎng)絡(luò)用戶所接受的程度。這里涉及到兩個新技術(shù)，一個是自由空間光系統(tǒng)（Free Space Optical，F(xiàn)SO）；另一個是基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)（Ethernet Passive Optical Network，EPON）的光纖到戶技術(shù)。

FSO技術(shù)是通過大氣而不是光纖傳送光信號，是光纖通信與無線電通信的結(jié)合。FSO技術(shù)能提供接近光纖通信的速率，例如可達到1 Gbps。既在無線接入帶寬上有了明顯的突破，又不需要在稀有資源無線電頻率上有很大的投資，因為不要許可證。FSO和光纖線路比較，系統(tǒng)不僅安裝簡便，安裝時間少很多，而且成本也低很多。FSO現(xiàn)已在企業(yè)和居民區(qū)得到應(yīng)用，但是和固定無線接入一樣，易受環(huán)境因素干擾。

由EPON支持的光纖到戶，正在異軍突起。它能支持Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，并且不久的將來成本會降到與數(shù)字用戶線路（Digital Subscriber Line，DSL）和光纖同軸電纜混合網(wǎng)（Hybrid Fiber Cable，HFC）相同的水平。

5. 移動通信系統(tǒng)技術(shù)

3G系統(tǒng)比現(xiàn)用的2G和2.5G系統(tǒng)傳輸容量更大，靈活性更高。它以多媒體業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)，已形成很多的標準，并將引入全新的商業(yè)模式。3G以上包括后3G、4G，乃至5G系統(tǒng)，它們更是以寬帶多媒體業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)，使用更高的帶寬，傳輸容量也會更上一層樓。它們可在不同的網(wǎng)絡(luò)間無縫連接，提供滿意的服務(wù)質(zhì)量；同時網(wǎng)絡(luò)也可以自行組織，終端可以重新配置和隨身攜帶，是一個包括衛(wèi)星通信在內(nèi)的端到端IP系統(tǒng)，可與其他技術(shù)共享一個IP核心網(wǎng)。這些都是構(gòu)成下一代移動互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施。隨著移動通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，在任何時間、任何地點都能接入網(wǎng)絡(luò)，以獲取所需的信息，已成為人們的普遍需求，也成為網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向之一。而移動計算技術(shù)將滿足這種需求。移動計算技術(shù)將使得計算機或其他信息設(shè)備在沒有與固定的物理連接設(shè)備相連的情況下接入網(wǎng)絡(luò)并傳輸數(shù)據(jù)和信息。移動通信需要解決傳輸層的可靠性、實時性和安全性問題，以及網(wǎng)絡(luò)層的路由問題，也需要數(shù)據(jù)鏈路層的移動組網(wǎng)技術(shù)和物理層的無線通信技術(shù)的支持。移動計算技術(shù)經(jīng)過幾年的推進和發(fā)展，其標準和產(chǎn)品已日漸成熟，應(yīng)用也日益廣泛。移動計算技術(shù)的應(yīng)用在許多領(lǐng)域獲得了巨大的成功，并涌現(xiàn)出許多令人耳目一新的系統(tǒng)設(shè)備。