网络技术论坛

　　1996年10月10日，美国总统克林顿和副总统戈尔宣布了对下一代INTERNET（NGI）
项目的支持承诺。该项目基于全美国联邦机构的强力的研究和开发计划。作为学术界、
工业界和政府界间可行的最强有力计划的一部分，计算、信息和通信研究委员会的大型
网络工作组起草出了NGI项目的概念和目标草案。该草案公开发行，征求公众意见。我
们欢迎您反馈意见。截止日期为1997年5月15日，您的意见将作为截止日期之后将很快
形成的最终文本的参考。

　　自从印刷业之后，INTERNET是人类通信领域内的最重要的进展。每天，数百万的美国人的生活都和这个快速增长的全球网络联系在一起。学生登录进入国会图书馆，作马雅废墟虚拟旅行；企业家收集所需信息，开始新业务，向海外市场销售产品；研究人员访问超级计算机和实验设施，保持和其同行的世界性研究合作。公民了解他们所选举的代表的投票记录和成绩。在1996年的选举之夜，美国有线电视网CNN的一台WEB服务器每小时接受500万个访问，总计有5,000万次访问记录。

今日的INTERNET是美国联邦政府对研究网络数十年投资的结果。如国防部门的ARPANET，国家科学基金会NSFnet，能源部的Esnet，国家航空航天管理局NASA科研互联网。基于早先的成功项目，NSF发起的地区性网络以持续发展、多重代理的方式投入使用。联邦政府作为播种投资的小量资金刺激了工业界和学术界的大量投资，帮助建立了大型快速增长的相关市场。NGI是下一个、但也许不会是最后的行动步骤，以发展美国研究和工业所必须的网络基础设施和技术。然而INTERNET也在忍受它成功同时的痛苦。为成千个网络所设计的技术正在艰苦地支持着上百万个网络。业界观察家和以太网的发明者Robert Metcalfe预言了INTERNET的崩溃。许多人不同意这一点，指出INTERNET在朝负荷情况下继续运转，但每一个人都承认危机。

幸运的是，科学家和工程师们相信可以开发出新技术、新协议和标准以满足明日之需。这些进展可以使我们进入正轨走向下一代INTERNET，以提供可靠、可满足要求的和安全的信息发送服务，传输速率为今日速率的数千倍。

达到这个目标需要几年的一般性的、前期性竞争研究和测试。联邦政府推进并参与此项研究是恰当的。因为联邦政府的重大历史目标的成功需要下一代的INTERNET，大量的研究项目既是长期性的又是高风险的，私营业无法承受。当今的INTERNET的发展成功取决于大学、私营业和联邦研究团体的有效合作。

到21世纪，INTERENT将为商业界、教育界、文化界和娱乐界提供威力强大、万用的环境。景观、声音甚至触觉信息将由计算机、显示器和网络所集成。人们将利用这个环境购物、从事银行业务、学习、娱乐、工作、互相访问。不论在家庭，在办公室，或是在旅途中，网络环境相同。私有性，安全性和可靠性内置在网络功能中。用户可以选择不同级别的价格的服务。新型网络环境的收益包括更灵活的经济开销，工作或生活的更大的灵活性，方便地进行终身学习，更好的机会置身于团体、国家和世界之中。

下一代的INTERNET NGI与图中所示的投资部门的联合行动将建立起更强大和完善的21世纪网络。联合行动将促进学术界、工业界和政府之间的合作，使美国保持在信息和通信技术领域的前沿地位。它将加速新型网络服务的出现，为家庭、学校和办公提供服务。然而重要的是应理解；只有在当前所正在进行的强有力的代理计划的情况下，此项行动才有可能得以实施。举例说，1998年的大型网络研发FY项目投资为2.883亿美元，其中包括NGI项目的1亿美元。本文档直接讨论1亿美元的NGI行动的概念和目标。

网络最重要的是人们用它来做什么------网络的应用。但是应用需要恰当的网络服务和基础设施。NGI行动将研究推动三个领域的进展；应用、服务和基础设施。作为计划之一，NGI行动将实现先进的科学、健康、教育和环境网络应用。这些应用将从参与项目的代理所需应用，或是从政府任务所需应用之中加以选择，以本行动和其他计划合作的方式执行。本项目应用的作用将示范先进网络的价值，测试先进网络的服务和技术。

本行动的第二个目标是开发新型网络服务和技术。包括交易安全、易于使用、服务质量，网络监视、管理和统计工具等。作为单独的构件，这些新型服务和技术已经存在。但是需要对它们进行大规模的系统集成和测试，以保证这些服务和技术为先进应用提供无缝支持。

行动的第三个目标是建立高性能的原型网络，或称为测试床，以便为先进服务和技术提供系统级测试条件；支持先进应用的测试以允许新型网络使用模式。测试床强调用户的端到端的网络性能，因而要求对参与项目的单位内部网络作重大的升级，要求在不同单位之间建立高性能的网络链路。先进的服务和技术是测试床和其总的实用工具成功的关键。举类似的例子，考虑国家的高速公路和街道系统。水泥和柏油的条带形道路是系统的基础，它类似网络的光纤、铜线和计算机。高速公路的智能特征如交通管制灯、HOV单行道、街道标志，就象网络的服务和技术。高速公路和网络的实际用途将依赖于规模、技术和服务的恰当组合。系统必须以整体作工程设计，州际高速公路直接分汇入窄一些的街道就象高带宽网络连接进入慢一些的局域网络。初始行动将以合作的方式：开发先进网络技术的研究人员和使用这些技术以开发先进应用的研究人员之间的合作；联邦政府资助的测试床和参与测试床项目的商业网络服务和设备提供商之间的合作。提供商在测试床上测试未来的商业INTERNET技术和服务。

此外，本项目将加强、促进从研究到个部门之间的联合计划，以对未来的IT成果远景形成共识。

1996年10月10日在Knoxville, TN，总统和副总统宣布了“对第一年新的1亿初始行动的承诺，以发展并扩大INTERNET”。本NGI初始行动执行总统的承诺。

项目计划进行五年。管理机构按每年1亿的投资承诺作出了起始3年的3亿投资安排。并将寻求两党国会对提交预算的支持。基于当前的联邦资助的研究和发展规划，本行动还将向私营项目参加者征召大量的配套资金，寻求主要应用开发商的支持承诺。

本行动的潜在经济效益巨大。由于INTERNET发源于美国，美国公司在通信和信息市场上有显著的领导地位。INTERNET的爆炸性增长带来了经济的增长、高工资职业和高技术创业公司数量的戏剧性增长。下一代INTERNET行动将增强美国技术的领先地位，增加新就业机会和市场机会。

开发下一代网络架构，以超过今日INTERNET速率100到1000倍的速率，连接大学和联邦研究院

NGI项目开发的网络将连接至少100个NGI网点，包括大学，联邦研究院和其他研究参加者。连接速率将是今日INTERNET速率的100倍到1000倍。尽管每日都在变化，但我们可以认为1997年网络的平均速率是1.45兆。NGI将以比目前的INTERNET速率快1000倍的速率连接10个NGI网点。本目标强调速率是每秒钟100兆位(Mbps)以上到每秒钟1000兆位以上(Gbps)的端到端（计算机工作站）的连接，虽然有些网络主干速率已到达OC-12的速度（622Mbps），有些试验性的网络链路已超过1Gbps，但由于网络瓶颈或交换机、路由器和局域网络之间的兼容问题，端到端的可用速率仍仅限于10兆以下。目标1引入两个子目标的开发和展示，以期解决这些弱点。

子目标 1.1（高性能连接性）

开发广域示范网构架以作为分布的试验基地，提供为目前INTERNET端到端性能100倍的接入能力（典型为100Mbps以上的端到端性能），连接100个以上的NGI网点，以演示极为重要的网络应用。

此演示网络构架规模必须足够大，以提供系统性的、对概念有充足论据的测试条件，以对下一代商业INTERNET所需要的硬件、软件和协议做测试。

子目标 1.2（下一代网络技术和甚高性能连接性）

开发甚高速交换和传输技术，展示为现有INTERNET1000倍速度的端到端网络连接能力（典型为超过1Gbps的端到端速率和主干网多条Gbps的速率。

由于项目的巨大开销和工程上的困难，本子目标将按稍小规模的广域网络做成，包括十个NGI的展示点和应用。这些应用必须是针对甚高速网络特点的驱动。这就是说；它们必须强调网络硬件、软件和协议，以确定商业NGI的系统和构件在重负载下的真正的网络效益、特点和限制。

Strategy for Goal 1

达到目标1的主要战略是采取电信部门、ISP业界、和联邦研究院合作的方式；建立起高性能的、合作性的网络。这些网络测试床必须包括足够多的网络点，测试所建议的技术能适应大型网络，并且支持广域性的分布式应用的展示。这将是METCALFE规则的范例；既网络的价值和网点数量的平方成正比。子目标1.1要求连接美国大部分的一流研究院校和联邦研究院。通过高于100Mbps的、端到端速率为vBNS, Esnet, NREN, DREN, 和其它适当的网络提供可互操作的复杂王庄互联功能。子目标1.2将寻求以更高的端到端性能、在小型子网上演示一些高端应用。

为了完成所预想的技术，行动将予以大学、工业研究开发机构和联邦研究院资助，探索创新性的网络交换和传输方式。

NSF甚高带宽网络服务（vBNS），能源科学网络（Esnet）和NASA科研教育网络（NREN）就是为达到子目标1.1的网络合作策略之例。可以预测这种策略将使服务商和代理一起工作，建立原型网络，允许不同的折扣，提供灵活的服务，以及前导性技术合作。

子目标1.1网络构造中包括NSF联结规划所发展的vBNS，以及与Internet2项目合并的机会。NSF vBNS现在联结了许多美国研究学院，联结采用了前导性的网络技术构造下一代的网络。子目标1.1中还包括Esnet和NREN。NGI子目标1.1将使更多大学和联邦研究院不必使用NGI的贷款，以更快的速度连接到不断发展的下一代Internet基础设施上。

Interent2是基于团体性的项目。大约有100所学院努力工作，试图极大地改进校园的基础设施，改善Internet的连接能力。NGI初始行动将和Internet2项目直接合作，协助将高性能的校园网主干连接到NGI网络。

子目标1.2网络----NGI甚高性能部分，可能是和子目标1.1网络构架相连接的独立网络，也可能是目标1.1、2相同的设施之上的一部分。这个网络将具有Gb/s的端到端的连接能力，先进的网络管理，和可协商的服务质量能力。子目标1.1网络必须是高可靠性的，除非有经过仔细计划下的试验。由于网络必须支持至少100所大学发展软件和应用，因此可能有此特殊情况。子目标1.2网络应包括非常前期的甚高性能技术，在日常运行时可能经常周期性出现中断情况（由于研发）。

目标1所能获得成功的主要因素如下：

联网的学院数量：目标 的第一部分是将至少100所NGI网点连接到子目标1.1网络上，至少10个网点连接到子目标1.2网络上。因此，主要的因素之一是联网的网点数量。NGI网点的清单和状况将在由NGI所维护的主页上做定期修改。

采用下一代网络技术推进实验

NGI初始行动应当开发、示范所有先进的网络服务技术，以支持下一代网络应用。要想使NGI获得成功，仅开发出一个实验床、以以100Mbps或1000Mbps的速率更快传输数据还是不够的，因为INTERNET不仅仅只是传送数据。下一代的INTERENT决不仅仅能更快传送数据。

NGI应用将要求有丰富、先进的网络基本服务支持。举例说，高质量的团队合作和视频会议需要当今UNTERNET网络所不具备的多种网络服务能力。这些服务必须有丰富的功能特色，性能更高，而实现这些服务的费用应当合理。要想实现所有这些要求显然和有的子目标相矛盾。

如果在开发更高速网络的同时不去开发演示更丰富、更灵活、费用合理；下一代应用需要的网络服务技术的话，NGI初始行动将会失败。

需要开发和演示的网络服务的主要领域和相关协议如下：

• 服务质量（QoS）
• 安全和可靠
• 网络管理，包括服务体系结构、服务因素、测量、统计、分析的定义和工具
• 路由、交换、多播、可靠传输、安全、可移动相关的新协议或是更新的协议
• 计算机操作系统，包括因先进计算机结构而产生的新需求
• 合作性、分布式的应用环境

目标2的策略

实现目标2的主要策略是资助学院、政府和企业R&D组织，开发网络结构和应用所需要的服务、协议和功能。这些工作将在开放的技术转移环境中、在协作的环境中开展。IETF、ATM论坛、Educom等都是这种环境的例子。

这种决定了原来的INTERNET成功的策略能够创造一种环境，在这种环境中能出现好想法，策略能使团队内交流产品的各种公开版本和服务。研究组织使用公开发布的软件和规范，同时提供免费软件和商业软件。这种策略为实现成功技术提供了有效开发、选择、分布机制。

成功实现目标2的主要因素如下：

服务质量：网络上端到端的服务质量（QoS）实际上将是可计量的。诸如端到端延迟、数据包丢失、数据包到达抖动、确实保证的最小/最大带宽分配等QoS参数，被用来为下一代应用所需的服务定义技术规范。开发人员将定义并不断测量重要的、所有的目标2的应用QoS参数。

安全和可靠性：对安全和可靠性的度量将作为目标2的一部分。度量将对安全和可靠性做数量上的分析，判定当今的INTERNET网络的脆弱性，以使人们可以改进安全性能，并给出具体评价。本领域的目标使实现安全的网络，以便使个人和企业信任该网络能够传输机密信息，而不会被泄密和被修改，同时还可以提供认证的交易和访问服务。