计算机网络的前沿技术

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浅析计算机网络的前沿技术

摘要：计算机网络技术是当前发展速度最快、生命力最强、对人类社会影响最大、新技术新工艺涌现最多和最猛烈的前沿技术。目前比较热门的关键技术有云计算、软交换以及IMS等。

关键词：计算机网络云计算软交换 IMS

1.引言

21世纪已进入计算机网络时代。计算机网络的极大普及，使它成终结孤单歌词为了计算机行业不可分割的一部分。计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。而计算机网络技术则是通信技术与计算机技术相结合的产物，它在迅速地发展着，对世界、社会和人类都产生了巨大的影响。

目前，计算机网络学术界和技术界对许多计算机网络的前沿技术进行着认真刻苦的研究工作。其中比较热门的研究技术涵盖了云计算、软交换以及IMS车内除味等。

2.云计算

云计算(Cloud Computing)是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现；云计算也是虚拟化(Virtualization)、效用计算(Utility Computing)、IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服务)等概念混合演进并跃升的结果。其最基本的概念，是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。透过这项技术，网络服务提供者可以在数秒之内，达成处理数以千万计甚至亿计的信息，达到和“超级计算机”同样强大效能的网络服务。所以从最根本的意义来说，云计算就是利用互联网上的软件和数据的能力。

最简单的云计算技术在网络服务中已经随处可见，例如搜寻引擎、网络信箱等，使用者只要输入简单指令即能得到大量信息。未来如手机、GPS等行动装置都可以透过云计算技术，发展出更多的应用服务。进一步的云计算不仅只做资料搜寻、分析的功能，未来如分析DNA结构、基因图谱定序、解析癌症细胞等，都可以透过这项技术轻易达成。

笔者认为，云计算技术具备以下四个显著特征。

第一，云计算提供了最可靠、最安全的数据存储中心，用户不用再担心数据丢失、病毒入侵等麻烦。

大家应该都能体会到，数据保存电脑里实际上并不安全。电脑可能会因为损坏，或者被病毒攻击，导致硬盘上的数据无法恢复，而有机会接触私人电脑的不法之徒也可能利用各种机会窃取里面的数据。反之，当用户的文档保存在类似Google Docs的网络服务上，当用户把照片上传到类似Google Picasa Web的网络相册里，就再也不用担心数据的丢失或损坏。因为在“云”的另一端，有全世界最专业的团队管理信息，最先进的数据中心保存数据。同时，严格的权限管理策略可以帮助用户放心地与指定的人共享数据。

第二，云计算对用户端的设备要求最低，使用起来也最方便。

用户可以在浏览器中直接编辑存储在“云”的另一端的文档，可以随时与好友分享信息，不用担心软件是否是最新版本，也不用为软件或文档染上病毒而发愁。因为在“云”的另一端，有专业的IT人员维护硬件，安装和升级软件，防范病毒和各类网络攻击等。

第三，云计算可以轻松实现不同设备间的数据与应用共享。

在云计算的网络应用模式中，数据只有一份，保存在“云”的另一端，用户的所有电子设备只需要连接互联网，就可以同时访问和使用同一份数据。比如说，当用户使用网络服务来管理所有联系人的信息后，就可以在任何地方用任何一台电脑到某个朋友的地址，可以在任何一部手机上直接拨通朋友的电话号码，也可以把某个联系人的电子名片快速分享给好几个朋友。当然，这一切都是在严格的安全管理机制下进行的，只有对数据拥有访问权限的人，才可以使用或与他人分享这份数据。

第四，最后，云计算为我们使用网络提供了几乎无限多的可能

云计算为我们完成各类应用提供了几乎无限强大的计算能力。想像一下，驾车出游的时候，只要用手机连入网络，就可以直接看到自己所在地区的卫星地图和实时的交通状况，可以快速查询自己预设的行车路线，可以请网络上的好友推荐附近最好的景区和餐馆，可以快速预订目的地的宾馆，还可以把自己刚刚拍摄的照片或视频剪辑分享给远方的亲友……

现今，云计算正处于一个起步的阶段，大大小小的公司提供着各式各样的云计算服务，从软件应用到网络存储再到邮件过滤。这些公司一部分是基础设备提供商，另一部分是像Salesforce之类的SAAS（软件即服务）提供商。现今主要实现的是基于互联网的个人服务，但是云计算的聚合和整合正在产生。

3.软交换

软交换这一术语是从英文单词Softswitch翻译过来的。软交换是一种正在发展的概念和技术，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。软交换的核心思想是通过硬件软件化的思想来实现原来交换业务的控制连接和处理，可以同时在同一个网络上同时提供语音、数据以及多媒体业务。

软交换的体系结构分为业务/应用层、网络控制层、核心交换层和边缘接入层。边缘接入层，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，多采用基于分组的传送方式，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。

在软交换系统中，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革命性的改变。软交换是网络发展的一个重要技术未来汽车修理厂管理制度。

4.IMS

IMS(IP Multimedia Subsystem)是IP多媒体系统，是一种全新的多媒体业务形式，它能够满足现在的终端客户更新颖、更多样化多媒体业务的需求。IMS在3GPPRelease 5版本中提出，是对IP多媒体业务进行控制的网络核心层逻辑功能实体的总称。3GPPR5主要定义IMS的核心结构，网元功能、接口和流程等内容；R6版本增加了部分IMS业务特性、IMS与其他网络的互通规范和无线局域网（WLAN）接入特性等；R7版本加强了对固定、移动融合的标准化制订，要求IMS支持数字用户线（xDSL）、电缆调制解调器等固定接入方式。

IMS体系结构从上向下分为四层：应用层、控制层、承载层和接入层。应用层主要实现传

统的电话业务、智能网的接入以及提供基于SIP的非传统电信业务等；控制层主要完成基本会话的控制、SIP会话路由控制等功能；承载层采用具有QoS保证的IP网进行承载；接入层主要完成各类SIP会话的发起、终结，完成与传统PSTN/PLMN间的互联互通。

目前，IMS被认为是下一代网络的核心技术，也是解决移动与固网融合，引入语音、数据、视频三重融合等差异化业务的重要方式。但是，目前全球IMS网络多数处于初级阶段，应用方式也处于业界探讨当中。

结束语

计算机网络是目前发展最为迅速的前沿技术, 本文所概述的只是其主要的几方面, 此外还有例如无线局域网、路由与交换技术、网络智能体、IPTV等等, 在此就不逐一论述了。

计算机网络的前沿技术

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