互联网诞生以来，IP选路协议的简单性起了非常重要的作用，网络层的选路比链路层的交换更为有效。但随着互联网的进入宽带流媒体等领域，应用的多样性增加了IP协议的复杂性，IPTV等实时业务要求可管理的IP网支持，互联网的安全性、服务质量、可扩展性等问题越来越突出。

　　目前的互联网体制和设计思想是30多年前制定的，尽管当时不可能预见到现在五花八门的应用，但互联网的体系表现出很强的适应性，因此有人认为互联网只需继续它以往的发展路线，即逢山开路，遇水搭桥，不断通过增加新的协议来应付新的应用，这种方式被称为修补式的发展路线。相对而言，另一种发展路线是革命式的，持这种观点的人认为，修补式的发展已到极致，继续就事论事地给互联网打补钉将使互联网变得更复杂和难以把握，网络不堪重负，有失控甚至崩溃的危险，互联网到了凤凰涅  的时候了。

　　无论如何，互联网的发展已经或者即将到了十字路口，需要有一个新的起点。由于目前电信网从流量来说其主体已经是互联网了，因此从电信网和互联网的不同起点分别启动了下一代网(NGN)和下一代互联网(NGI)的研究。NGI和NGN提出的十年，经历了网络泡沫期的热和冷，电信技术和业务面临前所未有的挑战，但对NGI和NGN的研究并未中断。

　　NGN与NGI的异同

　　1998年国际电信联盟ITU-T开始制定全球信息基础设施(GII)标准，产业界提出研究NGN。ITU对NGN的定义是“NGN是基于分组的网络，它能够为用户提供电信业务，它能够利用多种宽带且有QoS保证的传送技术，并且业务有关功能与底层的传送技术不关联。NGN用户可不受限地接入到网络和竞争的业务提供者以及他们所选择的业务。NGN支持通用移动性，将允许向用户提供融合和泛在的业务。”

　　NGN的概念来自较强的电信网的背景，基于互联网的技术但不是其机理，特别强调了基于宽带可管理的IP网(见ITU的IPTV定义)，即采用IP分组交换和无连接，但可能需要以面向连接(例如MPLS)来辅助，以传送面与控制面分离作为主要特征，强调网络集中管理与分布智能结合，期待获得通用移动性、泛在接入性和可管理性及改进的安全性。NGN从目标看似乎是革命性的技术，但从实现的可能性看，近期还是改良性的，NGN可能是包括现有网在内的多个业务功能子系统的综合。

　　美国TIA对NGN的描述特别说明“在单个或多个设施和平台上能够无缝提供音、数据、视频和其他复合的多媒体业务”。ETSI对NGN的定义明确“NGN基于与互联网同样的体系提供固定与移动电信业务及数据网的融合。

　　协调的全IP的NGN网的核心是IMS，它提供一个独立于各种接入技术的平台”。其中IP多媒体子系统IMS基于统一控制面保留了传统电信集中管理的设计理念，继承了软交换基于IP而且承载与业务分离的思想；但同时借鉴了互联网分布智能化的特点，充分发挥终端的智能化优势，用分层开放的体系架构使接入方式与承载分离，将可运营可管理与业务开放性有机协调，实现不同网络层面的业务能力共用，方便地支持在数据应用中加入语音和视频服务，支持移动网与固定网的融合。
　　但IMS也面临基于分散控制的对等通信(P2P)类应用 (例如文件共享)的挑战。

　　目前ITU和ETSI都开发了一系列的NGN标准，但更多的是原则和要求，与指导NGN的实现所需仍有很大距离，标准的开发工作还在继续，一些国家的NGN试验早期较多的是软交换试验，现在主要还是IMS试验。

　　1994年国际互联网工程技术组织(IETF) IPng 提出RFC1752(下一代IP协议)，1996 美国启动 NGI计划，1998年IETF 历经三年研究形成了关于IPv6的第一个协议RFC2460。随后欧洲和日韩也启动了相应的研究计划，1998年美国以启动Internet 2项目为标志正式实施下一代互联网(NGI)计划。同年中国开始IPv6研究。发达国家纷纷开展NGI的研究，不少国家或地区性组织也都建设了规模不等的NGI试验网。在这些试验网中都采用了IPv6协议。

　　人们希望下一代互联网能够改善现有互联网遇到的安全性、可扩展性、业务质量保证等问题，IPv6可以在这些方面起到一些作用，但单纯在地址结构上的变化所能带来的改进是有限的，IPv6不可能根本上解决互联网存在的问题，从这个意义上说，IPv6仅仅是NGI的特征之一，但不是NGI的全部。

　　与NGN不同，有关标准化组织迄今为止并未给出能够达到共识的NGI的明确定义。安全性、普适性、泛在性、可管理性、可扩展性是NGI所期待的目标。

　　目前可以看到的NGI与NGN的异同是：NGI与NGN都基于IP承载网，是否依赖SIP信令是NGN与NGI的主要区别，NGN明确其核心网使用IMS,或至少将IMS作为核心网之一；NGI坚持互联网的基本原则，即无连接、端到端和尽力而为，除了在协议的扩展(例如IPv6)和容量的增加外，还将可能在源地址认证、跨域流控和信令等方面改进。

　　NGI的全球发展

　　NGI的研究比较有名的有美国的全球网络环境创新计划(GENI)和未来互联网设计(FIND)项目。
　　美国的GENI项目最初的目标以创造新的网络和分布系统体系为使命，提出在现有数据报、分组和电路交换范例之外，设计新的命名、寻址和识别体系以及新的网络管理范例，其重点是安全与鲁棒性(新的体系架构中把安全性放在第一位)、具有移动性的普适计算能力、跨越物理与Cyber空间的应用、自治连网。

　　与目前关于NGI的试验基本上还是在现有互联网基础上改进性的不同，FIND的目标是革命性的，研究可支持未来15～20年后应用需要的新一代互联网，不受目前互联网的限制，着眼于互联网体系的再发明，研究端到端的网络体系和分布系统设计，而不是单项技术或子网。

　　FIND的设计思想是切片化、虚拟化、可编程和对用户及应用的个性化优化 。所谓切片化(Slicing)是将网络节点设备按照需要支持的业务类型虚拟地划分资源和处理能力，通过控制面感受用户业务的质量需求并管理和调配网络资源，即引入等级选路的概念以适应QoS的需要。

　　还有一些研究提出了重叠网的概念，一种方案是以MPLS承载IP并以面向连接的虚电路交换取代IP选路，另一种方案是在IP之上架构新的网络，即将IP作为传输层的虚拟网。

　　虽然上述计划的提出者可能也不清楚未来的互联网体系会是怎样以及什么技术能够走到这一步，但并不妨碍众多国家对这些计划的关注。因为在30多年前，当ARPA网启动时，也没有人很清楚互联网是什么样的。

　　互联网永远超出人们的想象，敢于否定自己，超越自我是互联网的成功经验，今后互联网的发展仍然需要这样的精神。

　　中国下一代互联网示范工程(CNGI)项目

　　中国开展了多项NGI和NGN的试验，其中影响最大的是中国下一代互联网示范工程(CNGI)。
　　CNGI要追溯到2001年年底。当时有57位院士联名写信给国务院的领导，希望能在中国建设一个第二代互联网的学术网，当时的定位还是一个互联网的学术网络。后来在国内的一些其他的项目里也提出要研究NGI这样的内容，提出了建设试验平台的要求。为了避免重复，国家发改委在2002年8月开始组织了一个关于互联网发展的战略专家委员会，经过半年多的研究，将我们要做的工作就叫做CNGI，即中国的下一代互联网项目，并且将项目的目标定位为下一代互联网的示范工程。

　　当然，在议论的过程中，曾经也有一些争议：究竟是做NGI还是做NGN？究竟是定位在学术网还是示范网？究竟在将来要不要走上应用和商业化？是仅仅做一个平台，还是希望这个项目同时带动研究开发和产业化？

　　2003年3月，我们完成了这个战略研究报告和关于CNGI项目的实施方案，并报告给国家的有关主管部门。2003年7月25日国家八部委联合向国务院报送“关于推动我国下一代互联网有关工作的请示”， 8月11日国务院主要领导审示原则同意。CNGI项目的总体目标是：“建设国家创新能力信息基础设施平台，提供基础性研究和技术开发试验环境，攻克下一代互联网及其重大应用的基础性技术和关键技术，进一步推动并实现产业化”。

　　CNGI项目由国家发改委牵头，联合科技部、教育部、信息产业部、国家信息化办公室、中国科学院、中国工程院和国家自然科学基金委共同来组织。2003年9月12号发改委发出关于下一代互联网示范工程建设有关工作安排的通知，明确近期工作重点、经费安排和组织协调，进一步明确“依托工程院成立专家委员会，对总体方案进行细化，制定示范工程阶段计划，在工程建设中提出具体技术指导意见，并研究确定基础性研究、示范工程关键技术试验与重大应用示范、关键设备与软件研发和产业化指南方案。”2003年11月24日国家发改委正式批复给工程院，原则同意工程院所报的CNGI核心网示范工程建设项目可行性研究报告。

　　随着核心网建设的不断深入，2005年、2006年、2007年先后布置了产业化、研发、应用试验、驻地网等项目，其中2005年69项，2006年34项，驻地网273个(高校驻地网100个、研究院所驻地网100个企业研究中心驻地网73个)。

　　按照国务院的批复，CNGI核心网在“十五”期间需要建成具有位于我国20个城市的30个节点和两个国际交换中心以及节点间光纤传输系统组成的示范网络。CNGI核心网实际建成包括22个城市59个节点以及北京和上海两个国际交换中心的网络。CNGI示范网的建设为我国高校和研究机构及企业的技术研发中心提供了研究开发和技术试验及应用示范的平台。仅以CNGI-CERNET2为例，接入该网络的高校和研究单位超过160个，为高校的教学和科研提供试验环境。在北京奥运会期间，CNGI国际/国内互联中心CNGI-6IX作为奥运官方网站镜像节点，宣传报道北京奥运会的情况 。CNGI示范网为40余项CNGI技术试验、应用示范和产业化项目提供技术试验和成果测试环境。CNGI示范网还为国家自然基金会重大项目、973计划、863计划等项目及国家支撑计划重大项目提供了研究试验环境。中国科学院利用CNGI开展包括科学数据网格、虚拟天文台、高能物理研究、中国地学研究数据网、国家科学数字图书馆等应用和研究。

　　我国主要电信运营商通过参加CNGI示范网建设和试验，建设了一个可扩展、高可用、具备一定QoS和安全性的融合的业务承载平台，开展了新型电信业务的应用试验，成为电信公司的转型和技术演进的试验网。中国电信在IPv6 QoS方面开展了地址标识的试验研究。中国联通开展IPv6移动终端、Pv6商用智能小区、基于CDMA-1X开展了智能交通(北航)等应用研究。中国网通提供了近50个奥运场馆100个监控节点的实时视频、温度环境监控，在北京奥运会期间发挥了积极作用。中国移动重点开展移动网络IPv6引入试验，开发移动多媒体通信应用。中国铁通开展具有铁路交通特色的技术和业务试验。

　　在CNGI项目的支持下，获得了一批系统、设备、终端、芯片和软件的成果，其中一些已形成了产业并投入应用，为我国下一代互联网产业的发展奠定了基础。

　　该项目有多项重大创新，例如真实源地址应用、通用业务平台、电信级承载网、IPv4 over IPv6等。特别是在国际上首先建设纯IPv6大型互联网核心网、第一次提出基于真实IPv6源地址的网络寻址体系结构和IPv4 over IPv6网状体系结构过渡技术,这些技术由我国专家提议列入IETF的研究重点，以此为基础形成了IETF的标准文档RFC,开始改变了过去在IETF中仅有几份而且仅是因为中文的特点才被列入RFC的状况，目前CNGI的项目承担单位向IETF提交RFC草案8项。

　　在ITU关于NGN和IPTV的标准化工作中，我国已成为重要的推动力量，由我国主导的一批建议获得批准，例如Y.2601未来分组网络的主要特征和要求和Y.2611未来分组网络的高层体系架构。向国际标准化组织ISO/IEC JTC1/SC27提交草案一项、向国际移动通信组织OMA提交文稿27项、下一代网络安全接入技术的基础结构国家标准4项、“闪联IPv6”等国标草案十多项、中国通信标准化协会(CCSA)等行业标准十多项。根据对100个项目组的统计，73%的项目组都申请了专利，共计763项，绝大多数为发明专利，已取得授权12项，在国外申请的专利17项。另还获得一批软件著作登记权。

　　总之，CNGI已成为我国研究下一代互联网技术、开发重大应用、推动下一代互联网产业发展的关键性基础设施，为提高我国在国际下一代互联网技术竞争地位做出了重要贡献。

　　CNGI项目的特点

　　官产学研用结合

　　在我们国家级网络的科技研究项目中，很少有八个部委同时联合支持的情况，至少在网络的研究和实验的一些工程上还没有先例。此项目由五大全国性电信运营商和教育科研网、一百多所高校和研究单位、几十个设备制造商承担，涉及上万人参与，产学研用合作，在中国通信网络科技工程建设史上是第一次，对我国下一代互联网技术和产业的发展具有深刻影响。

　　CNGI项目很好地将国家意志、市场需求和企业目标结合，很好地将科学研究、技术开发、网络建设和产业发展相结合，将高技术产业化项目与科学工程结合，为科学研究提供了一个通用平台，CNGI也成为电信公司的转型和技术演进的试验网，示范网不仅是一个试验网也是一个可商用的网络。CNGI项目调动了企业参与的积极性，国家投入资金近8亿元，据不完全统计已吸引项目参与单位投入24亿元，企业投入的比例大大超出立项时的估计(2003年八部委上报国务院的报告预算“十五”期间CNGI项目国拨10亿元，企业自筹4亿元)。以企业为主体，发挥运营商的应用导向作用

　　国外关于下一代互联网的研究较多是由自然科学基金支持的学术性研究，在这些项目中企业作为网络或设备供应商而不是参与者，没有明朗的应用计划或商用时间表。在我国CNGI项目中，企业作为主体来参与，而且发挥运营商作为应用龙头的牵引作用，项目的产业化和应用目标比较明确。运营商提供他们的传输资源，并贡献已有的一些网络资源到这个工程来，节点之间10G或2.5G光缆系统都是承建单位主动且免费提供给项目试验用。电信运营商认为这是促进运营企业参与技术创新的好机会。

　　CNGI设计了6个主干网，由五个电信运营商和教育科研网分别承担。我们鼓励不同的网络具有不同的特色，只要它们公共的接口是相同的就能够互联。例如在CNGI的主干网中，有的支持纯IPv6，也有一些采用双协议，同时支持IPv6和IPv4。不同特色的主干网为试验和创新提供了空间，例如可以测试同样一种业务经过采用不同技术路线的主干网时对QoS和安全性的影响，此外，不同运营商关注的应用会有不同，多运营商的参与将使未来CNGI的应用更丰富。

　　与国外进行的NGI试验不同，由于我国电信运营商的积极参与，CNGI重视支持QoS的体系和技术的研究，以走向商业应用为目标关注网络和业务的可控可管，特别是对无线和移动业务的支持。国外的NGI是从固定接入开始，而CNGI从开始就把移动的IPv6应用纳入到我们实验的项目里，因为移动互联网将首先需要IPv6应用，真正的IPv6应用是NGI发展的一个很重要的驱动力量。

　　CNGI项目在国际上第一次提出鼓励开展旨在促进NGI与NGN在技术发展方向上协调的研究试验，开发支持NGI并有可能向NGN发展的网络软、硬件和应用，简言之，CNGI在探索NGI与NGN的融合之路。

　　为产业化奠定基础

　　CNGI项目的实施使我国在下一代互联网的研究迎头赶上。我国现已建成世界上最大的IPv6示范网络，在IPv6的路由器开发上已领先国外产品，在真实源地址的应用研究等方面也走在国外的前面，美国互联网技术的创始人预言中国的IPv6商用会先于其他国家。

　　在CNGI的核心网建设启动时国产IPv6设备尚未开发出来，而国外的IPv6设备虽早已部署开发却因市场尚未明朗而进展迟缓，我们要求CNGI核心网和驻地网设备要以国产为主，促进了国产设备的加速成熟。目前国产IPv6核心路由器等占项目同类设备投资50%以上并在CNGI重要节点上担纲主力。CNGI为国产设备的改进成熟提供了环境，实践表明国产设备性能稳定，改变了我国网络新上系统和设备几乎全是国外产品甚至在多年后国产设备也很难占有一席之地的局面。国产设备使工程造价大大下降，在投资不变的情况下核心网的节点数增加了近一倍。

　　探索管理模式创新

　　CNGI项目的实施体现了集中力量办大事的社会主义优越性，由国家发改委、科技部、自然基金委、信息产业部等八部委联合组织实施，促进了产学研相结合，探索了具有中国特色的重大工程组织管理模式。国家八部委组成CNGI项目领导小组，依托中国工程院组织CNGI项目专家委员会，负责制定研究开发方向和各分项的技术要求以及对项目的实施进行管理协调。专家委员会对CNGI的重要项目安排第三方测试，要求设备开发和产业化项目所开发的设备必须连到CNGI示范网上检验其性能和功能，由核心网承担单位给出评价，所有项目委托各项目对应的主管部门组织验收。这种对成果的认定方式较之通常的鉴定会更可信。

　　总之，国家启动CNGI示范工程的战略决策是十分正确和及时的，为我国科技中长期规划和“十一五”发展计划中优先发展下一代互联网主题奠定了重要基础。但是也要看到，CNGI示范网络总体使用效率不够高，特别是运营商的使用主动性还不够明显，CNGI的创新应用不够多；我国已经开始冲刺互联网国际标准，但是总体上还比较弱，要获得国际认可还要付出更大的努力；产学研用结合还不够紧密，对企业的带动作用还不够，尽管参与CNGI项目的各类厂商比较多，但尚未形成包括设备制造、网络运营、软件和信息资源开发、信息服务、终端研制的产业链，需要在下一代互联网领域建立若干国家工程实验室和国家工程研究中心，促进信息产业实现跨越式发展；CNGI项目培养了我国的下一代互联网技术和管理人才，但是人才队伍的数量和质量还不能满足参与激烈国际竞争的要求。

　　与此同时，下一代互联网的国际竞争也更加激烈，美国、欧洲、日本等发达国家和地区审视了技术路线和发展趋势，重新制定了下一代互联网发展计划，一些发展中国家和地区也启动了下一代互联网研究计划。在CNGI计划实施4～5年以后，迫切需要总结和评估项目的实施情况，面对国内外新形势，站在国家发展战略高度制定未来5～10年的发展计划，将CNGI项目在目前的基础上向深度和广度发展，形成我国的下一代互联网产业化联盟，使CNGI项目在产业方面开花结果，推动我国互联网业务与应用的发展，在国际下一代互联网技术竞争的长跑中争取主动，为国民经济和社会信息化提供强有力的支撑。