神马文学网什么是Internet2 ?
来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/04/29 06:57:53
什么是Internet2?
1996 年，美国34 所高校联合发起建设Internet2。1998 年美国100 多所大学联合成立UCAID (University Corporation for Advanced Internet Development)，专门从事Internet2 研究计划。Internet2 到目前为止是由美国202 所大学、协会、公司和政府机构共同努力建设的网络，它的目的是为美国的大学和科研群体建立并维持一个技术领先的网络，充分实现宽带网的媒体集成、交互性以及实时合作的功能，推进全球范围内高层次的教育和信息服务，开发下一代互联网高级网络应用项目，如数字图书馆、虚拟实验室、网络教学、远程医疗和远程浸入(Tele-immersion)。大量的交互式图形/多媒体应用包括科学研究可视化、合作型虚拟现实（VR）和3D 虚拟环境都是Internet2 研究的课题。
Internet2 也为各种不同服务政策提供了试验场所，比如怎样对预留带宽进行收费等，同时也是衡量各种技术在大容量互联点（gigapop，gigabit capacity point of presence)效能的场所，比如本地超高速缓存和复制服务器，以及卫星上行和下行链路对提高网络性能的作用等。
UCAID 还建设了另一个独立的高速网络试验床Abilene，并于1999 年1 月开始提供服务。
Abilene 是一个先进的主干网络 ,它支持由Internet2 团体发展起来的新的应用项目的发展和部署。为了让州和地方教育网络连接到Abilene, Internet2 的大学成员还发起了SEGP 计划(教育机构参与的赞助计划，sponsored education group participant)，目前已有25 个州的教育网络与Internet2 主干网相连，其中62%的州连入速度超过155mbps，75%的州可以做组播，67%的州教育网络提供多点会议服务。46%的州教育网络提供其他的视频服务 (MPEG,Access Grid Node, etc.)。此外，社区学院、公共图书馆、参与k20 计划的学校以及博物馆、动物园、水族馆、科技中心、医院等都有一定比例的单位得到了连入资助。
Internet2 对于高等教育的重要性
因为因特网上运行的TCP/IP 协议第4 版即IPV4，不具备服务质量保障特性，不能预留带宽，不能限定网络时延。因此，目前的因特网无法支持许多新的应用，如实时远程教学、远程医疗诊断和实时学术交流。Internet2 是针对Internet 的不足，专门为满足教育科研的需求而研制的。其对高等教育的意义在于：
1． 促进了教学与现实的结合
在Internet2 上，可以有效地实现数据的实时采集，对远程仪器的实时操作和控制，可以实时观摩、观察，缩短了理论与实际的距离，不仅可以提高学生的学习兴趣，还可以促进学生解决实际问题的能力。
2． 促进了全球知识的共享和交流
基于Internet2，视频会议系统将大量用于实时授课和讨论，使得聆听顶尖专家报告成为可能，这对于提高教学质量和授课效果无疑会有很大的影响，特别是对于远程学生
3． 促进协作研究合作发展
在Internet2 上，多种渠道的交流方式，以及新型协作工作环境的研发，不仅促成了网络虚拟社区的建设，也促进了网络协作小组的形成。相信，随着Internet2 的发展，其上的创新应用模式还会层出不穷，为高等教育人才培养和科学研究所带来的便利也将越来越明显。
Internet2 目前在高等教育中的应用
目前Internet2 在高等教育中的应用都是一些创新模式的探讨，集中于远程实时数据采集、实时音视频、实时交流和虚拟实验室等方面，下面是一些已经开展的研究和应用实例。
1.采集实时数据用于课程学习
威斯康星大学的气象课程（introduction to weather and Climate， University ofWisconsin-Madison，http://cimss.ssec.wisc.edu/wxwise/class/aos100.html），在教授基础的大气知识之余，还安排学生学习科学家是如何通过实验室的网络观察世界的，学会如何阅读气象图，如何做预报。教学中采用了两种软件工具VISITView 和 Vis5d，前者是根据国家天气服务需要发展起来的一种以网络为基础的远程培训和实时的合作工具，它提供影像动画、影像的突然上升、影像着色、以及允许多个合作者共同操作影像等多种功能。Vis5d是由威斯康星大学空间科学和工程中心开发的软件，可以将由各种各样的天气测试仪提供的数据形象化。学生可以使用这两种软件将通过Internet2 从各种各样的数据装置中收集数据，制作成形象的气象图。高速网络也使远程操作一些昂贵的设备成为可能，解决了设备缺乏问题。如天文学家查利泰勒思科通过Internet2 遥控远在4500 英里之外的，位于夏威夷毛那奇山顶的直径达八米
的天文望远镜。通过PC 机上的视频会议程序，泰勒思科可以遥控控制室里的摄像头，并与天文台的同行热烈交谈。而在此以前，来这儿观测的天文学家要小心地带着仪器，爬到山顶进行观测。但当观测者到达山顶时，可能正好碰到有乌云遮挡，而造成无法观测的情况。 有了Internet2，情况就大不一样了，当天气适于观测时，格美尼天文台可以及时通知天文学家登录Internet2，遥控观测和收集数据。这样既可有效地提高天文望远镜的利用率，又可使观测者收集到高质量的图像和数据。再比如，借助Internet2，科学家远在2300 英里以外的雷蒙德(华盛顿州中西部城市，位于华盛顿湖以东西雅图郊区，是住宅区和工业区，人口35,800)就可以操纵悉尼大学浸礼山校园的纳米装置进行科学实验。在纳米操纵器的一端是一个显微扫描探头，在另一端是一台运行着复杂的三维建模软件的计算机。 使用一种特殊的被称为“幻影”的操纵杆，研究人员可以操纵细小的微探头，扫描作为血液组成基本元素的凝血纤维蛋白的表面，它的高度仅有50 纳米。幻影的力反馈机制使得科学家通过捕捉相应的数据就能模拟感受血液自然运动过程中触摸、挤压、分裂纤维蛋白的感觉。
2.真实感教学
威斯康星大学的一位教授，讲授蓝调音乐课（http://144.92.94.181/itblues/），该课程的教室与校外的一个音乐俱乐部，以及远在芝加哥的著名蓝调木琴演奏家和教育家Billy Branch 的演出场地之间通过internet2 相连，用基于H.323 视频会议系统实现实时欣赏。
3．随时随地学习
西北大学教授David Uttal 负责教心理学课程（ Psychology 110 ，
http://www.northwestern.edu/it/UCIT/digitalmedia/uttal.asx），因为课程是学生较多的讲座式教学，学生不能与导师就内容尽情地交流。于是，该教授使用技术弥补这一缺陷，建立了课程网页，囊括从大纲到最后一个阶段的广泛资源，而且还提供24 小时可以进入的讲座视频。学生可以使用视频播放器浏览 MPEG-1 视频文件, 这些文件在Internet2 网络上畅通无阻。
4．远程互动教学
跨越太平洋的互动远程教育（Transpacific Interactive Distance Education ，http://www.cdi.ucla.edu/partners/kyoto/kyotoclass.html）是日本京都大学和加州大学洛杉矶分校的联合试验项目，采用MPEG-2 视频会议系统为太平洋两岸提供同时教授的课程.这个跨越太平洋的远程教育创举使东京和洛杉矶的教授们不仅能活生生地出现在本校学生的面前，同时也能出现在太平洋彼岸教室的大屏幕上。两地的学生不仅仅可以实时提问及得到回答，而且可以和对方学校的学生进行互动。使用高速网络，包括Abilene 网络，不仅可以实现演讲的同声的传送，还可以通过实现示范表演、图表图画、影像、声音以及计算机模拟的传送来丰富课程内容。
5．虚拟社区
各地计算机联盟正在组织一系列谈话会，东北大学和西北大学的分布式谈话会就是其中一个典型的代表（Distributed Rap Sessions Northwestern University Northeastern
University ，http://www.npaci.edu/Outreach/CDC，
http://www.northwestern.edu/it/UCIT/digitalmedia/taylor.asx）。谈话会聚集了Internet2 的成员大学及其它一些学校的本科生和研究生，包括西北大学，波士顿大学，东北大学，达茅斯，哈佛大学，伊利诺斯大学和新墨西哥大学。通过网格计算以及一些合作资源，地理分散的参与者形成出便于交流合作的“虚拟社区”。每次谈话会的录音都被保存起来，作为摩托罗拉实验室研究Access Grid 如何支持信息交互的依据。
5．分布式多方合作环境（E-Quad: Advanced Collaboration Environment）
基于伊利诺斯大学厄巴拉香槟分校开发的合作工具，多个学科领域老师和学生就共同关心的问题，在一起工作研究，并引进各个领域（例如：政治、文化、技术、经济）的专家（http://tek13.spcomm.uiuc.edu/contractor/equad.pdf）。使用视频流媒体通过Internet2 网络以及以网络为基础的教学工具在学生和教师之中创造出虚拟工作组。波士顿大学的计算机教授们正在尝试通过Internet2 与现实世界的动态模型对接，创造一个可供多人共享的虚拟世界。这所大学的罗伯特·普特南教授和同事已经开发出初级版本，当他们在“虚拟世界”中控制着数字模型的动作时，现实世界中遍布全国的动态模型也会像牵线木偶一样做出相同的动作。目前普渡大学、南加州大学、宾夕法利亚大学，加州圣巴巴拉大学都在使用高带宽的视频会议、网络技术以及合作软件实现分布式的教学合作环境。
Internet2 核心技术
Internet2 的核心技术主要包括：新的Internet 协议IPv6,，组播(Multicasting)，区域性的大容量互联点 Gigapop (gigabit points of presence)，服务质量(QoS)和安全机制。
１、 IPv6 路由
（1）地址容量巨大 IPv6 的标头中地址位占有128 位，比IPv4 的32 位地址扩展了96 位，这种地址位的设置可以充分满足未来社会对互联网IP 地址的需求。
（2）移动性功能强 IPv6 采用了层次化的地址结构，类似于电话号码的分布结构。在128 位地址中前64 位表示网络，后64 位表示主机节点。前64 为中有13 为称作顶层聚类（TOP-levelaggregation），专门标志一个国家或大机构，8 位扩展。接着24 位表下一层聚类（Site-levelaggregation），可用于ISP 公司，还有16 位表下一级单位。优点是减少了路由表的量，层次分明，移动节点可互相通信。
（3）强大的安全功能 在IPV6 协议中优良各扩展标头—认证（Authentication）和加密（Encryption）。
（4）高效的服务质量（QoS） 提高服务质量就是要做到时数据在传输过程中的延时、变化、丢失等标志满足用户的需求。而目前的IPv4 协议是基于“数据报”的传输模式，分组相互独立的进行路由选择，没有“连接”概念，也没有“服务质量”的模式。专家们提出“资源预留”（ReservationProtocal）的协议。原理是在路由器中为实时数据流预留充足的资源，采用异步分组交换技术是服务质量得到保证。该协议还在研究阶段。
２、组播(Multicasting)
这种设施可使信息生产者只要往网络上发送一份拷贝，不管接收者有多少，网络将在需要时复制这种数据，并找到需要数据的主机。目前因特网上所实现的组播受限于IPV4 和当前因特网速度限制，能做的事相当有限。只有在下一代因特网环境中才能真正做到组播。
３、服务质量（QoS）
服务质量（QoS）是提供不同档次因特网服务的机制。允许区分不同优先级的应用，并对不同的需要设置权限，提供不同服务质量的网络通信服务和收取不同的费用。这种方法具有平衡带宽、达到服务质量和流控制要求的功能；服务质量的分析工具可以发现没有达到付费标准却使用优先服务的用户；创建服务质量的经济模型，评估网络资源，特别是稀缺网络资源的价值。QoS 提供的服务体现在下面五个方面上：
传播速度：数据传送率最小值与可以忍受的最大值。 例如，用户可以请求数据速率不低于50Mbps 的连接，并不高于100Mbps。限制延时与延时变化：主要指图象与传送实时信息信号最大中断时间。
吞吐量：在指定时间内数据传送的总量。 用户可以规定，例如，10 分钟内传送一万亿字节的数据。
时间表：服务所需的开始与结束时间。
损失率：在指定间隔内预计的最大数据包的损失率。
服务质量的要求越高，所需的网络资源就越多，对其他用户来说，一项要求的争议就越大。提供服务的成本必须让用户充分明了，网络运营者不鼓励他们要求获得过高级别的服务。
我们期望第二代因特网可以解决IP 路由器的数据传播问题，并预计RSVP 及相关协议将会解决质量服务需求。
４、Gigapops （以美国为例）
逻辑上，gigaPoP 是一个区域性网络连接节点，为数个Internet2 成员提供接入内部gigaPoP 网络的服务。组织上，gigaPoP 将由一个或数个大学负责运营和管理，尽管可能会有例外。例如，联合实体可能被指定负责某些gigaPoP 的运营，而大学可能会以自己或相邻机构的名义运作某些网络，而其他网络则可能由商业机构负责运营。指定一个组织负责所有gigaPoP 的运行，是不切实际的，也是不可能的。Gigapop 的运作和协调需要由一个伞状组织来进行，其结构需要进一步讨论。这种运营模式的先例在早期互联网中存在，现在北美网络运营集团依旧如此。此外，联合实体必须决定接入gigaPoP 的通用标准和管理协议通用标准。在物理上，gigaPoP 是具有保护功能的环境调节场所，能够安置许多通信设备和支持硬件，以及连接Internet2 成员网络和外部数据传输网络的线路终端。Internet2 和商用Internet2 都被假定为非传输性网络，也就是说，它们不需要在gigaPoP 与普通互联网之间传输数据。Gigapop 通过适当的IP 路由管理，充当非传输性网络的终端用户。Internet2 gigaPoP 将不为商业传输网络服务，而仅仅传输Internet2 网站之间的数据。
gigaPoP 的主要功能是以特定的带宽和其他QoS（Quality of Service，服务质量）特性在Internet2 网络内部交换数据。此外，标准IP 通信能与那些在gigaPoP 内拥有终端的商用互联网服务提供商（ISP）交换数据，以满足Internet2 成员校园网与其他ISP 节点之间对独立高速连接的需求。特别的，gigaPoP 可能会将Internet2 校园网连至其他大城市区域网（如提供地方远程教育）：
* Internet2 成员想要交流的合作研究者和其他组织
*其他专用高性能宽带区域网，例如政府为特定研究机构建立的网络
*其他网络服务，如商用互联网骨干网络提供商
Internet2 gigaPoP 的主要功能是，在联网的Internet2 会员网络与核心Internet2 网络之间，
按照特定带宽和其他QoS（Quality of Service，服务质量）属性，协调通信量。
对于Internet2 来说，其关键技术在于gigapop 的设计。gigapop 必须满足特定的功能要求，如：支持新版通信协议IPv6，具有足够的容量，采用vBNS 的ATMPVC 链路，使“包”的传递损失接近于零，合理地分配带宽，分别计算费用等。
4、ATM 层的路径信息
ATM 路径信息将变得十分必要，因为希望进行的同QoS 相关的许多网络功能实验包含ATM 层的动态资源分配。估计ATM 能够使用一些功能的永久性虚拟连接（例如，传送那些不需要特殊虚拟连接的IP 包）并对其它功能的虚拟连接进行转换。若可能，被转换的虚拟连接总是比永久性虚拟连接更为可取，它可以使配置的复杂性降低到最小程度并且在网络出现问题时，为路径变更提供支持。ATM 的内部网络路径已经被开发出来了。目前，在任何商用ATM 产品中，都没有可以利用的保险过滤层。虽然如此，ATM 路径却具备有效的QoS支持。在更加复杂的路径出现前，ATM 路径是不会有过滤层的。但由于近期内可以与ATM协同工作的站点为数不多，并且站点间的协调紧密，因而没有过滤层也是可得通的。
5、网络安全
第二代因特网的安全问题可以分为三类：
网络系统攻击。这类针对网络基础设施的攻击是个人为了使网络系统降级或崩溃而发出的。未经授权擅自使用网络。由于第二代因特网提供不同级别的服务，与之相对应的是不同的资源和费用管理。网络运营者必须防备那些试图逃避管理的行为。使用网络不当。这种情况不会影响网络本身，但是会给终端系统或网络使用者带来问题。它们能侵入计算机系统、在网络上窃取有用资料以及进行其他犯罪和违规行为。网络运营者必须懂得各类攻击的传统知识和最新方法，还必须明白何种措施能够探测和抵制这些攻击。与其他网络运营者及组织密切合作是必要的。
因特网所采取的策略一直都是让终端系统负责应用软件的安全。然而，所用的协议和工具只能非常缓慢地实现这一策略目标。这样，就出现了一些安全措施，如网络上采用的防火墙。虽然在网络这一层次上，为应用软件所提供的安全措施非常有限，但在第二代因特网中仍将采用这些措施来确保应用软件的安全。
Internet2 发展
Internet2 的发展工作都是有它的各个工作组来做的 ,它的发展潜力和前景也就取决于工作组所进行的工作。每个工作组从事一个技术领域，工作组的成员来自Internet2 的机构成员和合作伙伴。每个工作组都有专门的网页说明他们的工作目标、重大事件以及最新信息。
工程组解决硬件铺设各方面的问题，涉及IPv6、组播 、QoS、路由 、安全等；应用组开展特定领域在其上的应用，但目前只有艺术和人文分组网页可进入；端到端性能组（End-to-End Performance）关注协作方面的最佳实践、发展趋势；中间件组（Middleware）在研究安全认证中间件之外，还开展了针对教育领域的中间件研究，MACE （ MiddlewareArchitecture Committee for Education），旨在建设一个全国性的可互操作的中间件架构，以满足教育和研究领域的学术和行政需要。
目前，Internet2 对美国高等教育的影响还没有大规模深入地展开，原因可能在于新的技术并没有成熟到可以大规模地投入使用，新的技术还没有形成协调的一整套方便推广，还有也许就是商业运作的机制也不易达成大规模的采用新技术。虽然当前的Internet 中没有使用Internet 2 的服务和设备，但Internet 2 对与Internet 相关的企业的影响越来越大。Cisco 生产的路由器已经应用于Internet 2 的试验台。边缘计算和分布存储设备及服务也因受到Internet 2 的影响而得到了很大的发展。
链接 http://www.internet2.edu/
互联网是如何扩展的？先看互联网音频。有些人说，音乐下载约占去互联网能力的一半。当然，这可能夸大其词了，另外，似乎也没办法获得准确数据。但可以肯定的是，音乐发烧友对用网络下载他们喜欢的音乐情有独钟，且这种情形不会停止。
再来看IP视频。视频对网络提出了极限挑战，即使是传输压缩文件，也会对带宽有巨大要求。在网络中流走的视频点播和IP视频将于有线电视分庭抗礼。高清电视已现端倪且稳步增长。如果不是全部的话，这些视频信号中的一部分将通过网络传播。其中一些还将被发送给手机。
基于互联网的语音传输(VoIP)是使网络信息流量增加的又一因素。它虽没有数字音乐或视频那么大的流量，但我们将逐步向一个完全VoIP的电话系统过度。目前的交换电话网络仍将与我们长伴。但VoIP将稳步攫取越来越大的市场份额，最终会占有互联网更大的流量。
一个更意味深长的趋势是青年人更多地利用互联网获取新闻。电视仍然普及，但互联网成为众多消息来源的首选。在很多城市，报纸销量每年以1%到2%的速率递减，它令众多传媒公司关注。为通过报纸扩展各自业已殷实丰富的信息量，网站以硬拷贝为代价。
M2M浮出水面
M2M通信也许是增加数据量和互联网流量最出乎意料的来源(见图)。任一款包含嵌入式控制器的设备(眼下，这种设备比比皆是)，都有可能连入互联网。包括传感器、控制器、家电、机器工具等在内的这些东西，不久将不仅与使用它们的人“对话”，它们彼此之间也会进行“交流”。
到底什么是M2M？对它的定义是：它是一种整合了通信、计算、软件、传感器和功率技术，支持物理、化学及生物系统和过程的远程人机交互新技术。例如，对温度、光亮、压力、气体及其它物理特性的感测以监护生命、健康、财产、安全和雇员效率。可通过GPS、RFID和其它技术对人、动物、车辆和资产设备进行定位。网状传感器网络将连至互联网以对前所未闻规模的各种遥测应用的各种数据实施采集、分析和诠释。
对控制来说，M2M能驱动电机、电磁阀、灯光、镜面及其它端面，还能控制加热和冷却系统、摄像机、机器人和MEMS设备。其中许多控制将通过互联网完成，但蜂窝电话系统也将助一臂之力。诺基亚已经实现了该功能，所以当主人离家在外时，他们可监测室内温度、游泳池边的摄像头及其他情况。企业能监测和控制任意多的关键系统。另外，想想制造和过程控制中的应用。可从任一地点对机械工具、机器人和关键过程进行精准的监测和控制。
有些预测称，到2010年，网上的每个人平均会有10,000台设备与之相连。Wind River的发言人在最近的嵌入式大会上表示，他预测在5年内，将有140亿智能设备挂在网上。许多这些设备将与多个信息源交互大量低速数据。M2M将任何基于隐式计算机的设备连到网上，从而使人类在前所未有的自动化过程中对监测和控制了如指掌。
下一个会是什么？
互联网能应对这一汹涌的信息之流吗？能，但它必须扩容以容纳巨大的新载荷。目前，互联网的核心主要是2.5Gbps的光纤，但将逐步升级至10Gbps。硬件已完成，但价值不菲。40Gbps的速率也已能实现，但更昂贵。100 Gbps是最终目标，该目标亦会如期达成。100x100工程能为互连的1亿个家庭提供100Mbps的服务。我们最终需要100Gbps的光纤来满足这一要求。
如此巨大的流量需要配置更多光纤。要感谢世纪交替之际大规模光纤系统的增容扩建。许多闲置光纤可资利用。在许多地区，我们都可能不需要购进新光纤。但需对这些光纤进行调整。没有色射补偿和中继器，其中一些光纤处理不了10Gbps的速率(远低于40Gbps)。最后，同时使光纤内带有多种“彩色”光的波长分割复用(WDM)技术业已炉火纯青。它将推动整体数据速率达到1012并最终达到1015的水平。
另外，我们正见证以无源光网络(PON)的方式，光纤将扩展至家庭(FTTH)。这些短距离网络为家庭和小企业带来无以伦比的宽带服务。随着该技术的发展，使它在与有线瓜分宽带业务之战中握有更多话语权，SBC和Verizon都在指定区域推出PON服务。目前，国家和地方法规还在禁止这些主要电信运营商提供电视服务，所以，有线的垄断仍得以维持。亚洲和欧洲的部分地区业已有PON，我们最终也会用上它。
更快的无线服务也将影响互联网。迎面而至的WiMAX宽带无线系统将有助于在没宽带的乡村和小城镇连接更多用户。像新出现的802.11n标准这样更快的Wi-Fi版本，将在包括热点(hot spot)到家庭网络这样的局域网(LAN)内提供100到250 Mbps的速度。超宽带(UWB)也将扮演一个小角色。
接踵而至的是向互联网协议版本6(IPv6)更快的过度，IPv6是现用IPv4的扩展和升级。许多互联网系统和应用仍沿用目前已有20年历史的IPv4。互联网工程工作组(IETF)使IPv6一切就绪已有时日，但升级全部设备和软件并非一朝一夕之事。
IPv6主要解决的是扩大了寻址能力。IPv4最多仅支持约40亿互联网设备。IPv6则能连接3.4 × 1038台设备。这对M2M及任何我们能想到的应用该绰绰有余。IPv6还解决了现存问题，并改进了路由和自动配置功能。IPv6一步步进入现有网络，看起来， IPv6与IPv4将于我们共存一段时间。
Internet2计划和开发下一代互联网的类似努力有帮助吗？答案毫无悬念，是！Internet2是由200多所大学、60多家公司及美国政府相关机构结成的非赢利联盟，其宗旨是大家共同努力为后生代互联网开发并实施新应用和技术。
Internet2已运行于10Gbps，该联盟正在测试IPv6并开发诸如群播(multicasting)及基于包系统的服务质量等项目。
Internet2不会取代现有系统，但进行的研发部分具有这样的效用，同时取得的其它成就也将惠及目前的互联网以改善并扩展其性能。
1996 年，美国34 所高校联合发起建设Internet2。1998 年美国100 多所大学联合成立UCAID (University Corporation for Advanced Internet Development)，专门从事Internet2 研究计划。Internet2 到目前为止是由美国202 所大学、协会、公司和政府机构共同努力建设的网络，它的目的是为美国的大学和科研群体建立并维持一个技术领先的网络，充分实现宽带网的媒体集成、交互性以及实时合作的功能，推进全球范围内高层次的教育和信息服务，开发下一代互联网高级网络应用项目，如数字图书馆、虚拟实验室、网络教学、远程医疗和远程浸入(Tele-immersion)。大量的交互式图形/多媒体应用包括科学研究可视化、合作型虚拟现实（VR）和3D 虚拟环境都是Internet2 研究的课题。
Internet2 也为各种不同服务政策提供了试验场所，比如怎样对预留带宽进行收费等，同时也是衡量各种技术在大容量互联点（gigapop，gigabit capacity point of presence)效能的场所，比如本地超高速缓存和复制服务器，以及卫星上行和下行链路对提高网络性能的作用等。
UCAID 还建设了另一个独立的高速网络试验床Abilene，并于1999 年1 月开始提供服务。
Abilene 是一个先进的主干网络 ,它支持由Internet2 团体发展起来的新的应用项目的发展和部署。为了让州和地方教育网络连接到Abilene, Internet2 的大学成员还发起了SEGP 计划(教育机构参与的赞助计划，sponsored education group participant)，目前已有25 个州的教育网络与Internet2 主干网相连，其中62%的州连入速度超过155mbps，75%的州可以做组播，67%的州教育网络提供多点会议服务。46%的州教育网络提供其他的视频服务 (MPEG,Access Grid Node, etc.)。此外，社区学院、公共图书馆、参与k20 计划的学校以及博物馆、动物园、水族馆、科技中心、医院等都有一定比例的单位得到了连入资助。
Internet2 对于高等教育的重要性
因为因特网上运行的TCP/IP 协议第4 版即IPV4，不具备服务质量保障特性，不能预留带宽，不能限定网络时延。因此，目前的因特网无法支持许多新的应用，如实时远程教学、远程医疗诊断和实时学术交流。Internet2 是针对Internet 的不足，专门为满足教育科研的需求而研制的。其对高等教育的意义在于：
1． 促进了教学与现实的结合
在Internet2 上，可以有效地实现数据的实时采集，对远程仪器的实时操作和控制，可以实时观摩、观察，缩短了理论与实际的距离，不仅可以提高学生的学习兴趣，还可以促进学生解决实际问题的能力。
2． 促进了全球知识的共享和交流
基于Internet2，视频会议系统将大量用于实时授课和讨论，使得聆听顶尖专家报告成为可能，这对于提高教学质量和授课效果无疑会有很大的影响，特别是对于远程学生
3． 促进协作研究合作发展
在Internet2 上，多种渠道的交流方式，以及新型协作工作环境的研发，不仅促成了网络虚拟社区的建设，也促进了网络协作小组的形成。相信，随着Internet2 的发展，其上的创新应用模式还会层出不穷，为高等教育人才培养和科学研究所带来的便利也将越来越明显。
Internet2 目前在高等教育中的应用
目前Internet2 在高等教育中的应用都是一些创新模式的探讨，集中于远程实时数据采集、实时音视频、实时交流和虚拟实验室等方面，下面是一些已经开展的研究和应用实例。
1.采集实时数据用于课程学习
威斯康星大学的气象课程（introduction to weather and Climate， University ofWisconsin-Madison，http://cimss.ssec.wisc.edu/wxwise/class/aos100.html），在教授基础的大气知识之余，还安排学生学习科学家是如何通过实验室的网络观察世界的，学会如何阅读气象图，如何做预报。教学中采用了两种软件工具VISITView 和 Vis5d，前者是根据国家天气服务需要发展起来的一种以网络为基础的远程培训和实时的合作工具，它提供影像动画、影像的突然上升、影像着色、以及允许多个合作者共同操作影像等多种功能。Vis5d是由威斯康星大学空间科学和工程中心开发的软件，可以将由各种各样的天气测试仪提供的数据形象化。学生可以使用这两种软件将通过Internet2 从各种各样的数据装置中收集数据，制作成形象的气象图。高速网络也使远程操作一些昂贵的设备成为可能，解决了设备缺乏问题。如天文学家查利泰勒思科通过Internet2 遥控远在4500 英里之外的，位于夏威夷毛那奇山顶的直径达八米
的天文望远镜。通过PC 机上的视频会议程序，泰勒思科可以遥控控制室里的摄像头，并与天文台的同行热烈交谈。而在此以前，来这儿观测的天文学家要小心地带着仪器，爬到山顶进行观测。但当观测者到达山顶时，可能正好碰到有乌云遮挡，而造成无法观测的情况。 有了Internet2，情况就大不一样了，当天气适于观测时，格美尼天文台可以及时通知天文学家登录Internet2，遥控观测和收集数据。这样既可有效地提高天文望远镜的利用率，又可使观测者收集到高质量的图像和数据。再比如，借助Internet2，科学家远在2300 英里以外的雷蒙德(华盛顿州中西部城市，位于华盛顿湖以东西雅图郊区，是住宅区和工业区，人口35,800)就可以操纵悉尼大学浸礼山校园的纳米装置进行科学实验。在纳米操纵器的一端是一个显微扫描探头，在另一端是一台运行着复杂的三维建模软件的计算机。 使用一种特殊的被称为“幻影”的操纵杆，研究人员可以操纵细小的微探头，扫描作为血液组成基本元素的凝血纤维蛋白的表面，它的高度仅有50 纳米。幻影的力反馈机制使得科学家通过捕捉相应的数据就能模拟感受血液自然运动过程中触摸、挤压、分裂纤维蛋白的感觉。
2.真实感教学
威斯康星大学的一位教授，讲授蓝调音乐课（http://144.92.94.181/itblues/），该课程的教室与校外的一个音乐俱乐部，以及远在芝加哥的著名蓝调木琴演奏家和教育家Billy Branch 的演出场地之间通过internet2 相连，用基于H.323 视频会议系统实现实时欣赏。
3．随时随地学习
西北大学教授David Uttal 负责教心理学课程（ Psychology 110 ，
http://www.northwestern.edu/it/UCIT/digitalmedia/uttal.asx），因为课程是学生较多的讲座式教学，学生不能与导师就内容尽情地交流。于是，该教授使用技术弥补这一缺陷，建立了课程网页，囊括从大纲到最后一个阶段的广泛资源，而且还提供24 小时可以进入的讲座视频。学生可以使用视频播放器浏览 MPEG-1 视频文件, 这些文件在Internet2 网络上畅通无阻。
4．远程互动教学
跨越太平洋的互动远程教育（Transpacific Interactive Distance Education ，http://www.cdi.ucla.edu/partners/kyoto/kyotoclass.html）是日本京都大学和加州大学洛杉矶分校的联合试验项目，采用MPEG-2 视频会议系统为太平洋两岸提供同时教授的课程.这个跨越太平洋的远程教育创举使东京和洛杉矶的教授们不仅能活生生地出现在本校学生的面前，同时也能出现在太平洋彼岸教室的大屏幕上。两地的学生不仅仅可以实时提问及得到回答，而且可以和对方学校的学生进行互动。使用高速网络，包括Abilene 网络，不仅可以实现演讲的同声的传送，还可以通过实现示范表演、图表图画、影像、声音以及计算机模拟的传送来丰富课程内容。
5．虚拟社区
各地计算机联盟正在组织一系列谈话会，东北大学和西北大学的分布式谈话会就是其中一个典型的代表（Distributed Rap Sessions Northwestern University Northeastern
University ，http://www.npaci.edu/Outreach/CDC，
http://www.northwestern.edu/it/UCIT/digitalmedia/taylor.asx）。谈话会聚集了Internet2 的成员大学及其它一些学校的本科生和研究生，包括西北大学，波士顿大学，东北大学，达茅斯，哈佛大学，伊利诺斯大学和新墨西哥大学。通过网格计算以及一些合作资源，地理分散的参与者形成出便于交流合作的“虚拟社区”。每次谈话会的录音都被保存起来，作为摩托罗拉实验室研究Access Grid 如何支持信息交互的依据。
5．分布式多方合作环境（E-Quad: Advanced Collaboration Environment）
基于伊利诺斯大学厄巴拉香槟分校开发的合作工具，多个学科领域老师和学生就共同关心的问题，在一起工作研究，并引进各个领域（例如：政治、文化、技术、经济）的专家（http://tek13.spcomm.uiuc.edu/contractor/equad.pdf）。使用视频流媒体通过Internet2 网络以及以网络为基础的教学工具在学生和教师之中创造出虚拟工作组。波士顿大学的计算机教授们正在尝试通过Internet2 与现实世界的动态模型对接，创造一个可供多人共享的虚拟世界。这所大学的罗伯特·普特南教授和同事已经开发出初级版本，当他们在“虚拟世界”中控制着数字模型的动作时，现实世界中遍布全国的动态模型也会像牵线木偶一样做出相同的动作。目前普渡大学、南加州大学、宾夕法利亚大学，加州圣巴巴拉大学都在使用高带宽的视频会议、网络技术以及合作软件实现分布式的教学合作环境。
Internet2 核心技术
Internet2 的核心技术主要包括：新的Internet 协议IPv6,，组播(Multicasting)，区域性的大容量互联点 Gigapop (gigabit points of presence)，服务质量(QoS)和安全机制。
１、 IPv6 路由
（1）地址容量巨大 IPv6 的标头中地址位占有128 位，比IPv4 的32 位地址扩展了96 位，这种地址位的设置可以充分满足未来社会对互联网IP 地址的需求。
（2）移动性功能强 IPv6 采用了层次化的地址结构，类似于电话号码的分布结构。在128 位地址中前64 位表示网络，后64 位表示主机节点。前64 为中有13 为称作顶层聚类（TOP-levelaggregation），专门标志一个国家或大机构，8 位扩展。接着24 位表下一层聚类（Site-levelaggregation），可用于ISP 公司，还有16 位表下一级单位。优点是减少了路由表的量，层次分明，移动节点可互相通信。
（3）强大的安全功能 在IPV6 协议中优良各扩展标头—认证（Authentication）和加密（Encryption）。
（4）高效的服务质量（QoS） 提高服务质量就是要做到时数据在传输过程中的延时、变化、丢失等标志满足用户的需求。而目前的IPv4 协议是基于“数据报”的传输模式，分组相互独立的进行路由选择，没有“连接”概念，也没有“服务质量”的模式。专家们提出“资源预留”（ReservationProtocal）的协议。原理是在路由器中为实时数据流预留充足的资源，采用异步分组交换技术是服务质量得到保证。该协议还在研究阶段。
２、组播(Multicasting)
这种设施可使信息生产者只要往网络上发送一份拷贝，不管接收者有多少，网络将在需要时复制这种数据，并找到需要数据的主机。目前因特网上所实现的组播受限于IPV4 和当前因特网速度限制，能做的事相当有限。只有在下一代因特网环境中才能真正做到组播。
３、服务质量（QoS）
服务质量（QoS）是提供不同档次因特网服务的机制。允许区分不同优先级的应用，并对不同的需要设置权限，提供不同服务质量的网络通信服务和收取不同的费用。这种方法具有平衡带宽、达到服务质量和流控制要求的功能；服务质量的分析工具可以发现没有达到付费标准却使用优先服务的用户；创建服务质量的经济模型，评估网络资源，特别是稀缺网络资源的价值。QoS 提供的服务体现在下面五个方面上：
传播速度：数据传送率最小值与可以忍受的最大值。 例如，用户可以请求数据速率不低于50Mbps 的连接，并不高于100Mbps。限制延时与延时变化：主要指图象与传送实时信息信号最大中断时间。
吞吐量：在指定时间内数据传送的总量。 用户可以规定，例如，10 分钟内传送一万亿字节的数据。
时间表：服务所需的开始与结束时间。
损失率：在指定间隔内预计的最大数据包的损失率。
服务质量的要求越高，所需的网络资源就越多，对其他用户来说，一项要求的争议就越大。提供服务的成本必须让用户充分明了，网络运营者不鼓励他们要求获得过高级别的服务。
我们期望第二代因特网可以解决IP 路由器的数据传播问题，并预计RSVP 及相关协议将会解决质量服务需求。
４、Gigapops （以美国为例）
逻辑上，gigaPoP 是一个区域性网络连接节点，为数个Internet2 成员提供接入内部gigaPoP 网络的服务。组织上，gigaPoP 将由一个或数个大学负责运营和管理，尽管可能会有例外。例如，联合实体可能被指定负责某些gigaPoP 的运营，而大学可能会以自己或相邻机构的名义运作某些网络，而其他网络则可能由商业机构负责运营。指定一个组织负责所有gigaPoP 的运行，是不切实际的，也是不可能的。Gigapop 的运作和协调需要由一个伞状组织来进行，其结构需要进一步讨论。这种运营模式的先例在早期互联网中存在，现在北美网络运营集团依旧如此。此外，联合实体必须决定接入gigaPoP 的通用标准和管理协议通用标准。在物理上，gigaPoP 是具有保护功能的环境调节场所，能够安置许多通信设备和支持硬件，以及连接Internet2 成员网络和外部数据传输网络的线路终端。Internet2 和商用Internet2 都被假定为非传输性网络，也就是说，它们不需要在gigaPoP 与普通互联网之间传输数据。Gigapop 通过适当的IP 路由管理，充当非传输性网络的终端用户。Internet2 gigaPoP 将不为商业传输网络服务，而仅仅传输Internet2 网站之间的数据。
gigaPoP 的主要功能是以特定的带宽和其他QoS（Quality of Service，服务质量）特性在Internet2 网络内部交换数据。此外，标准IP 通信能与那些在gigaPoP 内拥有终端的商用互联网服务提供商（ISP）交换数据，以满足Internet2 成员校园网与其他ISP 节点之间对独立高速连接的需求。特别的，gigaPoP 可能会将Internet2 校园网连至其他大城市区域网（如提供地方远程教育）：
* Internet2 成员想要交流的合作研究者和其他组织
*其他专用高性能宽带区域网，例如政府为特定研究机构建立的网络
*其他网络服务，如商用互联网骨干网络提供商
Internet2 gigaPoP 的主要功能是，在联网的Internet2 会员网络与核心Internet2 网络之间，
按照特定带宽和其他QoS（Quality of Service，服务质量）属性，协调通信量。
对于Internet2 来说，其关键技术在于gigapop 的设计。gigapop 必须满足特定的功能要求，如：支持新版通信协议IPv6，具有足够的容量，采用vBNS 的ATMPVC 链路，使“包”的传递损失接近于零，合理地分配带宽，分别计算费用等。
4、ATM 层的路径信息
ATM 路径信息将变得十分必要，因为希望进行的同QoS 相关的许多网络功能实验包含ATM 层的动态资源分配。估计ATM 能够使用一些功能的永久性虚拟连接（例如，传送那些不需要特殊虚拟连接的IP 包）并对其它功能的虚拟连接进行转换。若可能，被转换的虚拟连接总是比永久性虚拟连接更为可取，它可以使配置的复杂性降低到最小程度并且在网络出现问题时，为路径变更提供支持。ATM 的内部网络路径已经被开发出来了。目前，在任何商用ATM 产品中，都没有可以利用的保险过滤层。虽然如此，ATM 路径却具备有效的QoS支持。在更加复杂的路径出现前，ATM 路径是不会有过滤层的。但由于近期内可以与ATM协同工作的站点为数不多，并且站点间的协调紧密，因而没有过滤层也是可得通的。
5、网络安全
第二代因特网的安全问题可以分为三类：
网络系统攻击。这类针对网络基础设施的攻击是个人为了使网络系统降级或崩溃而发出的。未经授权擅自使用网络。由于第二代因特网提供不同级别的服务，与之相对应的是不同的资源和费用管理。网络运营者必须防备那些试图逃避管理的行为。使用网络不当。这种情况不会影响网络本身，但是会给终端系统或网络使用者带来问题。它们能侵入计算机系统、在网络上窃取有用资料以及进行其他犯罪和违规行为。网络运营者必须懂得各类攻击的传统知识和最新方法，还必须明白何种措施能够探测和抵制这些攻击。与其他网络运营者及组织密切合作是必要的。
因特网所采取的策略一直都是让终端系统负责应用软件的安全。然而，所用的协议和工具只能非常缓慢地实现这一策略目标。这样，就出现了一些安全措施，如网络上采用的防火墙。虽然在网络这一层次上，为应用软件所提供的安全措施非常有限，但在第二代因特网中仍将采用这些措施来确保应用软件的安全。
Internet2 发展
Internet2 的发展工作都是有它的各个工作组来做的 ,它的发展潜力和前景也就取决于工作组所进行的工作。每个工作组从事一个技术领域，工作组的成员来自Internet2 的机构成员和合作伙伴。每个工作组都有专门的网页说明他们的工作目标、重大事件以及最新信息。
工程组解决硬件铺设各方面的问题，涉及IPv6、组播 、QoS、路由 、安全等；应用组开展特定领域在其上的应用，但目前只有艺术和人文分组网页可进入；端到端性能组（End-to-End Performance）关注协作方面的最佳实践、发展趋势；中间件组（Middleware）在研究安全认证中间件之外，还开展了针对教育领域的中间件研究，MACE （ MiddlewareArchitecture Committee for Education），旨在建设一个全国性的可互操作的中间件架构，以满足教育和研究领域的学术和行政需要。
目前，Internet2 对美国高等教育的影响还没有大规模深入地展开，原因可能在于新的技术并没有成熟到可以大规模地投入使用，新的技术还没有形成协调的一整套方便推广，还有也许就是商业运作的机制也不易达成大规模的采用新技术。虽然当前的Internet 中没有使用Internet 2 的服务和设备，但Internet 2 对与Internet 相关的企业的影响越来越大。Cisco 生产的路由器已经应用于Internet 2 的试验台。边缘计算和分布存储设备及服务也因受到Internet 2 的影响而得到了很大的发展。
链接 http://www.internet2.edu/
互联网是如何扩展的？先看互联网音频。有些人说，音乐下载约占去互联网能力的一半。当然，这可能夸大其词了，另外，似乎也没办法获得准确数据。但可以肯定的是，音乐发烧友对用网络下载他们喜欢的音乐情有独钟，且这种情形不会停止。
再来看IP视频。视频对网络提出了极限挑战，即使是传输压缩文件，也会对带宽有巨大要求。在网络中流走的视频点播和IP视频将于有线电视分庭抗礼。高清电视已现端倪且稳步增长。如果不是全部的话，这些视频信号中的一部分将通过网络传播。其中一些还将被发送给手机。
基于互联网的语音传输(VoIP)是使网络信息流量增加的又一因素。它虽没有数字音乐或视频那么大的流量，但我们将逐步向一个完全VoIP的电话系统过度。目前的交换电话网络仍将与我们长伴。但VoIP将稳步攫取越来越大的市场份额，最终会占有互联网更大的流量。
一个更意味深长的趋势是青年人更多地利用互联网获取新闻。电视仍然普及，但互联网成为众多消息来源的首选。在很多城市，报纸销量每年以1%到2%的速率递减，它令众多传媒公司关注。为通过报纸扩展各自业已殷实丰富的信息量，网站以硬拷贝为代价。
M2M浮出水面
M2M通信也许是增加数据量和互联网流量最出乎意料的来源(见图)。任一款包含嵌入式控制器的设备(眼下，这种设备比比皆是)，都有可能连入互联网。包括传感器、控制器、家电、机器工具等在内的这些东西，不久将不仅与使用它们的人“对话”，它们彼此之间也会进行“交流”。
到底什么是M2M？对它的定义是：它是一种整合了通信、计算、软件、传感器和功率技术，支持物理、化学及生物系统和过程的远程人机交互新技术。例如，对温度、光亮、压力、气体及其它物理特性的感测以监护生命、健康、财产、安全和雇员效率。可通过GPS、RFID和其它技术对人、动物、车辆和资产设备进行定位。网状传感器网络将连至互联网以对前所未闻规模的各种遥测应用的各种数据实施采集、分析和诠释。
对控制来说，M2M能驱动电机、电磁阀、灯光、镜面及其它端面，还能控制加热和冷却系统、摄像机、机器人和MEMS设备。其中许多控制将通过互联网完成，但蜂窝电话系统也将助一臂之力。诺基亚已经实现了该功能，所以当主人离家在外时，他们可监测室内温度、游泳池边的摄像头及其他情况。企业能监测和控制任意多的关键系统。另外，想想制造和过程控制中的应用。可从任一地点对机械工具、机器人和关键过程进行精准的监测和控制。
有些预测称，到2010年，网上的每个人平均会有10,000台设备与之相连。Wind River的发言人在最近的嵌入式大会上表示，他预测在5年内，将有140亿智能设备挂在网上。许多这些设备将与多个信息源交互大量低速数据。M2M将任何基于隐式计算机的设备连到网上，从而使人类在前所未有的自动化过程中对监测和控制了如指掌。
下一个会是什么？
互联网能应对这一汹涌的信息之流吗？能，但它必须扩容以容纳巨大的新载荷。目前，互联网的核心主要是2.5Gbps的光纤，但将逐步升级至10Gbps。硬件已完成，但价值不菲。40Gbps的速率也已能实现，但更昂贵。100 Gbps是最终目标，该目标亦会如期达成。100x100工程能为互连的1亿个家庭提供100Mbps的服务。我们最终需要100Gbps的光纤来满足这一要求。
如此巨大的流量需要配置更多光纤。要感谢世纪交替之际大规模光纤系统的增容扩建。许多闲置光纤可资利用。在许多地区，我们都可能不需要购进新光纤。但需对这些光纤进行调整。没有色射补偿和中继器，其中一些光纤处理不了10Gbps的速率(远低于40Gbps)。最后，同时使光纤内带有多种“彩色”光的波长分割复用(WDM)技术业已炉火纯青。它将推动整体数据速率达到1012并最终达到1015的水平。
另外，我们正见证以无源光网络(PON)的方式，光纤将扩展至家庭(FTTH)。这些短距离网络为家庭和小企业带来无以伦比的宽带服务。随着该技术的发展，使它在与有线瓜分宽带业务之战中握有更多话语权，SBC和Verizon都在指定区域推出PON服务。目前，国家和地方法规还在禁止这些主要电信运营商提供电视服务，所以，有线的垄断仍得以维持。亚洲和欧洲的部分地区业已有PON，我们最终也会用上它。
更快的无线服务也将影响互联网。迎面而至的WiMAX宽带无线系统将有助于在没宽带的乡村和小城镇连接更多用户。像新出现的802.11n标准这样更快的Wi-Fi版本，将在包括热点(hot spot)到家庭网络这样的局域网(LAN)内提供100到250 Mbps的速度。超宽带(UWB)也将扮演一个小角色。
接踵而至的是向互联网协议版本6(IPv6)更快的过度，IPv6是现用IPv4的扩展和升级。许多互联网系统和应用仍沿用目前已有20年历史的IPv4。互联网工程工作组(IETF)使IPv6一切就绪已有时日，但升级全部设备和软件并非一朝一夕之事。
IPv6主要解决的是扩大了寻址能力。IPv4最多仅支持约40亿互联网设备。IPv6则能连接3.4 × 1038台设备。这对M2M及任何我们能想到的应用该绰绰有余。IPv6还解决了现存问题，并改进了路由和自动配置功能。IPv6一步步进入现有网络，看起来， IPv6与IPv4将于我们共存一段时间。
Internet2计划和开发下一代互联网的类似努力有帮助吗？答案毫无悬念，是！Internet2是由200多所大学、60多家公司及美国政府相关机构结成的非赢利联盟，其宗旨是大家共同努力为后生代互联网开发并实施新应用和技术。
Internet2已运行于10Gbps，该联盟正在测试IPv6并开发诸如群播(multicasting)及基于包系统的服务质量等项目。
Internet2不会取代现有系统，但进行的研发部分具有这样的效用，同时取得的其它成就也将惠及目前的互联网以改善并扩展其性能。