新一代网络条件下软件开发平台技术发展趋势

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摘要：随着新一代网络(NGN)的不断发展，传统的软件开发平台发生着巨大的改变。本文对新一代网络技术系统下的软件技术总体发展方向及相关软件技术开发平台的变化趋势进行了总结，为更好地把握网络技术与软件技术之间的关系指明了方向。

关键词：新一代网络；软件开发平台；技术趋势

自上世纪以来，微电子、芯片制造、软件工程等技术的相互促进和飞速发展，奠定了21世纪新一代网络技术系统基本构架的雏形。网络技术发展至现在的水平，越来越呈现出相关技术相互协同发展的趋势，硬件、软件、网络等以前看似相互独立的技术范畴也开始相互渗透、互相促进，正共同经历着一个从量变到质变、从独立到统一的发展过程。本文以新一代网络(NGN)的总体架构为线索，对新一代网络技术系统下的软件开发技术平台的变化趋势进行了概述。

1 新一代网络的概念和特征

1.1 NGN的概念

新一代网络(NGN)从字面上理解，应该是以当前网络为基点的下一代网络。它是电信史一块里程碑，标志着新一代电信网络时代的到来。从意义上讲，NGN是基于TDM的PSTN语音网络和基于IP/ATM的分组网络融合的产物，它使得在新一代网络上语音、视频、数据等综合业务成为了可能。是可以同时提供话音、数据、多媒体等多种业务的综合性的、全开放的宽频网络平台体系，至少可实现千兆光纤到户。NGN能在目前的网络基础上提供包括话音、数据、多媒体等多种服务，还能把现在用于长途电话的低资费IP电话引入本地市话，有望大大降低本地通话费的成本和价格。

从网络功能层次上看，NGN在垂直方向从上往下依次包括业务层、控制层、媒体传输层和接入层，在水平方向应覆盖核心网和接入网乃至用户驻地网。网络业务层负责在呼叫建立的基础上提供各种增值业务和管理功能，网管和智能网是该层的一部分；控制层负责完成各种呼叫控制和相应业务处理信息的传送；媒体层负责将用户侧送来的信息转换为能够在网上传递的格式并将信息选路送至目的地，该层包含各种网关并负责网络边缘和核心的交换/选路；接入层负责将用户连至网络，集中其业务量并将业务传送至目的地，包括各种接入手段和接入节点。NGN的网络层次分层可以归结为一句话:NGN不仅实现了业务提供与呼叫控制的分离，而且还实现了呼叫控制与承载传输的分离。

1.2 NGN的特点

在技术和业务上，话音与数据的融合成为网络发展的必然。下一代网络是可以提供话音、数据和多媒体等各种业务的、综合开放的网络构架。它主要有以下三大特征：

（1）NGN采用开放的网络构架体系。它把传统交换机的功能模块分离成独立的网络部件，各个部件通过标准的开放接口进行互联，使得原有的电信网络逐步走向开放，部件间协议接口的标准化可以实现各种异构网的互通。

（2）NGN是业务驱动的网络。其功能特点是：业务与呼叫控制分离；呼叫与承载分离。NGN允许业务和网络分别提供和独立发展，支持不同带宽的、实时的或非实时的各种多媒体业务使用，使业务和应用的提供有较大的灵活性，从而满足用户新的需求，也使网络具有可持续发展的能力和竞争力。

（3）NGN是基于统一协议和分组的网络。电信网络、计算机网络及有线电视网络最终将汇集到统一的IP网络上，IP协议使得各种以IP为基础的业务都能在不同的网上实现互通，人类首次有了三大网都能接受的统一的通信协议，在技术上为NII奠定了最坚实的基础。

1.3 新一代网络对软件开发的影响

新一代网络技术使各种通信、网络应用业务融合，并产生了一个最为显著的技术跃变“网格（GRID）”，网格是在高度成熟的网络技术、Web技术基础上发展起来的计算模型。其目标是实现应用层面的互联互通，消除资源孤岛。网格实现资源的虚拟化，对虚拟化资源进行信息集成，提供所有信息的统一视图，随时随地提供透明的数据访问服务。

在“融合”技术架构下，特别是网格应用技术条件下，软件技术向强调开发效率、缩短开发周期、具备工业化开发标准的方向发展。面向对象(OOP)的技术走向完全成熟，同时基于组件对象技术的构件软件开发技术成为软件开发技术的主流。软件开发技术的演化体现的主题是：软件复用是解决软件危机的现实途径；软件构件技术是实现软件复用的核心技术。新的软件技术体系的特点是：以软件构件技术为基础，结合信息安全技术、网络服务技术、人机交互技术使之成为各类应用软件的支撑技术。随着下一代网络的出现，网络上的应用将日新月异，针对不同的应用，相应的软件开发方法也将层出不穷。

2 未来软件开发技术平台的变化趋势

在以上的软件总体构架和发展趋势下，新一代网络技术条件下的软件开发技术平台将有以下几个热点。

2.1 开源软件

开放源代码(简称开源)软件Free Software 从1984 年由美国的Richard Stallman (自由软件基金会创办人)大力倡导。一般开源软件，由于软件的著作权人放弃了自己知识产权中的获得报酬权，只收取软件整合与服务的费用，主要靠提供服务和技术支持赚钱，销售成本极低，从而开源软件价格极低,几乎是免费。但这里的free(自由软件)是一种版权法意义上的定义，指使用者有自由修改程序并重新散布的权利，并不是免费的意思，所以在1998年由Eric Raymond提出，改名为Open Source(开放源代码)。

开源的最大特色在于开发人员和使用者可观看内码、修改程序，软件源代码自由流通，不受知识产权的约束，GNU(自由软件联盟)通用公共许可证力图保证所有开源软件使用者有共享和修改开源软件的自由软件自由流通让软件设计者自由修改源代码，这也激发了世界各地的软件开发人员投入到开源软件的开发中，人们可以及时发现并解决程序中存在的问题，提高软件的性能，减少大量不必要的重复劳动，软件开发人员的集体智慧得到充分发挥。时至今日，开源软件取得了巨大的成功，在许多国家得到认可和发展，基于Open Source的软件发展以欧美较多，而东南亚地区几乎没有，在美国GNU中的开源软件种类已达几千种。较为突出的代表有GNU Linux操作系统、Apache Web Server及Send mail邮件服务器、Net scape Communicator浏览器的开放源代码版本(Mozilla)、Open Office办公软件、GNUC++语言系统等。在开放源代码模式下，Linux的内部工作机制以源代码的形式公诸于众，人人都可以自由传播或者修改甚至销售它，只要所做修改完全公开即可。这与微软(Microsoft,MSFT)等公司采用的专有式软件开发模式截然不同，后者的源代码高度保密，他人没有共享和修改软件源代码的自由。

基于OpenACS的应用软件开发主要利用OpenACS的APM功能新建、卸载、升级文件包。通过PostgreSQL数据库处理技术，生成软件系统所需要的所有数据库图、表等；利用TCL/Tk技术进行编程，对数据库进行操作；并用ADP编程，将可视页面与数据库连接起来。通常1个应用软件系统包含若干个可视化页面，这些可视化页面又与若干个数据库图表相关联。

2.2 移动计算技术

移动计算（MobileComputing）是随着移动通信、互联网、数据库、分布式计算等技术的发展而兴起的新技术。移动计算使用各种无线电射频(RF)技术或蜂窝通信技术，使用户携带他们的移动计算机、个人数字助手(pDA)、BP机和其他电讯设备自由漫游。移动计算机用户依赖于电子信报传送服务，使他们无论走到那里都能和办公室保持联系。一些厂商，Microsoft，正在制造支持移动用户的特殊接口。例如，当移动用户从一个地方到另一个地方时，将恢复桌面排列和在最后会谈中打开的文件，就象计算机从来都不关闭一样。移动计算技术将使计算机或其它信息智能终端设备在无线环境下实现数据传输及资源共享。它的作用是将有用、准确、及时的信息提供给任何时间、任何地点的任何客户。这将极大地改变人们的生活方式和工作方式。

2.3 嵌入式操作系统技术

嵌入式操作系统（Embedded Operation System，EOS）是一种用途广泛的系统软件，过去它主要应用与工业控制和国防系统领域。EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、任务调度，控制、协调并发活动。它必须体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。目前，已推出一些应用比较成功的EOS产品系列。随着Internet技术的发展、信息家电的普及应用及EOS的微型化和专业化，EOS开始从单一的弱功能向高专业化的强功能方向发展。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。一般而言，嵌入式操作系统的构架可以分成四个部分：处理器、存储器、输入输出（I/O）和软件。嵌入式系统的几个重要特征：（1）系统内核小。（2）专用性强。（3）系统精简。（4）高实时性的系统软件(OS)是嵌入式软件的基本要求。（5）嵌入式系统开发需要开发工具和环境。数字时代使得嵌入式产品获得了巨大的发展契机，为嵌入式市场展现了美好的前景，同时也对嵌入式生产厂商提出了新的挑战。

2.4 IPV6技术

IPv6是“Internet Protocol Version 6”的缩写，也被称作下一代互联网协议，它是由IETF（The Internet Engineering Task Force）设计的用来替代现行的IPv4协议的一种新的IP协议。与IPv4的32地址相比，IPv6的地址要长的多。IPv6共有128位地址，是Ipv4的整整四倍。与Ipv4一样，一个字段由16位二进制数组成，因此，Ipv6有8个字段。相比现在的IPv4和IPv6定义了128位的地址空间，很好地解决了地址空间不足的问题。采用IPV6地址后，未来的移动电话、冰箱等信息家电都可以拥有自己的IP地址。中国的IPv6已经开始进入快速发展的道路，智能家居、智能校园、智能楼宇、智能医疗乃至智慧城市正在慢慢变成现实。中国电信在湖南已提供IPv6商用网络，主要是温室监控系统。该系统是第一个使用IPv6技术的物联网应用。它采用了智能感知与控制的技术，提供了视频、温度、湿度、光照、土壤排水量等业务和应用，直接服务于农科院。

2.5 网格技术

网格是利用互联网把地理上广泛分布的各种资源（包括计算资源、存储资源、带宽资源、软件资源、数据资源、信息资源、知识资源等）连成一个逻辑整体，就像一台超级计算机一样，为用户提供一体化信息和应用服务（计算、存储、访问等），虚拟组织最终实现在这个虚拟环境下进行资源共享和协同工作，彻底消除资源“孤岛”，最充分的实现信息共享。网格由6个部分组成，即网格结点、数据库、贵重仪器和设备、可视化设备、宽带网和网格软件。主干网将所有网格结点联成一体，其带宽可达GBPS量级。网格软件提供单一系统映像、透明胜、负载平衡和资源共享等功能。网络系统中的网格操作系统层提供网格的底层管理功能；为编程和使用环境提供用户接口，使一般应用和专门为网格开发的应用能方便和有效地利用网格资源。网格结点、数据库、设备、主干网和网格系统软件构成了一个网格平台。网格知识平台是一个集人类当前全部知识为一体的、合理组织的、表述和谐的、动态生长的网络知识集成系统，利用计算机网格通过信息集成和知识集成来实现知识的合理组织和动态生长，从而实现知识产生、传播和应用的总体最优化。这一目标的实现将会把单个人直接与整个人类知识成果连接起来，它会使知识的创新以无法预料的速度迅猛地增长。

2.6 RSS技术

RSS是“Rich Site Summary”或“Really Simple Syndication”的英文首字母缩写，中文称作“简易信息聚合”。RSS是一种基于XML标准，在互联网上被广泛采用的内容包装和投递协议。RSS(Really Simple Syndication)是一种描述和同步网站内容的格式，是使用最广泛的XML应用。RSS搭建了信息迅速传播的一个技术平台，使得每个人都成为潜在的信息提供者。一个RSS文件后，这个RSS Feed中包含的信息就能直接被其他站点调用，而且由于这些数据都是标准的XML格式，所以也能在其他的终端和服务中使用。RSS通过XML标准定义内容的包装和格式，使内容提供者和接收者都能从中获益。对内容提供者来说，RSS技术提供了一个实时、高效、安全、低成本的信息渠道；对内容接收者来说，RSS技术提供了一个崭新的阅读体验。

RSS技术在中国大众互联网中的普及是有其基础和必然性的。首先，大量新网站和内容源的不断涌现和用户获取信息口味的多样化使RSS作为个性化聚合内容的最佳手段得到越来越多的用户的重视和钟爱。其次，越来越多的内容提供者为推广自身品牌，获得更大客户群而纷纷推出RSS服务，以期为他们的内容带来更大的流量和知名度。再次，目前的商业门户网站出于自身商业利益的考虑，把用户信息获取的环境搞得日益恶劣，弹出广告、垃圾邮件、不健康内容等充斥屏幕，而真正有价值的信息却无从寻觅。这些都迫使广大用户呼唤一种新的互联网阅读体验，一种他们可以控制、自己作主的新型“门户”体验，从而为RSS的普及奠定了良好的基础。

2.7 网构软件（Internetware）技术

新一代网络对软件开发将会使软件开发在中间件的基础上，从软件形态的角度提出了网构软件的概念，这是未来软件的基本形态。未来软件的主要构成是实体元素和实体交互，未来软件系统必须具有开放结构、动态协同、在线演化、环境感知和自主适应，因而网构软件是Internet 开放动态和多变环境下软件系统基本形态的一种抽象，既是传统软件结构的自然延伸，又具有区别于传统软件形态的独有的基本特征――自主性、协同性、演化性、多态性和反应性。网构软件的出现对软件技术提出了什么样的挑战？通过“突破中间、带动两端”，即加大中间件技术的研究力度，突破关键技术，形成自主知识产权的中间件技术和产品，带动系统软件技术的进步，促进应用软件技术的发展，建立良性的软件产业链。网络构件技术对软件开发思想提出了新的挑战：传统软件形态基于实体驱动，而新的网络环境下的软件形态基于协同驱动。新一代网络环境下软件技术的总体发展趋势是：平台网络化、方法对象化、系统构件化、产品家族化、开发工程化、过程规范化、生产规模化、竞争国际化。其中，方法对象化、系统构件化是网络构件技术的核心所在，构件间的协同体现了各构件接口的相互集成关系。

当前的主流软件技术中，网络构件开发技术将由分布对象技术进行支撑。分布对象技术是分布式计算技术与面向对象技术的结合，为构件的实现和构件的组装提供了基础设施层的支持，且能够解决对象之间的互操作问题。

3 结束语

新一代互联网的发展及其关键技术的应用促进了网络技术日新月异的发展，基于新一代网络技术的各种应用的融合是大势所趋。这种融合的趋势使得基于下一代互联网的软件的开发必将成软件开发技术的主流。随着互联网用户的不断增长、网络应用的日趋丰富、技术水平的持续提高，互联网逐渐开始向纵深方向发展，真正扮演起改变人们工作和生活方式的工具角色，这也是我们进一步研究的方向。

参考文献

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