CNGI-CERNET2不仅为下一代互联网的关键技术研究提供了巨大的平台，同时也为下一代互联网重大应用的发展提供支撑。它为已有的互联网应用从IPv4网络向IPv6迁移创造了条件，同时也为研究开发今天的互联网所没有或无法大规模普及的重大应用开辟了空间。
大规模分布式科学试验环境
由于下一代互联网的技术优势，它可以支持今天互联网所不能支持的大规模的应用。因此，基于CNGI-CERNET2开展了关于建立下一代互联网的大规模、分布式科学试验环境的研究，包括6PlanetLab、大规模网格的建立等。
6PlanetLab
PlanetLab是一个分布式计算平台项目，它是部署、开发和接入全球规模服务的开放平台，是一个虚拟化的重叠网络。PlanetLab是美国全球网络创新环境(GENI)的原型。它由一个中心数据库(现在已经在考虑把中心数据库做成分布式的问题)和遍布全球的几百个节点(node)组成。每个节点上运行着很多个虚拟机，节点的资源(CPU、内存、带宽等)被分配给这些虚拟机。虚拟机和真实的主机一样，可以安装和运行程序。不同节点上的虚拟机组成的一个网络叫做slice。用户使用PlanetLab时会被分配一个slice，相当于拥有一个遍布全球的虚拟机网络，可以在这个全球范围的真实环境里进行网络技术试验，实现分布式计算、部署分布式应用和服务。
6PlanetLab的原型系统已经部署到CNGI-CERNET2当中，用于支持CNGI大规模路由和组播研究与试验项目。该项目每个子课题都要求大规模部署试验。然而如果每个子课题都在CNGI-CERNET2所有节点上部署独立的服务器节点，则总共需要同时运行维护上千个服务器节点。6PlanetLab的原型系统解决了用较少量服务器满足多用户大规模试验的需求，使网络创新符合可持续发展战略的要求。
基于IPv6的大规模高性能网格
以CNGI-CERNET2为平台，支持了基于IPv6的大规模高性能网格应用研究开发项目。该项目基于CNGI-CERNET2，实现大规模高性能的计算网格应用(生物信息、图像处理、计算力学)、数据网格应用(海量信息处理)和远程教育网格应用(大学课程在线)，应用规模涉及全国16座城市的25所高校，聚合计算能力达到30万亿次，聚合存储能力达到200TB。CNGI-CERNET2为网格应用实施提供了基础网络环境。网格节点在CNGI-CERNET2整体部署下，完成大部分IPv6环境建设。CNGI-CERNET2为网格应用提供了10G主干线路、1G的端到端通讯能力以及服务质量控制，很好地满足了各种大规模高性能网格应用的需求，例如图像处理、生物信息、远程教育、海量信息处理等，能够提供高吞吐、低延迟的网格服务，从而使得典型网格应用的示范作用能够充分展现。CNGI-CERNET2的大规模地址空间使得每个网格节点都有了真实的IP地址，使得网格节点的加入更加方便，解决了只有高性能机器或集群作为网格组成单位的问题。同时在网格调度上，避免了由于IP地址有限而产生的内网问题带来的额外调度，从而提高了系统性能。
支持下一代互联网的典型应用
在CNGI-CERNET2的试验平台上，还支持了许多基于下一代互联网的典型应用，包括：基于IPv6的P2P内容存取应用系统研究、基于IPv6的高性能视频传输和共享虚拟现实研究以及基于IPv6大规模无线和移动通信系统研究等。
P2P内容存取应用系统
基于IPv6的P2P内容存取应用系统研究开展智能节点弹性重叠网络研究，此项研究是通过在应用层互联广域分布的智能节点形成重叠网络，并基于这个重叠网络开发各种各样应用，从而易于实现对各种应用业务的有效管理与支撑，这是一个能使IPv6网络成为可管理、可控制和可运营网络的合理的技术方向。CNGI-CERNET2支持了该项研究的开发、调试和部署，并提供了此项研究的多项重要试验工作。
CNGI-CERNET2还支持了基于P2P的大规模应用系统的研究，其中包括直播流媒体平台的研究，CNGI-CERNET2为平台上各个节点提供了IPv6网络连接，为此项研究提供了第一手的资料，并有助于在实际环境中检验P2P平台的稳定性。
高性能视频传输和共享虚拟现实
CNGI-CERNET2支持了基于IPv6的高性能视频传输和共享虚拟现实的应用研究。高性能视频传输在视频的清晰度方面得到了很大的增强，而分布式虚拟现实带来了人机界面、人机交互的新概念和新方法，使得人机交互的内容更加丰富、形象，方式更加自然、和谐。将这些技术应用于下一代互联网，将引起诸多领域的观念和方法的变革，推动社会和技术的发展，包括常见的在科学计算、医疗可视化、远程教学、文化遗产保护、网络游戏、艺术表演等领域，以及需要先进的网络设施支持的科研领域，例如载人航天、核试验、核反应堆维护、包括新武器系统在内的大型产品的设计研制、多兵种军事训练与演练、气象及自然灾害预报、医疗手术的模拟与训练等。从2005年至今，在CNGI-CERNET2上进行了高性能视频传输、虚拟现实领域的若干示范应用试验。在CNGI-CERNET2上建立了应用示范节点，试验内容基本涵盖了高性能视频传输和虚拟现实对社会需求和技术发展最有推动力的几个方面，取得了良好的示范效果。
IPv6分布式多媒体通信系统
移动通信和互联网的迅猛发展使得通信网络及其上层业务正发生着根本性的改变。以WIFI/WIMAX为代表的无线宽带接入技术的日趋完善与成熟，使得利用无线宽带接入技术来构建具有城域覆盖与接入能力的无线通信网络成为可能。这一新型的无线宽带城域网络不仅使大量有线宽带网络上的多媒体应用在无线移动环境中成为可能，而且还可以衍生出为数众多的行业应用，使得它在教育培训、医疗卫生、环境保护、公共安全等诸多重大领域具有广阔的应用前景。CNGI-CERNET2为如何部署基于IPv6的下一代多媒体通信系统的多种业务示范提供了有利条件。
