下一代互聯(lián)網(wǎng)體系創(chuàng)新的機遇和挑戰(zhàn)

吳建平

現(xiàn)在到處都能看到互聯(lián)網(wǎng)，但是互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)是什么？我們是不是掌握了互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，我們在互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)上有多少發(fā)言權(quán)，這能深層次地反映我們的現(xiàn)狀。國家發(fā)布《推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版（IPv6）規(guī)模部署行動計劃》，其實給了我們一個發(fā)現(xiàn)和了解互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)的重要機會，為什么國家推動IPv6，IPv6在整個互聯(lián)網(wǎng)里屬于底層的，不是高層的應(yīng)用，為什么要推動它？這個反映了互聯(lián)網(wǎng)和它的核心技術(shù)在整個互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟的發(fā)展中具有非常重要的地位，上面的技術(shù)都承載在互聯(lián)網(wǎng)上的，但是幾十年前的互聯(lián)網(wǎng)并沒有想到現(xiàn)在的應(yīng)用有這么多，所以它面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)非常多。

互聯(lián)網(wǎng)體系發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)

一是可擴展性。雖然IPv6只比IPv4多了地址，但在這么大的空間里去尋址，變成一個理論和實踐工程都是非常大的挑戰(zhàn)，IPv6的地址空間比IPv4的地址空間有幾個數(shù)量級的差別，它的技術(shù)難度和理論難度都大大增強。

二是安全性。安全性是目前互聯(lián)網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)之一，上面所有的應(yīng)用技術(shù)出現(xiàn)安全漏洞，歸根到底都是發(fā)自于底層，底層的安全性為什么會出現(xiàn)隱患？是因為早期的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計有很多的安全缺陷。目前很多安全公司、安全技術(shù)，都是基于現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)來解決安全問題，是治病的，沒有構(gòu)造一個整體的互聯(lián)網(wǎng)安全體系，這是我們安全面臨的巨大問題。

三是高性能。我們永遠(yuǎn)都會覺得互聯(lián)網(wǎng)的速度是慢的，不過速度快的表現(xiàn)根結(jié)不僅僅是傳輸速率快，互聯(lián)網(wǎng)很多部分都影響了互聯(lián)網(wǎng)的性能，我們需要找出來把它解決。

四是實時性。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一個最重要的要求是希望有實時的控制，很多工業(yè)控制系統(tǒng)實時性非常重要，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)怎么去實現(xiàn)實時性，這是面臨的重大挑戰(zhàn)。

五是移動性。我們知道老百姓更多希望WiFi上網(wǎng)，因為WiFi既便宜又快速，但是大規(guī)模移動互聯(lián)網(wǎng)也會有很多的缺陷。

這些挑戰(zhàn)其實在互聯(lián)網(wǎng)底層都是時時刻刻面臨的，也在始終不斷的完善，這是互聯(lián)網(wǎng)要解決的核心技術(shù)難題。實際上互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，是研究互聯(lián)網(wǎng)各個部分的組成和相互關(guān)系的組合。它的核心是在網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層，而不在應(yīng)用層和傳輸?shù)耐ㄓ崒樱虚g層是保證全網(wǎng)的通達(dá)，承上啟下，是體系結(jié)構(gòu)的核心。

在這里面，網(wǎng)絡(luò)層次起了非常重要的作用。網(wǎng)絡(luò)層次有三個非常重要的要素。

第一是傳輸格式，早期的IPv4是現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)傳輸格式的定義，IPv6僅僅定義了新的傳輸格式，沒有其他定義，但是這兩個格式的定義把網(wǎng)絡(luò)層過渡到了新一代。

第二是轉(zhuǎn)換方式，轉(zhuǎn)換方式?jīng)]有變。

第三是路由控制，在傳輸格式定義的情況下，路由控制成了互聯(lián)網(wǎng)的一個巨大創(chuàng)新點，這些創(chuàng)新點恰恰是我們解決這幾個重大挑戰(zhàn)的所在，解決互聯(lián)網(wǎng)的核心問題要圍繞這個方面來進(jìn)行。

如今，互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)面臨一個新的創(chuàng)新平臺。原來是在IPv4上解決互聯(lián)網(wǎng)的幾個重大挑戰(zhàn)，現(xiàn)在逐漸過渡到IPv6上解決這些挑戰(zhàn)，IPv6確實給我們解決互聯(lián)網(wǎng)的挑戰(zhàn)帶來了新的機會和平臺。

在這里面有三個要素比較重要，第一個是要有大規(guī)模的實驗平臺，新的技術(shù)要進(jìn)行實驗，實驗以后才能真正在商業(yè)上、互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行創(chuàng)新。第二個是要有核心裝備，互聯(lián)網(wǎng)的核心裝備要不斷地突破摩爾定理。第三個就是創(chuàng)新，路由控制是互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新非常重要的立足點，在路由控制上可以實現(xiàn)擴展性、安全性、實時性和移動性，路由控制是互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新的大平臺，也是體系結(jié)構(gòu)的核心所在。

創(chuàng)新是互聯(lián)網(wǎng)體系的核心技術(shù)重點

互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)具有強大的生命力：第一，當(dāng)初設(shè)計不是為了特殊的應(yīng)用而設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)，是為了通用的應(yīng)用而設(shè)計的，這是互聯(lián)網(wǎng)的初衷。

第二，互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)要運行在任何通訊手段上和網(wǎng)絡(luò)生態(tài)上。恰恰是這兩條形成了互聯(lián)網(wǎng)的基因，向上支撐所有的應(yīng)用，向下使用所有的網(wǎng)絡(luò)和通訊手段。

第三，互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新這么多年主要在邊緣上創(chuàng)新，而不是在核心上創(chuàng)新，不為增加任何的新的應(yīng)用和服務(wù)而改變網(wǎng)絡(luò)，這是互聯(lián)網(wǎng)的初心。這個事情很多人不一定認(rèn)可，但是互聯(lián)網(wǎng)這么多年是這么走下來的。

第四，必須要有足夠的可擴展性，現(xiàn)在IPv6應(yīng)對這個挑戰(zhàn)，主要是為了擴大更大的范圍。同時互聯(lián)網(wǎng)為新的協(xié)議、新的技術(shù)、新的應(yīng)用呈現(xiàn)一個開放的環(huán)境，向上、向下的開放呈現(xiàn)了今天的互聯(lián)網(wǎng)。

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)有它的獨特核心，宗旨是保證互聯(lián)網(wǎng)平穩(wěn)的發(fā)展，解決互聯(lián)網(wǎng)不斷出現(xiàn)的新問題，主要領(lǐng)域也是圍繞網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層來展開的。在2012年之前，中國確實保留了全球互聯(lián)網(wǎng)IPv6的最大用戶群，大概是四五百萬，但是從2012年開始IPv4地址使用完開始，國際上IPv6的發(fā)展突飛猛進(jìn)。2016年IETF發(fā)了一個重要的聲明，從2016年11月開始所有的互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)不強求支持IPv4，但是必須支持IPv6，這是一個非常重要的信號，也是大家共同的認(rèn)識，這幾年在國際上大量的發(fā)展和這個有密切的關(guān)系。

在互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)上，我們是初學(xué)者，甚至比CPU操作系統(tǒng)還要淺薄，這是一個事實。我們也體會到了互聯(lián)網(wǎng)體系的核心技術(shù)是創(chuàng)新的重點，這個需要國家長期支持，產(chǎn)學(xué)研協(xié)調(diào)創(chuàng)新是突破的關(guān)鍵。

對于國家相關(guān)規(guī)劃部署的感受和體會

對于我國推動的IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模部署的行動計劃，我覺得非常重要。在總體要求里和指導(dǎo)思想里說的非常清楚，要把握全球信息化技術(shù)，宕機躍遷和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)施演進(jìn)升級難得的歷史機遇，以協(xié)同推進(jìn)IPv6部署為主線，以典型應(yīng)用改造和特色應(yīng)用創(chuàng)新為主攻方向，加快網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施的升級步伐，積極構(gòu)建自主技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)生態(tài)，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)先IPv6的演進(jìn)升級，構(gòu)建高速移動安全泛在的新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施，促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)與經(jīng)濟社會的深度融合，構(gòu)筑未來發(fā)展的新優(yōu)勢，為網(wǎng)絡(luò)強國建設(shè)奠定堅實的基礎(chǔ)。

對此，我想談一下我的體會，前面幾條都是擴大規(guī)模、增加應(yīng)用，推進(jìn)IPv6的推廣，但是在這個過程中，我們真的不能忘了IPv6給我們體系結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)的創(chuàng)新帶來了千載難逢的機會。在擴大規(guī)模的同時，我們一定不能忘了提高我們的質(zhì)量，在核心技術(shù)上我們要借機尋求大的進(jìn)步，另外，發(fā)展和安全也是我們應(yīng)該首先要抓的。

同時，對于關(guān)鍵前沿技術(shù)，設(shè)置下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新項目，也提供了各種各樣的技術(shù)，這些技術(shù)實際上都是可以緊緊圍繞互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)展開的，這樣才能抓住技術(shù)的立足點。

最后，我想再一次重申，推動IPv6大規(guī)模的部署，給我們體系結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新帶來了難得的歷史機遇，在這個里面我們要強調(diào)互聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)空間最重要的基礎(chǔ)設(shè)施，互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)是互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，它和CPU、操作系統(tǒng)一樣，是第三大基礎(chǔ)設(shè)施的核心技術(shù)。IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng)對體系結(jié)構(gòu)創(chuàng)新帶來新的挑戰(zhàn)和機遇，網(wǎng)絡(luò)安全實際上要從根本上解決，必須在體系結(jié)構(gòu)上進(jìn)行創(chuàng)新，要設(shè)計構(gòu)造一個安全的體系結(jié)構(gòu)，來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)徹底的安全。IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng)對拓展網(wǎng)絡(luò)空間和解決網(wǎng)絡(luò)安全是一個重大的發(fā)展機會，實現(xiàn)和落實我們國家的行動計劃，是我們需要去努力的，我們需要進(jìn)一步推進(jìn)規(guī)模部署，創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)。endprint