下一代互聯(lián)網(wǎng)體系創(chuàng)新的機遇和挑戰(zhàn)
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- 發(fā)布時間:2017-12-20 10:59
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?,中間層是保證全網(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)要進行實驗,實驗以后才能真正在商業(yè)上、互聯(lián)網(wǎng)上進行創(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。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)施演進升級難得的歷史機遇,以協(xié)同推進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,我們需要進一步推進規(guī)模部署,創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)。
?。ū疚母鶕?jù)吳建平院士在2017全球網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大會上的演講整理而成,未經(jīng)本人確認(rèn)。)
中國工程院院士 吳建平
