未來互聯網技術路線日漸清晰

1.引言

1981年元旦，互聯網正式啟用了TCP/IP協議。其中IP協議的版本號是4，即IPv4。經過30年的發展，互聯網已經從當初的只是連接200~300台機器，發展到耗盡了全部43億個IPv4地址，僅WEB網站就超過了2億台;用戶也從美國數所大學和研究機構的研究人員和學生，到了超過20億網民;應用類型只有Telnet，FTP和E-mail三種，到可搜索引擎檢索到的WEB網頁數就超過1000億，而且還有超過99.8%的網頁是還沒有被檢索到。

經過30年的發展，使用互聯網的目的已經從以教育科研為核心目的的“公益”性質，轉向了以盈利為核心目的的“商業”性質，用戶群體從“自律”的科研人員轉向普通大眾，應用環境從數據為主走向音視頻，接入方式從固定走向移動，終端從計算機轉向智能手機和平板電腦，交流對象從人際通信轉向物物通信，互聯網從資源、網絡、應用到內容，從管理、安全、隱私到政策等，都面臨著諸多關鍵問題需要研究和解決。簡單說，長期以來對互聯網修修補補不斷而成功前進的道路，越走越窄了。需要互聯網變革的，已經從點到面，需要互聯網的體系架構發生重大變化。

自2005年開始，業界普遍意識到1990年代設計的、以IPv6為代表的下一代互聯網(NGI)存在重大缺陷，我們需要設計能夠超越IPv6的新一代互聯網，於是提出了“未來互聯網“的概念。經過5-6年的發展，經過大量的研究和實驗，對未來互聯網的研究目前已經超越了紛繁復雜的應用場景以及相互矛盾的需求提出階段，進入到技術路線的一些關鍵點日益清楚的階段，但形成整體技術路線仍然尚需時日。

2.發展IPv6的經驗教訓

上世紀90年代初，互聯網工程任務組(IETF)提出做下一代IP(IPng)的直接原因，是因為IPv4地址即將耗盡(尤其是B類地址)和路由表的快速膨脹，將直接導致互聯網無法持續發展。為此，1993年在RFC1550裡進行了征求新的IP協議的呼吁，以替代當時已經使用了10年的IPv4協議，並公布了新協議需實現的主要目標。IETF收到了多個IPng提案，最後取長補短，於1998年融合成了今天我們看到的IPv6協議。但很明顯，最後正式批准通過的IPv6技術(RFC2460)部分滿足了RFC1550提出的需求，因此直至今日雖然基本的IPv6地址長度、包頭、路由和安全等機制已經確定和穩定，但一些所謂的“高級”特點仍然還在不斷發展和完善中。

如果從第一個IPv6的國際標准RFC1883算起，IPv6已經經過了15年的發展和部署，但發展的很不理想。目前IPv6流量僅占全球互聯網流量的0.25%左右，路由條目7000余條(IPv4大約32萬條)，全球僅有1200多個網站通過了IPv6認證(而IPv4的網站數量超過了2億個)。這裡從外部看IPv6技術，從經濟、歷史和哲學方法學三個維度，總結其經驗教訓。

2.1從歷史看

從歷史的角度看，IPv6所針對的需求是在大約20年前提出的，並且按當時對IPv4互聯網的認識和技術水平設計的。而當時的互聯網還沒有商用，安全問題也不突出，移動互聯網、三網融合、物聯網和雲計算的概念還沒出現，因此IPv6沿用了現在看來存在諸多問題、當時看來非常完美的IPv4互聯網體系架構(“端到端透明性”)和關鍵技術路線，主要針對的是地址短缺和路由擴展性等問題。

端到端透明性是互聯網最初設計中的核心思想，即將互聯網系統中與通信相關的部分(IP網絡)與高層應用(端點)分離，最大限度地簡化網絡的設計，將盡可能多的復雜性和控制放在用戶終端上。這為後來互聯網從實驗室走向社會，商用化的蓬勃發展起到了決定性的作用。但這一思想有兩個基本假設：第一，互聯網最初是由具有共同愛好的技術專家設計開發的，他們之間相互信任;第二，互聯網是由科研團體或政府研究機構管理下的非商用網絡。這兩個基本假設滲透到了互聯網初期設計的方方面面。

但隨著互聯網應用的不斷發展，尤其是應用目的從教育科研的“公益”轉向盈利為目的的“商業”，用戶群體從“自律”的科研人員轉向普通大眾，IPv6所繼承的IPv4時代的下一代互聯網的體系架構，已經面臨了很大挑戰。

2.2從方法學看

哲學方法學告訴我們，解決問題可以自上而下，也可以自下而上;可以是革命性的也可以是改良性的。IPv4的互聯網堅持開放性，是自下而上取得成功的，因此IPv6也堅持了這一點。但與此同時，自下而上的技術發展思路需要有兩個基本條件：