自动化技术|未来互联网技术路线日渐清晰

水暖之家讯：1 引言

1981年元旦，互联网正式启用了TCP/IP协议。其中IP协议的版本号是4，即IPv4。经过30年的发展，互联网已经从当初的只是连接200~300台机器，发展到耗尽了全部43亿个IPv4地址，仅WEB网站就超过了2亿台;用户也从美国数所大学和研究机构的研究人员和学生，到了超过20亿网民;应用类型只有Telnet，FTP和E-mail三种，到可搜索引擎检索到的WEB网页数就超过1000亿，而且还有超过99.8%的网页是还没有被检索到。

经过30年的发展，使用互联网的目的已经从以教育科研为核心目的的“公益”性质，转向了以盈利为核心目的的“商业”性质，用户群体从“自律”的科研人员转向普通大众，应用环境从数据为主走向音视频，接入方式从固定走向移动，终端从计算机转向智能手机和平板电脑，交流对象从人际通信转向物物通信，互联网从资源、网络、应用到内容，从管理、安全、隐私到政策等，都面临着诸多关键问题需要研究和解决。简单说，长期以来对互联网修修补补不断而成功前进的道路，越走越窄了。需要互联网变革的，已经从点到面，需要互联网的体系架构发生重大变化。

自2005年开始，业界普遍意识到1990年代设计的、以IPv6为代表的下一代互联网(NGI)存在重大缺陷，我们需要设计能够超越IPv6的新一代互联网，于是提出了“未来互联网“的概念。经过5-6年的发展，经过大量的研究和实验，对未来互联网的研究目前已经超越了纷繁复杂的应用场景以及相互矛盾的需求提出阶段，进入到技术路线的一些关键点日益清楚的阶段，但形成整体技术路线仍然尚需时日。

2 发展IPv6的经验教训

上世纪90年代初，互联网工程任务组(IETF)提出做下一代IP(IPng)的直接原因，是因为IPv4地址即将耗尽(尤其是B类地址)和路由表的快速膨胀，将直接导致互联网无法持续发展。为此，1993年在RFC1550里进行了征求新的IP协议的呼吁，以替代当时已经使用了10年的IPv4协议，并公布了新协议需实现的主要目标。IETF收到了多个IPng提案，最后取长补短，于1998年融合成了今天我们看到的IPv6协议。但很明显，最后正式批准通过的IPv6技术(RFC2460)部分满足了RFC1550提出的需求，因此直至今日虽然基本的IPv6地址长度、包头、路由和安全等机制已经确定和稳定，但一些所谓的“高级”特点仍然还在不断发展和完善中。

如果从第一个IPv6的国际标准RFC1883算起，IPv6已经经过了15年的发展和部署，但发展的很不理想。目前IPv6流量仅占全球互联网流量的0.25%左右，路由条目7000余条(IPv4大约32万条)，全球仅有1200多个网站通过了IPv6认证(而IPv4的网站数量超过了2亿个)。这里从外部看IPv6技术，从经济、历史和哲学方法学三个维度，总结其经验教训。

2.1 从历史看

从历史的角度看，IPv6所针对的需求是在大约20年前提出的，并且按当时对IPv4互联网的认识和技术水平设计的。而当时的互联网还没有商用，安全问题也不突出，移动互联网、三网融合、物联网和云计算的概念还没出现，因此IPv6沿用了现在看来存在诸多问题、当时看来非常完美的IPv4互联网体系架构(“端到端透明性”)和关键技术路线，主要针对的是地址短缺和路由扩展性等问题。

端到端透明性是互联网最初设计中的核心思想，即将互联网系统中与通信相关的部分(IP网络)与高层应用(端点)分离，最大限度地简化网络的设计，将尽可能多的复杂性和控制放在用户终端上。这为后来互联网从实验室走向社会，商用化的蓬勃发展起到了决定性的作用。但这一思想有两个基本假设：第一，互联网最初是由具有共同爱好的技术专家设计开发的，他们之间相互信任;第二，互联网是由科研团体或政府研究机构管理下的非商用网络。这两个基本假设渗透到了互联网初期设计的方方面面。

但随着互联网应用的不断发展，尤其是应用目的从教育科研的“公益”转向盈利为目的的“商业”，用户群体从“自律”的科研人员转向普通大众，IPv6所继承的IPv4时代的下一代互联网的体系架构，已经面临了很大挑战。

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