互聯(lián)網自1969年誕生以來，已經走過了40年輝煌的發(fā)展歷程。從最初的電子郵件、文件傳輸?shù)然緮?shù)據(jù)通信服務，發(fā)展到今日的VoIP、即時通信、博客和視頻流媒體等應用；從有線方式和撥號、窄帶網絡，發(fā)展到無線和寬帶；從人與機通信(如瀏覽)和人人通信(如VoIP)，發(fā)展到支持物與物的通信。那么，隨著互聯(lián)網的不斷發(fā)展，它在商用化的過程中面臨著哪些挑戰(zhàn)？在演進過程中又會出現(xiàn)哪些路線？
　　理想化的初衷：“端到端透明性”
　　雖然互聯(lián)網技術、應用和商業(yè)模式發(fā)生翻天覆地的變化，但其在發(fā)展歷程中一直秉承著“人人參與”的基本理念，即人人都能夠參與互聯(lián)網的發(fā)展和創(chuàng)新。與傳統(tǒng)電話和廣播電視等信息網絡的用戶只能被動接受服務商提供的特定服務不同，互聯(lián)網的每個用戶既可以是信息服務的消費者，也可以是信息服務的提供者。
　　為了實現(xiàn)“人人參與”的理念，互聯(lián)網采用了“端到端透明性”的核心設計原則，即用戶可以利用計算機、手機等終端的智能性產生各種信息，網絡只是簡單地傳遞信息而不做任何記憶與控制。這種俗稱為“智能終端＋傻網絡”的體系架構有效簡化了網絡的功能，把信息處理和控制的復雜性最大限度地交給終端節(jié)點(包括服務器和用戶)，使用戶擁有了更大的自主性和更廣闊的創(chuàng)新空間，從根本上提供了人人參與互聯(lián)網發(fā)展和創(chuàng)新的機會。
　　“端到端透明性”具有很多優(yōu)點，為后來互聯(lián)網從實驗室走向社會、商用化的蓬勃發(fā)展起到了決定性作用。但這種設計有兩個基本假設：第一，互聯(lián)網最初是由具有共同愛好的技術專家設計開發(fā)的，他們之間相互信任；第二，互聯(lián)網是由科研團體或政府研究機構管理下的非商用網絡。這兩個假設滲透到互聯(lián)網初期的設計中，尤其是用戶之間的相互信任機制?；ヂ?lián)網在由教育科研的應用環(huán)境向社會化應用場景的發(fā)展過程中，出現(xiàn)了很多與體系架構密切相關的問題，使得原來理想化的“端到端透明性”的互聯(lián)網核心設計思想遇到了極大挑戰(zhàn)。
　　商用化的挑戰(zhàn)：智能的“云”簡單的“端”
　　商用化時代互聯(lián)網體系架構遇到的第一個嚴峻挑是商業(yè)模型問題，這直接導致互聯(lián)網“端到端透明性”遭到嚴重破壞。上世紀90年代互聯(lián)網服務提供商(ISP)的出現(xiàn)，標志著互聯(lián)網商用化的開始。但互聯(lián)網的開放接口只是IP包轉發(fā)服務，而不是高層業(yè)務和應用的接口，因此ISP只能提供所謂的“比特管道”業(yè)務，很難提供可盈利的高層業(yè)務和應用。因此最近幾年導致大量ISP的倒閉、破產和兼并，沒有一個純粹意義上的ISP能夠活下來，因為只提供單一的“比特管道”服務是無法生存的。于是，一些ISP開始想辦法利用自己的“比特管道”提供一些增值服務，把他們的IP網絡圈起來，增加一些邊界節(jié)點，即所謂的“圍墻花園”模式，但這些邊界節(jié)點的應用明顯違反了互聯(lián)網“端到端透明性”的理念。典型的“中間體”包括緩存、防火墻和網絡地址翻譯等設備類型。
　　第二個挑戰(zhàn)則是用戶群的變化。首先，互聯(lián)網最初是由具有共同愛好且彼此信任的技術專家設計開發(fā)的，只是為了在一個關系密切的“小城鎮(zhèn)”內多臺電腦之間的相互通信而設計，因此互聯(lián)網的用戶彼此之間相互信任是其非常重要的一個設計假設。如今隨著互聯(lián)網規(guī)模和用戶數(shù)量的日益增加，互聯(lián)網已經演變成在一個開放社區(qū)中任何人相互之間的通信方式，這個社區(qū)從地域上說是全球化的，不存在什么管制規(guī)則，用戶彼此之間不再相互信任。其次，用戶之間的利益也不再是相互一致的，假設用戶相互信任的互聯(lián)網“端到端透明性”設計原則方便了安全攻擊、病毒和其他有害信息的傳播。最后，用戶希望互聯(lián)網終端像電話終端那么“傻”和容易使用，導致智能性被迫從終端向網絡中遷移。
　　第三個挑戰(zhàn)來自于計算模式的變化。隨著互聯(lián)網內容商的發(fā)展壯大，互聯(lián)網正在從“以網絡為中心”向以“數(shù)據(jù)為中心”變遷，智能既不在網絡中，也不是平等分布在終端中，而是在網絡邊緣的服務器中，形成了智能的“云”和簡單的“端”(如瀏覽器)。云計算的這種非對稱式架構一旦成為主流，會對互聯(lián)網采用的平等式端到端透明架構帶來新的挑戰(zhàn)。
　　未來的選擇：“改良型”或是“革命型”
　　互聯(lián)網在場景應用向社會化應用的轉變過程中，現(xiàn)有體系架構的弊端日漸凸現(xiàn)，導致網絡在地址空間、路由擴展性、安全性、服務質量(QoS)、移動性以及管理等方面暴露了大量問題。隨著移動互聯(lián)網、物聯(lián)網、云計算以及星際互聯(lián)等應用的發(fā)展，將對現(xiàn)有互聯(lián)網提出更高的要求，對現(xiàn)有體系架構帶來更大的挑戰(zhàn)。向未來互聯(lián)網的演進，已經成為業(yè)界的共識。但對于如何向下一代互聯(lián)網演進，目前出現(xiàn)了兩種技術路線：“改良型”和“革命型”，核心區(qū)別在于是否沿用現(xiàn)有互聯(lián)網“端到端透明”的體系結構。
　　“改良型”演進的技術路線主張在現(xiàn)有互聯(lián)網網絡體系下進行修補，對網絡設備或拓撲進行改造，使其適應新的發(fā)展需求。比如，針對地址擴展性問題目前有兩種改良的思路，一是延長地址長度到128比特的IPv6技術，二是提高IPv4地址利用率的技術，如可變長子網掩碼、動態(tài)地址和私有地址等。下一代互聯(lián)網的IPv6技術沿用了IPv4時代的互聯(lián)網體系架構，因此仍然是一種改良型的互聯(lián)網技術——第6版本的IP協(xié)議。IPv4采用32位地址長度，只有大約43億個地址，相比之下IPv6定義的地址空間為128位，可以解決地址短缺問題。除此之外，IPv6在路由器處理能力、QoS支持、安全性支持、即插即用的自動配置能力、便捷的移動IP支持等方面也具有一定的技術優(yōu)勢。雖然IPv6在全世界得到了一定的重視和支持，但在商用化過程中還存在著諸多問題，在全球范圍內的進展非常緩慢。歸結起來的主要原因，一是IPv6不能與IPv4后向兼容，導致在互聯(lián)網存量市場上現(xiàn)有的IPv4應用很難直接平滑遷移到IPv6上；二是IPv6沒有殺手級應用，導致在互聯(lián)網增量市場上IPv6的競爭力不強。
　　“革命型”的技術路線主張拋棄現(xiàn)有互聯(lián)網網絡體系，建立全新的網絡架構，從根本上解決原有體系結構存在的問題。近年來，互聯(lián)網發(fā)達國家以及國際標準組織都加強了對未來網絡體系結構的研究，主要包括美國的Planet-Lab、GENI、FIND和FARA，歐盟FP7的4WARD，日本的AKAR-I，ITU的FutureNetwork等計劃。這些“革命型”路線目前的主要研究工作包括設計新的編址、路由、安全和業(yè)務適配等模塊。“革命型”解決方案基本還都處于研究和試驗狀態(tài)，且標準化水平較低。
　　“改良型”與“革命型”技術路線的主要區(qū)別在于是否沿用現(xiàn)有互聯(lián)網的體系結構，二者是對立統(tǒng)一的?！案牧夹汀甭肪€的支持者認為，對一個存量巨大的互聯(lián)網進行顛覆性改造，重新建設新網絡、應用和內容，甚至培養(yǎng)用戶新的使用習慣，無論是時間成本還是經濟成本都是巨大的。而“革命型”路線的支持者認為，采用漸進修補策略，如使用網絡地址翻譯、多協(xié)議標記交換、IPv4和IPv6互通等技術，會使原本簡潔的網絡結構變得日益復雜(目前僅IETF發(fā)布的互聯(lián)網標準已近6000個)。另外，有些“補丁”的實施又相互牽制，使得增加新的修補措施變得越來越困難。
　　(來源：中國信息產業(yè)網作者： 何寶宏)