对未来互联网设计理念的思考

1、 对未来互联网设计理念的思考北京法国电信研发中心无线与网络通信实验室 俞一帆Orange Lab Beijing , Yifan Yu,Vision景愿 迎来Web4.0时代,初步判断这个时代将从2020年开始。到了那时,发展的重点又将回到前端,网络上将出现成千上万的基于Web3.0时代开发的新网络架构的应用程序,人们在网络上的体验将得到前所未有的增强。图1. 基于WWW协议的互联网(即万维网的进化史2.未来互联网研究思路及主要标准化工作目前无论是在国内还是国际上,各个研究机构及标准组织都开始了对未来互联网的研究及标准化工作。具体来说,各个标准组织对于现有互联网向未来互联网演进方式的看法可大致

2、分为三种思路:“改良”、“整合”和“革命”。“改良”思路认为,考虑到现有互联网的巨大存量,可以利用新技术对现有互联网进行修补。IETF提出的IPv6可视为这方面的代表性技术。此外,万维网联盟(W3C在现有互联网体系的应用层也针对语义网的应用制定并发布了相关的标准规范,其工作重点是研究基于资源描述框架的新工具和新语言。“革命”思路认为,现有的互联网体系已无法承担未来网络基础设施的重任,因此需要设计全新的互联网。ITU的第十三研究组(SG 13 做为未来网络的领导研究小组更倾向于“革命”的思路。最近该小组对未来网络的愿景、需求、新技术、时间表以及标准化等问题进行了探讨。“整合”思路认为,对现有互联

3、网体系进行简单的修补无法真正解决问题,但对互联网的革新需要一个漫长的过程。面对迫切需要解决的各种问题,可以寻求一种折衷方案,遵循重叠网的思想,对于互联网承载层之上、应用层之下的各层进行修改,在尊重互联网现实存量的基础上对互联网进行改进。IETF是这种思路的典型代表,目前它在这方面的工作重点包括:路由扩展性问题,新一代域名系统(DNS以及多路径TCP 协议(Multipath-TCP等。3.未来互联网的发展动机及设计理念互联网最初的设计原则是实现不同计算机主机之间的通信,因此IP协议就成了整个网络的核心协议,网络内的一切数据处理都是围绕这个协议展开的。互联网出现时提倡的IP over every

4、thing 以及everything over IP就是最好的明证。但是随着越来越多的应用出现在网络上,尤其是NAT, 防火墙,CDN以及VPN等的广泛应用,IP层协议正变得越来越复杂,这一方面使得现有的互联网结构变得格外臃肿,并带来严重的管理问题及安全隐患,另一方面也限制了互联网业务的进一步发展,人们在现有的体系结构下,无法充分地利用来自不同信息源的信息,从而无法有效聚合网络资源。经济学人曾经发表了一篇文章来论述用户在不同网站之间共享数据时面临的困难。于是,人们开始重新审视传统互联网的体系结构,并逐渐认识到在设计未来网络时,需要将网络中的任何事物视为信息对象而不是物理对象,未来的网络必须是以

5、信息为中心的网络。因此,在未来的互联网体系中,实现各个信息对象之间的互通将是整个网络的核心。形象地说,如图2所示,在未来的网络中,每一个物体都会被视为一个信息对象,一方面,它每时每刻都在产生着数据,另一方面,它也需要从其他物体那里获取所需的数据,而网络的角色就是信息经纪人,它需要把各个信息对象产生的数据提供给有需求的其他对象。图2. 以信息为中心的未来互联网图2实际上反映了互联网发展的一个本质问题,即互联网本身只是一个技术手段,而不是一个最终的目的。在当今的社会经济条件下,互联网发展的目的应该是帮助各个行业向消费者准确传达自身的价值信息,实现产业链的高效整合,而不是对各种技术简单的堆砌。我们应

6、当意识到在人类社会的发展特别策划 Special Column FuTURE MOBILE COMMUNICATION FORUM AUG 2010过程中,各类信息总是被不断地加以利用来提高社会生产及生活的效率,而互联网的出现恰恰给人类提供了一种前所未有的高效利用信息的手段。可以预见,在未来的互联网中,人类在现实世界的活动将更多地以数字化的方式在网络上进行,正如现在越来越多的人开始在网络上完成购物这一基本的人类商业活动。4.未来互联网的系统实质 从实践层面上看,未来网络的首要任务之一就是打破目前不同信息源之间的壁垒,实现信息源之间的充分互通,从而更为有效地聚合网络上的不同资源。目前互联网上的各

7、类应用,例如电子商务,社交网络以及P2P 视频共享等,实际上可以看作一个个独立的“信息孤岛”,这是因为这些应用在现有的体系下是依托不同的网站或者信息系统实现的,它们之间鲜有相互之间的信息共享及协作。而在未来的网络中,我们需要提倡“应用互联”的理念,具体来说,就是实现各个业务平台之间的协作。这种需求与上世纪后半段互联网诞生之初的情形颇为相似:当时人们需要解决计算机系统之间的孤岛问题,因此互联网被开发出来实现不同计算机系统的物理互联。时至今日,对于未来的互联网而言,实现“信息孤岛”之间的信息互联则显得尤为重要。直观地来看,在未来的互联网中开发业务就像装配一辆汽车,汽车厂商不可能生产所有的部件,实际

8、上它的主要工作是整车设计并且把不同配件厂商的零件组装起来,未来互联网中的业务开发者扮演的角色就是汽车厂商,配件厂商就是那些“信息孤岛”,业务开发的过程就类似于汽车组装的过程,一个业务的开发及运转就是一个“应用互联”的过程。 4.1“应用互联”的实质“应用互联”的实质可以用关联数据的概念来解释。关联数据是由“万维网之父”蒂姆伯纳斯-李提出的一种用于描述数据之间相互关系的概念。这一概念最初产生于柏林自由大学在维基百科网站上进行的一项试验。在这个试验中,研究人员把每个维基百科上的文档地址以及在其页面右侧引用的文件链接输入一个数据库,来记录不同文档之间的关联关系。于是,他们得到了如图3所示的结果,这表明在现实世界中,从人类的认识及需求角度来看,看似不同的数据之间实际上存在着相互关联的关系。比如你看到了一个文档描述了柏林的城市概况,那么进一步你可能希望了解柏林的交通,古迹及美食,接下来你可能想知道你是否有认识的朋友现在住在柏林,然后你可能希望得到你的朋友在柏林的联系方式以及他在这里的生活照片。图3. 关联数据模型实际上,上面这个例子里提到的这些数据很可能以不同的形式存储在不同的信息系统内,这时用户就需要网络帮助他从不同的系统内获取这些资料,而获取的过程就是不同系统之间在信息层面上的互通。因此,实现“应用互联”的关