下一代互联网的网络特征分析

下一代互联网的网络特征分析

互联网有一些重要的设计理念，例如端到端透明原则、用户自律原则、简单开放原则等;一些技术特征，例如统一编址和域名查询机制、泛在连通性、动态路由、分布式网管、无连接分组转发等;一些外在特征，例如TCP/IP协议族、浏览邮件等典型业务、最广泛的参与性、全世界范围、海量信息、大量用户等。这些设计理念、技术特征、外在特征以及使用者的的关系如图1所示。互联网在设计之初，其中最重要的几条设计理念就是:端到端透明原则、用户自律原则、公平平等原则、简单开放原则。互联网技术主要有下列特征:统一编址和域名查询、泛在的连通性、动态路由机制、网管分布实施、无连接分组转发、业务在终端实现，独立于网络、网络与低层技术无关、管理和信令带内传送、提供尽力而为的服务质量、只依据目的地址路由等。这些技术特征中，一部分是互联网设计理念所决定(例如业务在终端实现，独立于网络、网络与地层技术无关等)，反过来也直接支撑上述技术理念。一部分技术特征设计理念没有涉及，是所采用的技术引入的，原则上不违背设计理念，但是反过来又将设计理念定死，不能轻易修改。上述技术特征，无论是设计理念所决定还是所采用的技术所引入，只有专业人员关心，普通用户既看不到也不关心。在普通用户看来有互联网如下外在特征(所采用的技术本身由于广为宣传也成为外在特征):使用TCP/IP协议族、提供浏览邮件新闻等典型业务、不断有新东西(业务种类无限可能)、全世界范围、大量用户、海量信息，免费资源、可以方便找人聊天(便捷的交流平台)、可以做个人网站写博客展示自己(广泛深入的参与性)、计算机终端(终端智能)，能边打电话边浏览(多样业务)、有时很慢有事不通(无服务质量保障)、到处是病毒垃圾(没有安全保障)、业务大多免费(建立商业模式困难)等。这些外在的特性一部分是由设计理念所确定的技术特征所决定，其他外在特征是所设计和采用的互联网技术所决定。有些外在特征例如网络全世界范围，包括海量信息，大量用户、具有最广泛参与性等虽然不是设计理念所决定，但是已经被使用者广泛接受，成为互联网不可分割的一部分。一些外在特征无论是设计理念所决定还是所采用技术所引入都是使用者不需要的，例如无服务质量保障、没有安全保障等。但是这些需求可能需要修改完善互联网技术(协议)，也有可能受当前技术限制无法改进，需要引入新技术作替代。在修改完善或引入新技术的同时，可能对互联网设计理念产生影响。互联网的成功是设计理念所直接决定，因此对设计理念的变更必须慎之又慎，对设计理念不恰当的变更可能会扼杀互联网的生命力。但是设计理念也不是绝对不能改变的，因为普通使用者看到的是互联网的外在特征，核心理念以及核心理念决定的技术特征对于普通用户来说是几乎不可见的。因此随着技术的发展以及需求的增加，设计理念和应用的技术也可能因为使用者的需求有所变更和进展。互联网特性互联网外在特征是普通用户直接看到的内容，实际上是对用户需求的一种满足。也许有专业技术人员会认为特性是外在的，只有符合设计理念的网才是互联网，改动设计理念的网络就不是或者说很可能不是互联网了。但是绝大多数用户会直观地认为有这些特征能满足这些通信需求的网络是互联网。当然由于技术限制，并非所有的特征都是用户所希望的。站在绝大多数普通用户的立场，我们说互联网具有下列特征。TCP/IP协议族:TCP/IP协议族是当前互联网技术核心之一，经多年潜移默化的宣传也已经成为互联网显著特征。当前互联网使用TCP/lPv4协议族，TCP/IPv4协议族也因互联网的成功而得到最广泛的应用。随着互联网的应用，所有的应用都被实现在TCP/IP协议族上。TCP/IP协议族符合互联网所有的核心理念，但是并不是说互联网必须采用TCP/JP协议族。至少当前IPv4协议族已无法满足互联网发展要求。因此TCP/IP协议族是当前互联网显著特性，但不是必然选择。浏览、邮件等典型业务:当前互联网上最典型的业务是Web浏览、电子邮件业务、文档分享业务、BBS业务等。上述业务也是当前互联网上使用最多的业务，这些业务使互联网成为资源共享平台、实时快速的第四媒体、虚拟社会、游戏平台等。因此无论互联网和下一代互联网何去何从，上述典型业务将在很长时间内长期存在。因此Web浏览、电子邮件、文档分享等业务在很长一段时间内将是互联网典型业务特征。业务种类无限可能:互联网是一个典型的多业务网。包括Web浏览业务、电子邮件业务、分组语音业务、文件交换业务等等。除了已知的业务应用外，互联网上还不断涌现新的业务和应用，例如BLog、P2P等。虽然互联网是IP网，同时EveryThingoverIP，但是并不是所有的业务都能在互联网上开展好。只有真正适合互联网，对互联网有合理预期的业务才能开展好。该外在特性是业务在终端实现，独立于网络和网络与底层技术无关所决定。无限业务可能是互联网必要特征。全世界范围，大量用户:互联网是一个遍布全世界的网络，互联网有数以亿计的用户。网络的价值与用户数量的平方成正比，因此互联网网络价值难以估计。互联网上大量的用户带来虚拟社区、海量信息、互动游戏等多种多样的业务应用，进一步吸引更多的用户。虽然电话网也是全世界范围，也拥有大量用户，但是电话网主要用于人与人沟通，不能用作获取海量信息。海量信息，免费资源:互联网上有数以亿计的海量信息。当前采用Google等搜索工具时，大多数关键词都能得到数以万计的结果。而且上述信息绝大部分都是免费的。海量信息和免费资源是互联网必要的条件。便捷的交流平台:在互联网这个沟通交流平台上，可以很便利地使用一对一交流(QQ、MSN、skipy等)，一对多交流(web网站、BBS、流媒体等)，多对多交流(聊天室，视频会议等)。虽然当前电话网非常便捷，但是互联网已经成为广泛认可的交流沟通平台。广泛深入的参与性:互联网提供了最广泛的参与性。互联网骨干网只是一个提供泛在连通性和无连接分组交换的平台，只有加上了无数的服务器和所有用户参与才成为互联网。所有用户的参与给予互联网无比的活力。也许可能有公司能建立一张与互联网一样大的网络，但是不可能有公司能提供象互联网一样多样化服务，海量信息的网络。最广泛的参与性不但体现在对互联网业务的使用，信息的索取，还体现在业务的创新，信息的提供。广泛参与性是互联网必要的特征。终端智能，多样业务:由于网络只提供无连接分组服务，业务在终端提供，因此复杂的业务逻辑都在终端实现。同时由于互联网在单一终端上提供多种多样的业务，终端必须实现一定的智能才能实施。与智能网络，傻瓜终端的传统电话网络相比，互联网是一个典型的智能终端，傻瓜网络。该外在特性是业务在终端提供，独立于网络的技术特性所决定，也是互联网必要特征。无服务质量保障:当前很多人认为互联网没有服务质量，这样的印象来自于互联网上的某项业务的服务质量，例如邮件收不下来、页面打不开、IP电话断续等。实际上虽然IP网只提供尽力而为的服务质量，但是当前互联网俨层服务质量并没有想象中那样差。大多数服务质量问题都处在终端(主要是服务器端)。服务器实施了有效的业务层接纳控制以后，互联网业务服务质量可以有效提高。因此没有服务质量保障是当前部分互联网特征，但不是互联网必然必然特征。没有安全保障:当前网络安全问题受到前所未有的关注，绝大多数安全问题聚焦在互联网上。网络安全主要体现在网络设施安全，网络设备安全，网络信息安全以及网络行为溯源等。在互联网建设初期，网络设备和网络设施稳定性可靠性不够;用户相互信任，对信息安全问题较少;网络行为溯源没有需求。随着互联网的发展，电信运营商介入骨干网建设，IP网络稳定性急速上升;终端/服务器可靠性没有随之增长，当前大部分业务不可用都来源于服务器大部分网络不可用都是由于终端/服务器不稳定引起。网络行为溯源虽然出现需求，但是由于IP网络的技术特点，难以实施。没有安全保障也是一时现象，不是必然特征。建立商业模式困难:电信业认为互联网没有商业模式，主要来源于建设互联网骨干网后没有预期的利润，而这种预期来自电话网、传输网等电信网络。实际上用户愿意为接入付费，在享受免费服务的同时也愿意为感兴趣的业务付费，也愿意使用互联网作便利的中介，因此互联网并不是没有商业模式，只是互联网商业模式中缺少骨干网这一环节。当前互联网商业模式在不断探索和丰富中。下一代互联网特征需求下一代互联网外在特征需求，是对下一代互联网需求的体现。需要研究当前互联网外在特征中哪些是需要在下一代互联网中继续保留的，哪些是需要改进的。在用户看来满足下面所分析特征需求的技术才能成为下一代互联网技术，采用可行技术构造满足下面特征需求的网络才能成为下一代互联网。全世界范围，大量用户:网络的价值与用户规模的平方成正比，网络的吸引力同样与用户规模密切相关。全世界范围的网络才能使多元文化的交流与碰撞成为可能。因此全世界范围，大量用户是下一代互联网的一个必不可少的条件。海量信息，廉价便捷资源:当前互联网已经在改变人们的生活方式，互联网已经是一个知识共享平台，平台上有海量的信息以及大量免费的资源。下一代互联网上海量信息是必不可少的条件。当前免费信息中充斥垃圾信息，下一代互联网获取有效价格合理支付便利的资源更重要。典型互联网业务:就现在看来，当前互联网上的典型业务都应当在下一代互联网上继续提供。下一代互联网依托上述典型业务作为资源共享平台、快速实时的第四媒体、虚拟社会、游戏平台的功能还会保持。此外下一代互联网上还会出现更多的新业务。智能终端，多样业务:互联网的魅力很大程度上来自业务的新颖性、多样性和实用性。要在网络上提供多样业务，终端必须拥有相当的智能。因此下一代互联网一定是一个提供多业务的网络，而且不应当仅仅提供事先设定的几种特定业务的网络，而应该是在用户广泛参与下拥有无限的业务创新能力的网络。因此智能终端，多样甚至无限业务是下一代互联网的必要条件。用户参与广泛深入:互联网骨干网的优势不仅仅来自泛在连通性和无连接分组交换的物理平台，更重要的是来自无数用户参与。当业务完全由运营商设计和提供时，一方面因为运营商精力有限不可能关注所有需求，另一方面运营商也不可能也有时不愿意完全符合用户需求，业务受制于公司规模与投入。下一代互联网必须能使用户广泛而深入地参与进来，不但在业务的使用上，而且在业务应用的创新和提供，才能像当前互联网一样成功。服务质量保障:当前互联网没有服务质量保障，实际上是指当前互联网没有针对某个业务或者某个特定用户使用的特定业务保证服务质量。互联网总体服务质量还是有一定程度保障的，或者说与使用者得到的服务质量与付出是相适应或者相对其他网络超值的。下一代互联网是否对每个用户使用的某个业务保障服务质量取决于技术可行性以及代价。就现在看来在技术上即使可行的，但是付出的代价过高，而且当前互联网可以一定程度保障业务总体服务质量。因此基于用户的特定业务行为的服务质量保障在下一代互联网不是必要条件。相关安全保障:互联网由于历史原因，安全设计考虑不多，因此安全问题备受争议。网络与信息安全内容广泛，下一代互联网中应当区别对待。下一代互联网骨干网安全例如维持网络的连通性、可用性、防攻击(控制面，管理面和数据面)、设备安全、链路安全等应当由协议设计以及ISP保证;业务安全应当由业务提供商保障;数据的机密性完整性应当由通信双方保障;网络提供业务溯源合法监听用户数据由相关业务提供者保障安全;终端安全由操作系统、应用软件以及用户共同负责;所有协议设计中都应考虑防治非法使用、恶意攻击等。因此下一代互联网必须考虑安全，但是不能由网络包办一切。商业模式建立:互联网定位早已从科研转为商用，但是商业模式和价值链建设一直不顺畅。运营商一直声称互联网建设没有收到预期回报，这种现象既有历史原