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2 IPv6固有缺陷
20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,并公布了新协议需要实现的主要目标。
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。
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),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”转向赢利为目的的“商业”,用户群体从“自律”的科研人员转向普通大众,应用环境从数据为主走向话音和视频,接入方式从固定走向移动,终端从计算机转向手机,从人际通信转向物联网,互联网从资源、网络到应用,从管理、安全到政策等,都面临着诸多相互关联的关键问题需要研究和解决,IPv6所继承的IPv4时代的下一代互联网的体系架构,已经面临很大挑战了。
IPv6存在固有缺陷的典型证据是,到2011年2月3日全球IPv4地址耗尽了,但从IPv4向IPv6过渡几乎是刚刚开始,有监测表明IPv6流量只占全球互联网流量的0.2%左右,最近6个月的流量占比竟然下降了。这些都迫使IETF重新认识IPv6,重新认识和发展IPv6的竞争性技术(网络地址翻译)。
3 未来互联网的研究
未来互联网的关键目标需求,不仅包括IPv6可以提供的充足地址资源和路由具有高度扩展性等,还需要RFC1550中没有涉及或未突出强调的,IPv6难以满足的一些特点,如支持多种业务模式及网络结构,安全可信,可管理、可控制,能够保证服务质量,符合绿色节能需求等。为了区别于以IPv6为代表的“下一代互联网”的说法,“未来互联网”的说法在2005年前后开始出现了。
面对当前互联网所面临的问题,同时也为了抢占未来信息技术的制高点,美、欧、中、日、韩等国家和地区都纷纷开展了对未来互联网的研究。这些未来网络研究计划的研究目标大多着眼于10~15年之后、可以取代现有互联网的新型网络。其中,美国和欧盟是目前全球未来互联网研究的中心,他们的基本思路是从理论研究和试验平台两个方面同时推进:一方面,进行创新体系结构、交换与传输体制、关键算法等方面的理论探索;另一方面,建设可以对这些理论研究成果进行大规模、真实用户测试验证的试验网络平台。
欧盟在其FP7计划中资助了众多未来互联网方面的研究项目,主要可以分为业务、媒体、物联网、安全、网络架构、试验床等方面的内容,其中最重要的部分是对未来互联网基础架构的研究和试验床的建设,仅FIRE(Future Internet Research and Experimentation)试验床项目的投入就达到了4000万欧元。美国未来互联网的研究主要由国家自然科学基金会(NSF)和各大高校来推动。从2005年开始的FIND(Future Internet Network Design)计划最初资助了近50个未来互联网相关的研究项目。在2010年,NSF逐步将未来互联网的研究项目重点聚焦于多业务支持、云计算、移动性、网络基础架构(基于名字的路由)等方面。同时,美国还大力加强试验床的建设,Planetlab已经在全球部署了520个站点,拥有1138个节点,其战略意图就是要成为未来互联网的骨干基础设施。
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