前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的互联网状况及与未来互联网的关系，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
1互联网的现状 互联网最初是为单一的数据通信需求而设计的，其设计目标是实现网络的健壮性和支持底层网络技术的异构性，并且默认互联的用户属于相互信任的团体。因此，传统的互联网体系结构仅支持尽力而为的服务，遵循“核心简单，终端智能”的设计原则，智能部署在网络边缘的终端上。这种体系结构简单，保证了高效的互通和良好的演进性，一直沿用至今。随着互联网步入商业化时代，互联网的性质已经从一个以科研为主要目的的网络演变为全球规模的信息基础设施。近年来，随着网络技术的高速发展，出现了大量新型接入技术如WiMAX，Wi-Fi，无线局域网，蓝牙，大量新型异构网络如移动自组织网络、无线传感器网络、网状网，大量新的计算技术如P2P，网格，普适计算和多样化的应用，这些新技术和应用在推动整个通信领域进步的同时，也使得传统互联网体系结构面临着巨大的挑战。复杂的异构网络环境增加了维护管理的复杂度，同时也影响了网络的灵活性、健壮性和安全性；无处不在的应用需求要求互联网支持移动性；多样化的应用要求互联网支持高质量的实时业务。 随着网络复杂度的增长，传统的“核心简单”的互联网难以满足网络对可控、可管迫切的需求，已经运行了40年的以IP协议及相应编址路由机制为核心的互联网基础架构越来越不堪重负，互联网的可持续发展性面临着严重的挑战。随着网络规模、业务需求、以及相关的计算机与通信技术的迅速发展，互联网面临了严峻的问题，具体为：(1)网络存在严重的可信、安全问题。(2)网络的虚拟化能力差。(3)网络管控能力低，网络不可知、不可控和不可管。(4)网络扩展性（地址、路由、业务）差，已经影响到互联网业务（特别是实时业务）的发展。(5)网络无服务质量保证，高质量的实时业务很难开展。(6)商业模型问题严重。这些问题的存在已经影响到互联网的可持续发展，已经引起业界的高度重视。另外，在信息爆炸、内容急遽扩张的今天，内容分配、传送能力已经成为一类极为重要的能力，是网络必须能高效提供的，但是目前内容的分配和传送是通过分组数据网和数据广播网来实现的，用上述两类基础网去分配和传送内容是可以的但不是高效的。 随着内容传送重要性的增加，绿色、高效、高质量来分配和传送内容变得越来越重要，内容分配、传送的重要性就日益显现了，这是近年来凸现的问题，它对互联网提出了新的要求。上述这些问题的存在已阻碍了互联网的可持续发展，近20年来互联网的专家们在“绞尽脑汁”试图解决这些问题，但迄今为止没有能够得到很好的解决，已有的实践表明，这些问题依靠现在传统的互联网是无法解决了，需要研究新的互联网技术（即未来互联网技术）。 2未来互联网与下一代互联网 新的互联网技术是什么，目前没有统一的认识。大体上有三种说法：新一代互联网，未来互联网和下一代互联网。这三者说的是不是同一件事？笔者认为它们不是一回事。新一代互联网是一个泛指，只要是与目前传统互联网不同的互联网都可以称为新一代互联网（因为有“代”的要求，因此不是小改小弄，而是应该在性能和能力上有质的改变才能称得上“代”），从这个意义上讲，未来互联网和下一代互联网都是新一代互联网，因为是泛指讨论的意义不大，这儿就不讨论了。下面主要讨论未来互联网和下一代互联网。 未来互联网到目前为止没有明确的目标，只有一个基本的想法，就是传统的互联网存在严重的问题，需要予以解决，以保持互联网的可持续发展，从20世纪90年代起，就一直在进行研究和探索。20多年来改良型技术路线一直是主导的技术路线，它是在已有IP网的体系结构的基础上，采用IPV6来增加地址空间的容量，在此基础上增加诸如：源地址检查、无状态地址映射等技术，期望能满足未来互联网的要求，已有的实践结果表明，这条技术路线可以解决IPv4地址空间不足而导致的网络可扩展性问题，但无法解决路由日益复杂化导致的可扩展性问题，甚至还会恶化，此外它无法解决网络的安全、可信方面、服务质量和商业模型问题等体系性瓶颈性的问题，已有的实践表明，改良型技术路线难以为继，革命性的技术路线势在必行。革命性的技术路线也有两条思路，思路之一是所谓的CleanSlate的技术路线，重建一个全新的互联网，这是对互联网最彻底的革命，从已有的研究来看，它的工作重点在于：(1)设计一个全新的体系（目标不明朗，虚拟化和节点可编程是可能采用的技术）。(2)解决内容分配、传送高效和优质问题。总的来说这条思路目前没有没有明确得方向、只有一些设想。 国外的研究，如NDN，DONA，I3，PSIRP等，由于是全新的思路，方案尚未稳定，国内得研究基本上是跟追走，没有自创得思路，这条思路是10年，20年甚至对更远年代的一些考虑，是“远期目标”的未来网络。下一代互联网则是“近期目标”的未来互联网。由于是“近期目标”的未来互联网，因此它的目标是明确的和具体的。下一代互联网的目标是：解决目前互联网存在的诸多问题，提升互联网的性能和能力，满足未来相当长一段时间内的互联网发展的需要，保证互联网的可持续发展。下一代互联网的研究开始于20世纪90年代，IPv6是作为下一代互联网协议提出的，当时目标很明确是要解决的是IPv4（当前互联网）存在的问题，由于IPv4地址空间过小影响互联网的可持续发展，所以IPv6首先要解决的问题是IPv4地址不足的问题，但是IPv6是为下一代互联网设计的，决非仅为解决地址问题设计的，IPv6将要解决IPv4网存在的全面的问题包括：网络的安全可信问题、网络的服务质量问题、网络的移动性问题等，它希望全面的提升IPv4网的能力，构建下一代互联网。IPv6实施的实际结果是：IPv6的确解决了IPv4存在的地址问题，但由于IPv6与IPv4相比，除了地址从32BITS改为128BITS，地址空间大为增加，其他所有的技术都没有本质上的改变，因此IPv6与IPv4相比较无论从网络性能和能力而言就没有实质性的进展，IPv6没有能实现预期的目的。下一代互联网的另一个重要研究方向是提出IP＋MPLS的网络体系。建立在IP网的基础上的互联网不能从更本上提升互联网的能力，特别是安全、可信、服务质量和网络虚拟化等方面的问题，互联网的专家们将问题的原因归属于IP网的不面向连接的特性，认为在引入面向连接技术后就有可能从更本上解决互联网的问题，这就是MPLS的引入的原因，这项技术的源头是思科的TAGSwitch，以后演变成MPLS，但是MPLS并没有如互联网专家们的意愿，虽然说面向连接技术由于连接的存在，的确可以因为连接而保证网络资源和网络的安全等，但所有的面向连接技术都存在N平方问题，MPLS同样也不可能幸免，N平方问题的存在，使得MPLS只可能建规模非常有限的局部网络，MPLS可以在一定程度上和在一定范围内解决网络虚拟化、安全和服务质量等问题，但MPLS过于复杂且扩展性很差，使用范围非常有限。目前互联网的网络体系是由一张全程的IP网构成其主体网覆盖全球，在这样的一张IP网上，贴着许多块MPLS网，这些MPLS网相互分离互不相关，在MPLS覆盖的部分网络性能有一定的改善，不覆盖的区域仍然是IP网，经过了近20年的努力，互联网的IP＋MPLS体系没有取得实质性的进步，当然也无法成为下一代网的技术。#p#分页标题#e# 目前，互联网的专家们实际上是很“纠结”的，不面向连接的IP网构建的互联网问题重重无法克服；面向连接的MPLS也无能力从根本上解决互联网的诸多问题，由于在下一代互联网方面的两项研究都不成功，实际上互联网界在下一代互联网的研究方面迷失了方向。 3下一代互联网的特征 下一代互联网是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下一代互联网的研究。在下一代互联网方面研究方面，我国与国际保持同步，并局部领先，在下一代数据分组网技术的研究、开发方面，我国目前拥有明显的领先优势，在下一代互联网研究方面我国可以实现超越，可以实现在涉及国家核心利益的网络技术和资源上完全自主可控。 下一代互联网的特征、原因、影响和技术措施为：(1)下一代互联网是安全可信下一代互联网的安全可信指的是：网络对用户是安全可信得、网络对运营者来说是安全可信两方面。具体得说●用户可信：确保用户信息的私密性、安全性、不可窃取和不可篡改等。●运营者安全可信：网络具有执法监听与溯源能力，网络具有高可靠性和抗攻击能力。(2)下一代互联网是有服务质量保证的下一代互联网的服务质量指的是：运营者可以量化、可预期的网络性能和能力，承诺的端到端的网络性能和用户预期的业务质量。(3)下一代互联网具有很好的可扩展性下一代互联网的可扩展性指的是：地址的可扩展性，路由可扩展性和业务的可扩展性。(4)下一代互联网具有强大的网络虚拟化能力网络虚拟化能力指的是：网络具有生成非物理实体的逻辑网（虚拟网）的能力，虚拟网的信息隔离和资源独立，虚拟网的管理和控制，虚拟网的运行和OAM。(5)下一代互联网是网络资源的可知和网络可管控的网络资源的可知和网络可管控指的是：网络资源的可知，即网络中，包括虚拟网中每一条链路的资源必须是可知的，包括：配置资源、使用资源、剩余资源、资源状态等；网络可管控，即网络具备完备网管的功能，配置管理、性能管理、故障管理、安全管理和性能管理，此外，网络可以被控制的。(6)下一代互联网具有良好的商业模型良好的商业模型指的是：可以租售网络，对租售的网络收费，而完全避免目前网络只能对接入收费而不能对网络计费的哑管道式的商业模型。合理商业模型应该是：对网络整体全链路收费，对业务收费，而不是目前这样业务是免费的，商业模型是没有的。合理的商业模型应该是，根据业务消费的资源收费，虚拟网按网络资源收费。 4下一代互联网的技术方向 4.1在下一代网的研究中存在两条技术路线 (1)改良式的技术路线改良式的技术路线是将目前已经标准化的IPv6等同于下一代互联网，即该技术路线不改变已有IP网的体系结构，在已有IP网的体系结构的基础上，采用IPv6来增加地址空间的容量，在此基础上增加诸如源地址检查、无状态地址映射等技术，期望能实现下一代互联网的要求；这条技术路线在国际、国内已进行了10余年的实践，已有的实践结果表明，这条技术路线可以解决IPv4地址空间不足而导致的网络可扩展性问题，但无法解决路由日益复杂化导致的可扩展性问题，甚至还会恶化，此外它无法解决网络的安全、可信方面、服务质量和商业模型问题等体系性瓶颈性的问题。(2)革命性的技术路线目前，一谈到革命性技术路线就会将它与彻底推翻现有的互联网重建一个全新的互联网即所谓的CleanSlate相关联，于是得出一个结论，革命性的技术路线是虚无飘渺的“空中楼阁”，10年，20年能否有所进展都是未必，原因很简单互联网对目前社会已经是不可或缺的，想彻底改变基本上是没门的。应该指出的是，革命性技术路线的本质是理念上的革命，从互联网存在的问题出发，搞清造成互联网安全可信问题、可扩展性问题、服务质量问题和商业模型等体系性问题的根本原因，造成上述这些问题的根本原因是由于IP网设计缺陷造成的，因为IP网是一种分组数据网，那么设计一个新型分组数据网，在设计中充分考虑到造成IP网体系性瓶颈的基因缺陷，就有可能彻底解决IP网的问题。革命性的技术路线从理念来说是革命性的，但革命性技术路线不是一个建立在凭空想像的“空中楼阁”，完全抛弃已有的技术基础搞一个莫名其妙的新东西，而是在认真研究了所有技术后，“取其精华、去其糟粕”从一个很高的起点起步，来进行研究所得的产物。从这个意义上说，革命性的技术路线的产物一定是站在巨人肩上的产物，是建立在坚实技术基础上的产物。这是一条极有潜力的路线，并具有高度的可行性，将会使互联网发生质的改变。但它是互联网可以保持持续发展的动力。 4.2下一代互联网的技术趋势和方向为 (1)采用数据分组技术，使用不面向连接的工作方式下一代网络必定还是分组数据网，其理由是未来的业务和应用都是变速率的，能够适应变速率通信的技术是数据分组通信技术，因为它可以在大范围、大幅度的调配通信资源，除了数据通信网外，没有其他的技术有此能力。另外，从目前的应用来看，用户间的通信已经进入进程通信，即多方、多进程通信已经是通信的常态，面向连接的网络已经不再适用，必须采用不面向连接的网络设计。这也是IP网取得巨大成功的关键所在，也是下一代互联网研究所要保持的。 (2)网络的核心与边缘相分离，用户、网络的接口分离，网络不透明核心与边缘分离使用户对于核心网络的访问不可达，通过智能“边缘”来构建网络的安全屏障目前国内外的新型网络体系结构基本都采用这种思路来组网。图1是该技术的图形表述。 (3)动态路由机制，控制与转发相分离动态路由是IP网取得巨大成功的另一个因素，动态路由技术的使用使得IP网可以组建全球大网，保持网络的高可通达性，因此这无疑也是应该继承的。进一步的技术是控制与转发相分离，这将会很有效地提高网络的可塑性和柔性，同时也可以有效地降低节点设备的复杂度。图2是应用示例（OpenFlow）。 (4)标识与地址相分离，有效地提升网络的移动性标识与地址分离在于解决目前IP地址同时具有身份标识和地址的双重语义问题，从而实现更好的移动性、业务与网络的分离。目前，提出了LISP和HIP等协议，并且在几乎其他所有的下一代网络技术方案中标识与地址分离的思路均被坚持。#p#分页标题#e# (5)网络虚拟化，业务的扩展性和管控IP网的虚拟化。IP网是一个对用户完全透明的管道，只设定了8级优先级，以便使重要数据先通过，优先级不隔离信息，网络中不能凭优先级确定资源，优先级之间资源不独立，IP网没有虚拟化能力，是一个哑管道。MPLS的虚拟化，N平方问题使MPLS只能用于局部，流量工程（TE）过于复杂，实际应用不多，MPLS的虚拟化能力很有限，也很不好使用。IP＋MPLS的虚拟化，IP网是一个基础大网，在基础大网上点缀若干个MPLS服务区，本质上其虚拟化能力是很局部的。网络虚拟化关系到网络的安全性，关系到业务的扩展性和管控，是下一代网重要的技术方向。图3为网络虚拟化在多业务承载的示意图。 (6)网络智能化，网络资源可知、可控、可管管道的智能指的是对管道的资源、性能、安全、绿色节能等管理和控制的智能。●资源：能够有效的控制管道，根据管道的能力、资源和资源的使用状况，能以最佳、最合理的方法来管理、分配和使用管道的能力及资源，让用户以最合理的价格获得最好的用户体验，运营者以最合理的资源和资源利用率获得最好的回报。●性能：根据用户的需要和相关业务对网络性能的要求，合理有效的管理和控制网络，向用户提供不同性能的管道，根据细分的管道等级合理确定管道的价格。●安全：根据不同的安全策略，提供不同类别的安全服务，能够分层、分级、分业务来满足不同用户对安全保证的不同需要。●绿色：能够及时调整策略，以合理的资源消耗，以最小的资源代价提供最佳的服务质量，有效掌握网络资源合理调度资源的使用，有效的网络技术组合，确保以最小的资源消耗来提供最佳的服务。这无疑是下一代网的方向。 5结束语 下一代互联网是“近期目标”的未来网络。由于是“近期目标”的未来网络它的目标是明确的。下一代互联网的目标是：解决目前互联网存在的诸多问题，提升互联网的性能和能力，满足未来相当长一段时间内的互联网发展的需要，保证互联网的可持续发展。下一代互联网发展的目标是近期目标，是具体的和可实现的。 下一代互联网的技术趋势和方向为：下一代互联网将必定采用数据分组技术，使用不面向连接的工作方式，可以适合相当长时间业务发展的需要特别是适合业务进程通信的需要；下一代互联网拥有新型的网络体系，网络的核心与边缘相分离，用户、网络的接口分离，网络不透明以确保网络的安全可信；动态路由机制，控制与转发相分离，以保证网络的高可靠性和设备简化的要求；标识与地址相分离，有效地提升网络的移动性；网络虚拟化，业务的扩展性和管控；网络智能化，网络资源可知、可控、可管。
