在10月11日舉行的“中國IPv6創新發展大會上”上,推進IPv6規模部署專家委副主任吳建平院士發表了主旨演講。
他指出,互聯網體系結構是互聯網的關鍵核心技術。IPv6下一代互聯網體系結構的創新發展面臨很多挑戰。需要加大力度參與互聯網問題的解決和國際標準的制定,只有參與才可能掌握更大的話語權。IETF和ISOC等互聯網國際組織,一直以來堅持開放互聯的初心,給了我國深度參與的重要機遇。因此,我們要抓住機遇,推動下一代互聯網體系結構的創新發展,從而為互聯網發展做出巨大貢獻。
互聯網和網絡空間支撐著人類社會發展
吳建平首先回憶了2003年中國互聯網的兩件大事。這兩件事分別成為我國互聯網發展和IPv6發展的關鍵“節點”。
一個是抗擊“非典”。2003年非典(SARS)爆發期間,教育部在清華大學舉行高校防治非典科技攻關視頻匯報會,互聯網技術支撐下的視頻會議系統讓異地相隔的通訊交流成為現實。到了2020年,新冠疫情突發,與抗擊非典相比,人們的隔離和交流方式都發生了翻天覆地的變化,互聯網強力支撐著“疫情防控”,對復工復產、常態化疫情防控提供了強有力的支撐。相隔17年的疫情防控表明,互聯網在支撐經濟社會進步中發揮的作用越來越大。
2003年的另一件互聯網大事是:在57位院士建議下,我國啟動了中國下一代互聯網示范工程CNGI,開啟了中國部署IPv6下一代互聯網發展的新階段。中國下一代互聯網示范工程CNGI在2008年完成第一期目標,并且開始試商用。建成了全球最大的純IPv6示范網絡;此外,攻克了一批關鍵技術,開發了一批重大應用。
他表示,回顧這兩件近20年前發生的大事,我們會發現,互聯網和和網絡空間支撐著人類社會的快速發展。互聯網經過50多年發展,已經成為人類社會的重要基礎設施和國家的重要戰略資源,正在發展成為繼陸、海、空和太空之后的人類第五疆域--網絡空間。
互聯網體系結構是互聯網的關鍵核心技術
吳建平指出,互聯網是網絡空間技術體系的重要基礎設施,是各種通訊技術和應用基礎技術之間的“平臺”。要推進創新,就要熟悉各種技術在網絡空間體系里的位置。計算機是網絡空間的最基本的計算細胞,各種計算終端、服務器和超級計算機通過互聯網連在一起,支撐了云計算、物聯網、智慧城市、大數據、人工智能、區塊鏈等一系列應用基礎技術。在互聯網的支撐下,使用這些各種各樣的應用基礎技術,我們才能構建軍事、金融、能源、工業等各種不同行業領域的互聯網,以及各種各樣的具體的應用系統。
他表示,在整個網絡空間技術體系中,CPU(計算機處理器)和OS(操作系統)軟件是網絡空間技術體系的核心,多年來已經得到共識。而除了CPU和OS,互聯網體系機構同樣發揮著非常重要的作用,是網絡空間技術體系的另一個關鍵核心技術。
互聯網體系結構具有強大的生命力。TCP/IP協議的發明者,“互聯網之父”溫頓·瑟夫(Vint Cerf)曾表示,互聯網之所以長盛不衰,和互聯網設計之初所明確的基本理念是有密切關系的:第一,不是為任何特殊應用而設計的網絡,只傳遞數據包;第二,可以運行在任何通信技術之上;第三,允許在網絡邊緣創新,不為增加任何新的應用和服務而改變網絡;第四,必須足夠可擴展;第五,為新協議、新技術和新應用開放。
互聯網的體系結構旨在研究互聯網各部分功能組成及其相互關系。其中,網絡層對下使用各種通信手段,對上支持各種應用,承上啟下,保證全網通達,是體系結構的核心。網絡層包含三個基本要素:傳送格式、轉發方式及路由控制。
傳送格式由IPv4向IPv6演進。IPv6格式定義了下一代互聯網。發展IPv6,是因為早期IPv4的設計已經不能夠滿足今天互聯網的發展。相比IPv4,IPv6主要的變化包括:首先是地址變長,由32位變成128位;其次是包頭簡化,IP包頭由13個域減少為7個域,提高了路由器處理速度。此外,IPv6增加了組播支持,增加了對自動配置的支持,具有更高的安全性,最重要的是,允許擴充。IPv6解決了IPv4互聯網的擴展性瓶頸,給未來互聯網體系結構解決這些重大技術挑戰提供了一個新的創新平臺。
堅持下一代互聯網體系結構創新發展
2016年11月,IETF(The Internet Engineering Task Force,互聯網工程任務組)最高領導層IAB(Internet Architecture Board,互聯網體系結構委員會)發表了關于IPv6發展的重要聲明。聲明表示,希望IETF能夠在新RFC標準中,停止要求新設備和新的擴展協議兼容IPv4,未來的新協議全部在IPv6基礎上進行優化。這是互聯網發展過程中一個非常重要的里程碑,表明IPv6成為互聯網技術無可爭議的發展趨勢和方向。在此影響下,各國互聯網紛紛進行向IPv6的過渡。
吳建平介紹,我國從1998年開始IPv6研究至今已有20多年,雖中間有過停滯,但在我國政府的大力推動下,IPv6近來發展非常迅速。尤其是2017年11月,中辦、國辦印發《推進互聯網協議第六版(IPv6)規模部署行動計劃》,掀起了我國大規模部署IPv6的高潮。邁入2021年,《關于加快推進互聯網協議第六版(IPv6)規模部署和應用工作的通知》等一系列有關IPv6的規劃出臺,進一步表明了我國推動IPv6規模部署和應用的決心。
吳建平表示,當前,下一代互聯網體系結構的創新發展面臨很多挑戰。如果不掌握網絡空間的核心技術,網絡空間的創新發展將困難重重。與計算機體系結構的多種獨立生態不同,在統一的生態下如何創新,既有可信度、又能造福于人類的社會和經濟發展,是互聯網體系結構發展的命題和挑戰。
吳建平提到,比較遺憾的是,在IETF已完成的9000項RFC標準中,由中國科技人員牽頭的標準目前只有100多個。這說明,在整個互聯網體系結構和互聯網關鍵技術領域,中國的發言權、話語權還遠遠不夠,在關鍵核心技術上受制于人,尚未掌握互聯網的“命門”。
他表示,我們仍然是互聯網的初學者,還有很長的路要走。要破解關鍵核心技術“卡脖子”難題,需要加大力度參與互聯網問題的解決和國際標準的制定,只有參與才可能掌握更大的話語權。
吳建平最后講述了兩個關于互聯網組織的小“插曲”。2020年8月,ISOC(Internet Society,國際互聯網協會)第一時間就美國“凈網”發布聲明,表達深切的失望。ISOC指出,互聯網是一個全球性互聯的網絡,體現在網絡基于自發原則相互連接,沒有中心權威。正是這種架構成就了互聯網。美國宣布的“凈網”計劃挑戰了這個架構的最核心的理念。同樣地,2020年9月,ISOC再次指出,美國政府對TikTok和微信的禁令是對互聯網的直接攻擊。這種極端行為從根本上破壞了 互聯網的基礎,對互聯網的開放性和可訪問性原則以及去中心化的管理方式產生了威脅。
他表示,從這里可以看出,IETF和ISOC等互聯網國際組織,一直以來堅持開放互聯的初心,給了我國深度參與的重要機遇。這和我國關于互聯網發展的理念“構建網絡空間命運共同體”有著相通之處。因此,我們要抓住機遇,推動下一代互聯網體系結構的創新發展,從而為互聯網發展做出巨大貢獻。
(本文根據IPv6規模部署專家委副主任吳建平院士在“2021中國IPv6創新發展大會”上的講話整理,未經本人確認)