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相關專題：
作者簡介：
黎仁蔚（Richard Li），現(xiàn)任ITU-T網(wǎng)絡2030焦點組主席，F(xiàn)uturewei技術有限公司網(wǎng)絡技術實驗室首席科學家，并在一些學術和工業(yè)會議中擔任指導委員會和技術委員會的主席，曾于2016年1月~2019年12月?lián)蜤TSI下一代協(xié)議(Next-Generation Protocols, NGP) ISG副主席。在其職業(yè)生涯中，Richard領導了路由和MPLS、移動回傳網(wǎng)、城域網(wǎng)和核心網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、云和虛擬化等方面的網(wǎng)絡技術創(chuàng)新和開發(fā)。目前，他帶領團隊在研究New IP和網(wǎng)絡2030背景下的下一代網(wǎng)絡體系結構、協(xié)議、算法和系統(tǒng)等技術，以在支撐前瞻性應用及垂直行業(yè)場景。
導讀：
Hascall Sharp在國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會（ Internet Society）網(wǎng)站刊載了一篇名為《對ITU-T提出的"New IP"提案的分析》的討論稿（國內(nèi)相關人士將其譯成中文并刊載）。黎仁蔚認為Hascall Sharp某些陳述、斷言和觀點具有誤導性，夸大其詞，具有推測性或者不夠合理，會影響社區(qū)得出對New IP不公正的結論，作為New IP項目的深度參與者，作者認為有責任向社區(qū)分享他關于【SHARP】的看法和意見。
原文包括前言、摘要、正文（導言、概要評論、詳細評論、結束語）和參考文獻四部分，譯者忠于原文，未加刪減，由于該討論稿內(nèi)部比較多，將做系列刊載。本期將刊載討論稿的前言、摘要及部分正文內(nèi)容。
【前言】
本討論稿是對另一篇名為《對ITU-T提出的"New IP"提案的分析》的征求意見稿的回應。該文章發(fā)表于國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會（ Internet Society）網(wǎng)站，該網(wǎng)站旨在傳遞國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會的觀點和立場。本人也希望能夠將本討論稿發(fā)表在國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會網(wǎng)站的相同位置，使社區(qū)能夠輕松地全面了解本議題及討論雙方的全部觀點，從而對本議題做出自己的判斷。請將您的意見通過電子郵件發(fā)送至internet.evolution101@gmail.com，歡迎大家踴躍發(fā)表意見。
【摘要】
Paul Baran、Don Davis和Leonard Kleinrock早在上世紀60年代就已開始圍繞分組交換開展互聯(lián)網(wǎng)的基礎概念研究。1974年，Vint Cerf和Bob Kahn聯(lián)合發(fā)表了其TCP/IP論文。1981年，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv4標準（RFC 791）發(fā)布。1995年，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv6標準（RFC 1883）發(fā)布。就像在引入快速UDP互聯(lián)網(wǎng)連接（Quick UDP Internet Connection，QUIC）之后，傳輸協(xié)議得以實現(xiàn)發(fā)展和創(chuàng)新一樣，路由協(xié)議也取得了一定發(fā)展和創(chuàng)新。域名系統(tǒng)（DNS）得到了明顯改進，多協(xié)議標簽交換（MPLS）也已實現(xiàn)了長足的發(fā)展。
IPv6，作為網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)面協(xié)議，可將網(wǎng)絡和終端接入互聯(lián)網(wǎng)，已經(jīng)有許多成功案例。IPv6的設計雖然可靠，但并不能解決當前和未來的每個問題，而且互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)面也不會永遠保持不變。因此，互聯(lián)網(wǎng)需要在網(wǎng)絡層進一步發(fā)展，方可應對新的創(chuàng)新和新的用例。在將IPv6用于支持并實現(xiàn)運營技術（OT），以及將工業(yè)網(wǎng)絡連接至互聯(lián)網(wǎng)時，我們發(fā)現(xiàn)，運營技術的特征與信息技術（IT）的特征并不相同。比如，運營技術對工廠自動化控制器與現(xiàn)場的工業(yè)終端之間的高精確端到端低時延、零丟包有嚴格要求。工業(yè)網(wǎng)絡中的終端通常采用非IPv6地址。許多工業(yè)場景表明，將IPv6用于機器類通信存在技術差距。由于此差距，一些常用的工業(yè)控制系統(tǒng)及其通信協(xié)議棧在進行實時控制時并不使用TCP/IP堆棧。為了將這些工業(yè)網(wǎng)絡及其終端連接至互聯(lián)網(wǎng)，我們需要在可能的情況下優(yōu)化現(xiàn)有協(xié)議棧，并在必要時增加新的功能。
反觀今天的IP，我們發(fā)現(xiàn)，其在網(wǎng)絡層提供了三種可供上層使用的基本能力和服務：（1）盡力而為轉發(fā)：默認服務，也是最常用到的服務。這項服務在傳送數(shù)據(jù)包時不提供任何保證，或者不會給用戶提供有保證的服務質量或某種優(yōu)先級。（2）差分服務：按8個流量類別提供每跳行為差分，但不為任何應用提供路徑級端到端保證。（3）MPLS流量工程：在互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議歷史上，有一種被稱為綜合服務IntServ（RFC 1663）的技術。這種技術采用資源預留協(xié)議RSVP（RFC 2205）為應用預留帶寬。后來，資源預留協(xié)議RSVP經(jīng)改編和加強處理后成為基于流量工程的資源預留協(xié)議RSVP-TE，用于MPLS流量工程。就像綜合服務一樣，基于流量工程的資源預留協(xié)議雖然保證了轉發(fā)路徑所需的帶寬，但并不保證端到端的低延遲、高吞吐量以及零丟包。
不可否認，IP已經(jīng)且將繼續(xù)取得成功，且具有諸多優(yōu)勢。然而，在過去幾十年里使互聯(lián)網(wǎng)得到繁榮發(fā)展的單一、通用的"一體適用"IP的一些原則，并不適用于所有領域，尤其是工業(yè)網(wǎng)絡領域。從客戶端到網(wǎng)絡，再到服務器，所有環(huán)節(jié)都存在的同質化問題，將導致互聯(lián)網(wǎng)越來越整合且僵化。根據(jù)國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會發(fā)表的《2019年全球互聯(lián)網(wǎng)報告》（GIR2019），在互聯(lián)網(wǎng)整合的影響下，市場準入和競爭機會正在不斷減少�；ヂ�(lián)網(wǎng)僵化使得IP無法在可接受的時間范圍內(nèi)滿足新的需求和適應新的要求。為防止互聯(lián)網(wǎng)整合和/或僵化，需在可能的情況下對現(xiàn)有協(xié)議進行優(yōu)化；同時，還需要在必要時，通過擴展和更新來增加新的功能�？赡苓�需要開發(fā)新的協(xié)議或其組件，盡管只有在就現(xiàn)有協(xié)議因其存在的不足之處而無法滿足應用需求廣泛達成共識時才開發(fā)。此外，開發(fā)新協(xié)議時，需要確保其具有向后兼容性。
為支撐新興的垂直行業(yè)并將更多網(wǎng)絡和終端接入互聯(lián)網(wǎng)，需要開發(fā)新的網(wǎng)絡協(xié)議。該協(xié)議，將是現(xiàn)有IP能力和服務的補充，而非取代既有互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。更確切地來說，這種新網(wǎng)絡協(xié)議旨在與現(xiàn)有協(xié)議一起實現(xiàn)以下目的：滿足尚未連接至互聯(lián)網(wǎng)的應用的需求，以及將這些應用接入互聯(lián)網(wǎng)。預計將在具有地理限制的自治系統(tǒng)中使用所述協(xié)議，以支持工業(yè)互聯(lián)與自動化、無人駕駛汽車和運輸、5G/B5G超可靠低延遲通信（URLLC）所用的IP移動回傳等場景以及由國際電信標準化部門ITU-T網(wǎng)絡2030焦點組所發(fā)布【UC2030】中規(guī)定的一些用例。新協(xié)議的主要目標有：（1）提供一種機制，使路由器和交換器能夠實現(xiàn)高精度/確定性通信，從而保證高吞吐量和低延遲，并消除丟包；（2）提供一種自由選擇的尋址機制，使網(wǎng)絡運營商和應用開發(fā)者自由選擇對其領域和應用最有效的尋址系統(tǒng)；（3）提供可擴展的創(chuàng)新促進機制，以便在轉發(fā)層中引入新的創(chuàng)新；（4）針對AR/VR和全息通信等未來應用提供一種支持大容量媒介的轉發(fā)與傳輸機制；（5）體現(xiàn)一種內(nèi)在安全機制，以保護用戶隱私、機密性和安全性，并防止DDoS（分布式拒絕服務）攻擊；（6）提供與適用于工業(yè)網(wǎng)絡域的現(xiàn)有IP和功能互聯(lián)的方法。由于此新網(wǎng)絡協(xié)議假定是在保持與IP兼容的同時引入上述改進和擴展，因此暫時將該協(xié)議稱為"New IP"。國際電信聯(lián)盟（ITU）、計算機協(xié)會（ACM）和電氣電子工程師學會（IEEE）發(fā)布的許多出版物已介紹過關于New IP的其中一個或多個方面內(nèi)容。
盡管IPv4/IPv6在支持信息技術（IT）方面是不錯的選擇，但New IP旨在增加對運營技術（OT）的支持以及融合現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)和尚未連接至互聯(lián)網(wǎng)的許多其他網(wǎng)絡。歷史上的OT網(wǎng)絡不是互聯(lián)網(wǎng)的一部分，經(jīng)常使用針對其網(wǎng)域中所需功能進行了優(yōu)化的專有協(xié)議。通常需要邊界網(wǎng)關將這些網(wǎng)域連接至互聯(lián)網(wǎng)。由于New IP可以將OT網(wǎng)絡及其終端直接連接至互聯(lián)網(wǎng)，因此無需使用特定邊界網(wǎng)關。相關應用領域包括"互聯(lián)工業(yè)"、"信息物理系統(tǒng)（CPS）"、"工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)"、"工業(yè)4.0"、"工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)"。
New IP從一個小項目發(fā)展成現(xiàn)在的多方社區(qū)項目，全球許多組織均參與了這個項目。一些網(wǎng)絡運營商和工業(yè)制造相關公司已經(jīng)表明了他們對New IP的興趣。盡管已經(jīng)有了一些關于New IP或其組件的概念驗證（PoC）實現(xiàn)和刊物，但仍然沒有官方標準，并且尚無標準制定組織（SDO）接受New IP作為標準化起點。
鑒于上述背景，已就New IP相關主題的工作，在國際電信聯(lián)盟電信標準化部門下一研究期做了"研究課題"的提案【C83】。最近，【（SHARP）】陳述了關于此提案的分析情況。在審查【SHARP】之后我得出結論，【SHARP】中的某些陳述、斷言和觀點具有誤導性，夸大其詞，具有推測性或者不夠合理�！維HARP】中關于New IP的結論不公正，因此將限制互聯(lián)網(wǎng)未來的進化以及IT與OT之間的融合。
包括國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會在內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)社區(qū)應采用具有包容性和開放性的方法。應當歡迎、鼓勵和支持就互聯(lián)網(wǎng)更好地為人們、經(jīng)濟、工業(yè)服務開展的所有努力，包括New IP。無論是在互聯(lián)網(wǎng)工程任務組IETF，抑或在國際電信聯(lián)盟ITU或其他組織開展工作，社區(qū)均應本著這一立場。國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會應該鼓勵標準制定組織發(fā)起針對New IP的標準化程序，使其成為開放的標準。
【正文】
導言
《對ITU-T提出的"New IP"提案的分析》文章的作者和編輯通過多份郵件公開征求討論和意見，本文記錄了對其的一些注釋和評論。我是幾年前發(fā)起New IP項目的其中一員，因此我認為我有責任向社區(qū)分享我關于【SHARP】的看法和意見。盡管我是國際電信標準化部門網(wǎng)絡2030焦點組的主席，并且深度參與了New IP項目，但我仍僅代表我自己作出回應。我希望我的評論對社區(qū)有所幫助。
在我開始評論之前，我想感謝《對ITU-T提出的"New IP"提案的分析》的作者Hascall Sharp和Olaf Kolkman在當前"New IP"項目下所做的評論。我認為這是一個好機會來討論這項工作的意圖和提出的問題，對此我感到很高興。
我想強調一下，"New IP"這個名字并不意味著要取代現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。相反，其目的是在可能的情況下使用現(xiàn)有協(xié)議以及在必要時通過擴展和更新來增強這些現(xiàn)有協(xié)議的功能，從而滿足即將到來的新型網(wǎng)絡應用和創(chuàng)新需求。只有人們就現(xiàn)有協(xié)議的不足將導致應用需求得到滿足受阻達成廣泛共識時，才應開發(fā)新的協(xié)議或組件。此外，在開發(fā)新協(xié)議時，這些新協(xié)議需向后兼容，并且需通過在相應社區(qū)中進行討論，進而在相關標準組織進行開發(fā)。
新協(xié)議的主要目標包括：（1）提供一種機制，使路由器和交換機能夠實現(xiàn)高精度、確定性通信，從而保證高吞吐量和低延遲，并消除丟包；（2）提供一種自由選擇的尋址機制，使網(wǎng)絡運營商和應用開發(fā)者自由選擇對其領域和應用最有效的尋址系統(tǒng)；（3）提供可擴展的創(chuàng)新促進機制，以便在轉發(fā)層中引入新的創(chuàng)新；（4）針對AR/VR和全息通信等未來應用提供一種支持大容量媒介的轉發(fā)與傳輸機制；（5）體現(xiàn)一種內(nèi)在安全機制，以保護用戶隱私、機密性和安全性，并防止DDoS（分布式拒絕服務）攻擊；（6）提供與適用于工業(yè)網(wǎng)絡域的現(xiàn)有IP和功能互聯(lián)的方法。由于本新網(wǎng)絡協(xié)議在保持與IP兼容的同時引入上述改進和擴展，因此暫時將該協(xié)議稱為"New IP"。國際電信聯(lián)盟（ITU）、計算機協(xié)會（ACM）和電氣電子工程師學會（IEEE）發(fā)布的許多出版物已介紹了關于New IP的其中一個或多個方面內(nèi)容。
不可否認，IP已經(jīng)且將繼續(xù)取得成功，且具有諸多優(yōu)勢。我們要確保在今天所構建的并且功能將在未來幾年內(nèi)增強的互聯(lián)網(wǎng)能為新型應用做好準備，所述應用指我們預期的以及某些服務提供商將需要部署的應用。我們還要確�；ヂ�(lián)網(wǎng)足夠穩(wěn)固以滿足這些應用日益增長的需求。同時，我們希望秉承在過去四十年中使互聯(lián)網(wǎng)得到繁榮發(fā)展的原則：自治系統(tǒng)的"自治"，運營的"獨立性"，對任何人和任何地方的"開放性"以及構建和連接網(wǎng)絡和應用的"自由性'。
秉承著開放標準且所有人均能在互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)進行創(chuàng)新這一原則，我們的目的始終是向互聯(lián)網(wǎng)工程任務組IETF、國際電信聯(lián)盟ITU、歐洲電信標準協(xié)會ETSI、第三代合作伙伴計劃3GPP、萬維網(wǎng)聯(lián)盟W3C、電氣電子工程師協(xié)會IEEE和其他對所討論協(xié)議和技術負有責任的標準制定組織提交相關提案互聯(lián)網(wǎng)標準組織通過開放標準流程構建了一個成功的互聯(lián)網(wǎng)，并在過去幾十年中改變了世界，我們的目的始終是在相關組織開展任何必要的協(xié)議工作。
在承認以"連通性"為核心目標的現(xiàn)有IP在面向消費者使用時是成功的同時，我們也要確保IP將來可成功用于工業(yè)場景，工業(yè)場景下信息傳遞遵循嚴格的關鍵業(yè)務性能目標至關重要。
我提供的注釋和評論采用下列結構：在"概要評論"部分中，我介紹了關于New IP的諸多背景知識并澄清了【SHARP】中的誤解、夸大陳述或猜測內(nèi)容。在"詳細評論"部分中，我分析了【SHARP】并提出了我的觀點。在"結論"部分中，我對本文做出了總結。
概要評論
在對New IP進行標準化的標準制定組織對其正式命名之前，我們使用"New IP"作為涵蓋性術語。在這一涵蓋性術語下，不同國家和組織做出了多方彼此獨立的努力，旨在改善互聯(lián)網(wǎng)，使其更好地服務于新應用并連接更多的具有嚴格性能需求的網(wǎng)絡（如工業(yè)網(wǎng)絡）至互聯(lián)網(wǎng)。特別地，New IP旨在為工業(yè)控制與自動化在網(wǎng)絡層（第3層、IP層）連接工業(yè)網(wǎng)絡與其終端，這些由運營技術（OT）負責研究。OT與信息技術（IT）具有不同的特點和要求。IT的基本目標是連通性，然而OT需要信息傳遞保證嚴格的業(yè)務關鍵性能目標。
New IP不會導致互聯(lián)網(wǎng)分裂。相反，其目的是連接更多尚未接入互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡和終端。通過為關鍵業(yè)務工業(yè)領域的網(wǎng)絡運營商和應用開發(fā)者提供更多功能，New IP將會增強互聯(lián)網(wǎng)的功能并使其與時俱進。New IP旨在提供簡單的可擴展性和適應新業(yè)務需求，打破僵化壁壘，從而促進并鼓勵快速創(chuàng)新。我們的目的是New IP可以將目前尚未連接至互聯(lián)網(wǎng)的更多網(wǎng)絡和終端接入互聯(lián)網(wǎng)。其中一個例子是Profinet網(wǎng)絡，New IP在更具擴展性的層3網(wǎng)絡中可將工廠控制器和B類終端連接起來，以滿足極低延遲和無損控制信息傳送等嚴格的性能指標要求。
從互聯(lián)網(wǎng)伊始，就已假設互聯(lián)網(wǎng)的設計需要不斷改變、發(fā)展以適應新的需求，以便更好地為人們、經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)服務。應允許并提供相應工具使所有人能夠在互聯(lián)網(wǎng)上進行創(chuàng)新。
我認為"自頂向下方法"【C83】可能屬于用詞不當，因為它很容易引起誤解和不必要的猜測。事實上，它表示"愿景驅動方法"或"目標驅動方法"，我認為這一方法在第三代合作伙伴計劃3GPP等標準制定組織中已得到了很好的證明。通常將"愿景"規(guī)定為"用例和需求"：從愿景或目標開始，然后將其分為一組子目標或詳細需求，并最終通過對這些子目標開展協(xié)同工作獲得解決方案。
New IP，作為一個候選方案，可以部署在有關鍵業(yè)務應用的自治系統(tǒng)中。由于許多工業(yè)機器類通信需要低延遲和無損信息傳送，此類通信網(wǎng)絡經(jīng)常部署在一個有限的地理區(qū)域內(nèi)。
參考文獻
【SHARP】H. Sharp, O. Kolkman，《對ITU-T提出的"New IP"提案的分析》，2020年
【C83】《"New IP，塑造未來網(wǎng)絡"：建議啟動國際電信聯(lián)盟電信標準化部門戰(zhàn)略轉型討論》，TSAG-C83R1，日內(nèi)瓦，2019年9月23日-27日
【GIR2019】C. Bommelaer de Leusse, Carl Gahnberg《全球互聯(lián)網(wǎng)報告：互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)整合》，國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會報告，2019年2月26日
【UC2030】《網(wǎng)絡2030的代表用例和主要網(wǎng)絡要求》，電信標準化部門網(wǎng)絡2030焦點組https://www.itu.int/pub/T-FG-NET2030-2020-SUB.G1， 2020年
原文鏈接：https://internet4future.wordpress.com/
