New IP——面向未來IP網(wǎng)絡(luò)的開放研究（二）

作者簡介：

黎仁蔚（Richard Li），現(xiàn)任ITU-T網(wǎng)絡(luò)2030焦點(diǎn)組主席，F(xiàn)uturewei技術(shù)有限公司網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家，并在一些學(xué)術(shù)和工業(yè)會議中擔(dān)任指導(dǎo)委員會和技術(shù)委員會的主席，曾于2016年1月~2019年12月?lián)�任ETSI下一代協(xié)議(Next-Generation Protocols, NGP) ISG副主席。在其職業(yè)生涯中，Richard領(lǐng)導(dǎo)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(luò)技術(shù)創(chuàng)新和開發(fā)。目前，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在研究New IP和網(wǎng)絡(luò)2030背景下的下一代網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議、算法和系統(tǒng)等技術(shù)，以在支撐前瞻性應(yīng)用及垂直行業(yè)場景。

導(dǎo)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(guān)人士將其譯成中文并刊載）。黎仁蔚認(rèn)為Hascall Sharp某些陳述、斷言和觀點(diǎn)具有誤導(dǎo)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(jié)論，作為New IP項(xiàng)目的深度參與者，作者認(rèn)為有責(zé)任向社區(qū)分享他關(guān)于【SHARP】的看法和意見。

原文包括前言、摘要、正文（導(dǎo)言、概要評論、詳細(xì)評論、結(jié)束語）和參考文獻(xiàn)四部分，譯者忠于原文，未加刪減，由于該討論稿內(nèi)容比較多，將做系列刊載。本期將刊載討論稿的部分正文。上一期鏈接：http://www.cctime.com/html/2020-6-24/1523154.htm

【正文】

詳細(xì)評論

以下內(nèi)容中，對【SHARP】的引用進(jìn)行編號并以斜體表示。

1）互聯(lián)網(wǎng)繼續(xù)快速發(fā)展。在許多領(lǐng)域中，新服務(wù)、應(yīng)用和協(xié)議正在開發(fā)和部署中，包括下列最近的：新傳輸協(xié)議（QUIC），域名系統(tǒng)（DNS）訪問方式的改進(jìn)，以太網(wǎng)和IP網(wǎng)絡(luò)支持確定性應(yīng)用的機(jī)制。這些變化之所以有可能，是因?yàn)樯婕暗纳鐓^(qū)包括內(nèi)容提供商、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商、瀏覽器開發(fā)商、設(shè)備制造商、研究人員、用戶等等的所有人。

上述說法是正確的，但還有一些其他要點(diǎn)：

首先，互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)已從傳統(tǒng)接入-核心-接入模式明顯發(fā)展到了服務(wù)器位于邊緣的模式，即服務(wù)器嵌入終止流量的接入網(wǎng)絡(luò)或數(shù)據(jù)中心或云中，通過私有全球骨干網(wǎng)的流量在被最小化。這意味著創(chuàng)新能力已經(jīng)改變，并且某些用例只能在受保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)中才能在商業(yè)競爭中生存下來。

其次，可以注意到，QUIC源自一家大公司的專有實(shí)現(xiàn)方案，該方案之所以能起作用，僅是因?yàn)榘l(fā)明它的公司具有較大規(guī)模，以及該公司同時(shí)擁有瀏覽器（前端）和大量服務(wù)托管能力（后端）。試想有一個(gè)"普通"參與者向IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）傳輸域TSV建議通過UDP隧道來構(gòu)建新的傳輸方式，那么很可能我們還在討論它。例如，考慮一下IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）花費(fèi)了多長時(shí)間來接受網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NATs的需求和實(shí)用性。

再次，Jennifer Rexford教授在她的ACM Sigcomm（美國計(jì)算機(jī)協(xié)會通信數(shù)據(jù)通信專業(yè)組）主題演講【JRACM】中說道，在"網(wǎng)絡(luò)之上、之下和旁邊均存在一些創(chuàng)新，但在"網(wǎng)絡(luò)"內(nèi)部沒有太多創(chuàng)新，我們渴望在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部進(jìn)行創(chuàng)新�！維HARP】列出的示例不是"在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部進(jìn)行創(chuàng)新'。

總之，不幸的事實(shí)是，創(chuàng)新遠(yuǎn)比【SHARP】所認(rèn)為的難很多，任何有意義的創(chuàng)新都只會在越來越長的時(shí)間周期內(nèi)發(fā)生。這對網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展越來越不利。

2）考慮到這一背景，已向ITU-T（國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門）建議"在當(dāng)前以及下一個(gè)研究周期"啟動進(jìn)一步的長期研究，以進(jìn)行"未來網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自頂向下的設(shè)計(jì)"。

即使是在最壞的情況，研究仍然不會產(chǎn)生任何害處，并且還可能獲得關(guān)于如何構(gòu)建功能更強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)層的有用見解。盡管ITU-T（國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門）已開展了一些研究，但它并不是唯一在研究這個(gè)問題的地方，并且本項(xiàng)目目的是為了在合適的標(biāo)準(zhǔn)制定組織進(jìn)行協(xié)議擴(kuò)展、增強(qiáng)和增加，以進(jìn)行開放式討論和開發(fā)。只有部署才是有效的競爭點(diǎn)，在這一點(diǎn)上必須考慮集成、共存、聯(lián)合工作等。對于一項(xiàng)研究，一個(gè)組織僅僅需要擔(dān)心的是該研究本身是否具備競爭力以更好地滿足用戶的需求。 如前文所述，"自頂向下"最好理解為"愿景驅(qū)動"或"目標(biāo)導(dǎo)向"。 "自頂向下"本身僅是執(zhí)行某些工作的方法。它不是失敗或錯(cuò)誤的象征。

3) 支持全球確定性轉(zhuǎn)發(fā)的需求。

這不是一個(gè)不合理的要求，并且在任何情況下，設(shè)計(jì)社區(qū)之間都沒有就就不需要這個(gè)需求達(dá)成共識，尤其是業(yè)務(wù)在跨一個(gè)接入自治系統(tǒng)和另一個(gè)終止服務(wù)的自治系統(tǒng)時(shí)需要全球性確定性轉(zhuǎn)發(fā)。

另一方面，我看到【C83】僅提出了"確定性轉(zhuǎn)發(fā)"作為從網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部用于關(guān)鍵業(yè)務(wù)的附加功能，而沒有指出這是"全球"要求。要求全球能力并不意味著每個(gè)地方和每臺設(shè)備都支持該能力。"全球"要求是【SHARP】作者的誤解。相反，這一要求僅適用于網(wǎng)絡(luò)中特別需要該能力的那些部分。

4) 增強(qiáng)安全性和可信并支持"內(nèi)生安全"的需求

我認(rèn)為國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會ISOC將支持并歡迎大家努力了解如何更好地做到這一點(diǎn)。增強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)安全性總是一件值得做的事。

盡管已開展了所有安全性工作，但是互聯(lián)網(wǎng)安全仍然是一個(gè)令人擔(dān)憂的問題。由多種機(jī)制拼湊而成的互聯(lián)網(wǎng)安全仍然在部署、運(yùn)行和技術(shù)方面面臨著諸多挑戰(zhàn)。IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）安全域本身主要強(qiáng)調(diào)的就是增強(qiáng)安全性和可信。

5) 在過去40年中，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心設(shè)計(jì)目標(biāo)一直是通過多種異構(gòu)技術(shù)（包括衛(wèi)星系統(tǒng)）進(jìn)行通信，以及避免由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多樣性而導(dǎo)致的通信孤島。

我同意實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連確實(shí)是最初的要求，但是自從互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議開始作為聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，而不是僅僅作為網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)以來，這一要求已經(jīng)不復(fù)存在。網(wǎng)絡(luò)僵化問題再次證明了這一點(diǎn)，即向網(wǎng)絡(luò)協(xié)議引入新功能和特性的阻礙越來越大，這阻礙了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展。雖然許多網(wǎng)絡(luò)已連接至互聯(lián)網(wǎng)，但許多其他網(wǎng)絡(luò)尚未連接，甚至有些網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)放棄使用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧。New IP的一個(gè)目標(biāo)就是通過消除一些阻礙在這些網(wǎng)絡(luò)中使用現(xiàn)有協(xié)議的壁壘來使這些網(wǎng)絡(luò)連接至互聯(lián)網(wǎng)。

6) IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）【DETNET】（確定性網(wǎng)絡(luò)工作組）和【RAW】（可靠可用無線工作組）以及IEEE 802.1【TSN】（時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)工作組）正在制定確定性網(wǎng)絡(luò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并通過聯(lián)絡(luò)函告知了ITU-T（國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門）SG15（第15研究組）和3GPP（第三代合作伙伴計(jì)劃）聯(lián)絡(luò)。

IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）DETNET（確定性網(wǎng)絡(luò)工作組）被明確排除在修改網(wǎng)絡(luò)層之外，盡管它具有提高多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包幸免于擁塞的概率的技術(shù)，但是尚無相應(yīng)的IP解決方案獲得工作組采用或普遍接受。請注意，"降低丟包率"不等于"消除丟包"。即使使用MPLS基于流量工程的資源預(yù)留協(xié)議RSVP-TE構(gòu)建隧道來傳輸時(shí)間敏感的數(shù)據(jù)包，但是能保證的只是隧道上的最小帶寬。沒有任何機(jī)制可以保證端到端吞吐量、高精度時(shí)延以及零丟包。因此，確定性網(wǎng)絡(luò)工作組DETNET從根本上受到IP層（用于全球連接）可以提供受限擴(kuò)展性的限制。

我很高興【SHARP】的作者提及了IEEE 802.1時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)和ITU-T（國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門）SG15（第15研究組）。但是請注意其解決方案分別為第2層和第1層解決方案。我在這里看到一個(gè)問題：我們可以提供第3層確定性或高精度通信嗎？如果New IP社區(qū)選擇研究這一問題，那么我看到了潛在價(jià)值。

7) IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）解決了特定協(xié)議（例如邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議安全（BGPSEC）、域名系統(tǒng)安全（DNSSEC）、資源公鑰基礎(chǔ)設(shè)施（RPKI）等）中的安全問題，以及在各征求意見稿RFC中要求有一個(gè)章節(jié)考慮安全問題，將研究和新開發(fā)考慮在內(nèi)。IEEE（電氣電子工程師學(xué)會）在相關(guān)協(xié)議（例如IEEE 802.1AE、IEEE 802.11i）中解決了媒體訪問控制（MAC）層的安全問題。

在安全性方面，還有很多事情要做，尚不清楚關(guān)于IP設(shè)計(jì)的基本限制是否是障礙。研究根本的改變是否會帶來改善絕對不會產(chǎn)生任何害處。另外，我們非常了解所謂的"靜態(tài)"安全性及其在盡力而為網(wǎng)絡(luò)中的適用性。我們只是在學(xué)習(xí)如何確保動態(tài)行為的安全。

在互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)之初，很多地方都沒有考慮安全。當(dāng)出現(xiàn)安全問題時(shí)，安全功能被開發(fā)為附加特性。事后嘗試增加安全特性僅能起到繃帶或止痛藥的作用，雖然可以幫上一陣子，但不能根本解決問題。請查看IP地址偽造導(dǎo)致的分布式拒絕服務(wù)放大攻擊或網(wǎng)絡(luò)釣魚和虛假冒名。底層設(shè)計(jì)的不足是目前引起重大損害的主要問題。

就像我之前說的那樣，我認(rèn)為國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會ISOC將支持并歡迎大家努力提高互聯(lián)網(wǎng)的安全性，尤其是新型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和工業(yè)機(jī)器在尋求接入互聯(lián)網(wǎng)之際。

8) IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）傳輸域開發(fā)傳輸協(xié)議（例如，流控制傳輸協(xié)議（SCTP）、實(shí)時(shí)協(xié)議（RTP）和Web實(shí)時(shí)通信（WebRTC）和QUIC）和主動隊(duì)列管理協(xié)議（例如，低延遲、低損耗、可擴(kuò)展吞吐量服務(wù)架構(gòu)（L4S）和某些擁塞預(yù)警（SCE）顯示擁塞通知ECN校驗(yàn)點(diǎn)）。在考慮到與互聯(lián)網(wǎng)上TCP流量的交互以及對互聯(lián)網(wǎng)上TCP的影響的同時(shí)，這些工作增加了吞吐量，降低了延遲，并進(jìn)一步支持了實(shí)時(shí)和多媒體流量的需求。

的確如此，但是這些工作并未研究如何以和諧方式對網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層進(jìn)行重大更改，從而取得更好的結(jié)果。不可否認(rèn)的是，無論采用何種方式對現(xiàn)有傳輸協(xié)議進(jìn)行更改以及無論更改何種內(nèi)容，當(dāng)發(fā)生擁塞時(shí)，應(yīng)用始終會遭受丟包困擾。在網(wǎng)絡(luò)中，擁塞經(jīng)常發(fā)生，但是IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）唯一允許采用的應(yīng)對方法是在主機(jī)發(fā)現(xiàn)擁塞后采取行動，可能是網(wǎng)絡(luò)通過丟包和延遲推測擁塞或ECN（通過顯示擁塞通知）機(jī)制知曉擁塞后，或發(fā)出簡單、相當(dāng)粗略且通常不準(zhǔn)確的通知，也可能是在不知道應(yīng)用程序模式和期望的詳細(xì)信息的情況下采用單跳內(nèi)部排隊(duì)。這是非常有限的，因?yàn)樗�不允許通過考慮更多因素進(jìn)行改進(jìn)。

IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）堅(jiān)持只允許主機(jī)上進(jìn)行傳輸協(xié)議更新，而網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的更改極其有限，這種做法讓學(xué)術(shù)界提出的眾多傳輸創(chuàng)新無法在IETF推成標(biāo)準(zhǔn)。

谷歌學(xué)術(shù)搜索上有10,000多篇關(guān)于TCP擁塞控制的文章。在這方面的眾多研究當(dāng)中，無數(shù)的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)創(chuàng)新思想之中幾乎沒有任何一種思想被采用，只是因?yàn)檫@些思想不符合所謂的"端到端原則"。"端到端原則"是46年前做出的設(shè)計(jì)決定；它并不是一條物理定律。我并不質(zhì)疑這項(xiàng)決定；相反，我認(rèn)為在當(dāng)時(shí)的分組網(wǎng)絡(luò)技術(shù)剛剛起步的時(shí)候，這種方法十分可行。然而，46年以來，我們?nèi)〉昧巳绱酥�多的研究成果，且硬件和軟件工程取得了極大的進(jìn)步，各種限制條件和背景已經(jīng)改變，也許確實(shí)應(yīng)該重新審視一下關(guān)于網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的一些原始假設(shè)，。46年前無法實(shí)現(xiàn)的事情或不合理的事情在現(xiàn)在可能已經(jīng)完全可能實(shí)現(xiàn)且可行。大量提案受限于網(wǎng)絡(luò)層提供的能力，包括：受限的顯示擁塞通知ECN框架，IP數(shù)據(jù)包報(bào)頭中不可全球部署的差分服務(wù)代碼點(diǎn)DSCP框架。前不久提出的L4S提案表明網(wǎng)絡(luò)層可選方案十分有限（1比特重新運(yùn)用），也讓我們質(zhì)疑我們能否為即將出現(xiàn)的各種新需求做好準(zhǔn)備。至少應(yīng)該提出問題并調(diào)研一下如果我們允許網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層更好地協(xié)調(diào)工作可以帶來哪些好處，這并非沒有道理。

再強(qiáng)調(diào)一次，New IP提出將"傳輸"納入研究范疇，其中"傳輸"是指將信息從一個(gè)地方轉(zhuǎn)移到另一個(gè)地方，而不是提出要取代現(xiàn)有的傳輸層協(xié)議。確切的說，這個(gè)方案是要設(shè)計(jì)出一種方法來補(bǔ)足現(xiàn)有的各種協(xié)議，并添加現(xiàn)有的協(xié)議無法支持的一些能力。其意圖在于，New IP增強(qiáng)的各種新的功能/能力/服務(wù)將在網(wǎng)絡(luò)層運(yùn)行，并將提供給包括傳輸層在內(nèi)的更高層。在我看來，研究新穎的替代性方案以克服現(xiàn)有的局限性是謹(jǐn)慎而不會有害的。我們應(yīng)該歡迎任何想從事此類調(diào)研的人。

9) 創(chuàng)建重疊的網(wǎng)絡(luò)是成本高昂的重復(fù)性工作，且最終不會提升互操作性。

如果不設(shè)法增添新的能力并克服當(dāng)前的局限性，成本同樣高昂。這樣會讓那些本來可以滿足實(shí)際需求的解決方案所產(chǎn)生的益處推遲到來，以致于喪失機(jī)遇。歸根結(jié)底，這完全是一個(gè)如何取舍的問題："新型網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模與成本"vs "而現(xiàn)有方法的種種局限性導(dǎo)致其無法滿足各種需求并讓機(jī)遇擦肩而過"。

SHARP聲稱New IP網(wǎng)絡(luò)是重疊的、重復(fù)性的網(wǎng)絡(luò)，這是一種誤導(dǎo)性的說法。New IP的目標(biāo)是以一種進(jìn)步、演進(jìn)的方式提供當(dāng)前IP所無法提供的功能，同時(shí)保持與當(dāng)前IP保持向后兼容，這是[NIP]和其他刊物的觀點(diǎn)。New IP可以補(bǔ)足當(dāng)前IP，旨在將那些尚未連通互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)和終端接入互聯(lián)網(wǎng)，從而服務(wù)于某些業(yè)務(wù)關(guān)鍵性的行業(yè)應(yīng)用。

10) IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）、IEEE（電氣電子工程師學(xué)會）、3GPP（第三代合作伙伴計(jì)劃）、ITU-T（國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門）SG15（第15研究組）等組織正在著手解決上述方案中提到的那些挑戰(zhàn)。新協(xié)議系統(tǒng)和新架構(gòu)相關(guān)的提案應(yīng)明確說明為什么現(xiàn)有工作是不充分的。

是的，那些組織正在著手解決某些挑戰(zhàn)。但是有些挑戰(zhàn)尚未開始解決，New IP項(xiàng)目正在研究第3層上的一系列特定用例和相關(guān)需求，而不是第1層和第2層。在找到滿足新需求的功能完備的解決方案之前，某些人在研究解決方案這一事實(shí)并不應(yīng)阻止其他人也可以研究解決方案。

此外還應(yīng)注意，迄今為止還沒有找到綜合型解決方案來解決New IP試圖在網(wǎng)絡(luò)層（IP層）上解決的那些問題。例如，光學(xué)技術(shù)確實(shí)可以支持高精度通信，但它是一個(gè)相對于網(wǎng)絡(luò)層（第3層，IP層）的更低層的技術(shù)，而且其部署可能性受到更多的限制。

11) 雖然"New IP"這個(gè)詞被人反復(fù)提及，相關(guān)提案將替代或兼容很多互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，但是這些提案尚未進(jìn)入IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）的流程。

尚無具體的提案，僅僅是因?yàn)樯袩o任何標(biāo)準(zhǔn)制定組織開始啟動標(biāo)準(zhǔn)制定流程。我們現(xiàn)在仍然處在需求制定和差距分析的早期階段。接下來就會付諸行動進(jìn)行具體的提案。但這并不表示我們沒有早期的提案。我們有提案，而且我們打算提交它們。為了清楚和避免誤解，以免有人指責(zé)我們試圖使我們的提案成為定案，我們認(rèn)為這些提案僅僅是拋磚引玉，促使人們發(fā)起討論。我們是想讓一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)制定組織從問題說明和現(xiàn)有差距分析開始，按其正規(guī)流程運(yùn)行。

由于需要在保持與傳統(tǒng)IP兼容的基礎(chǔ)上提供更多的功能、能力和改進(jìn)，因此在對其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的標(biāo)準(zhǔn)制定組織給出官方的名稱之前，暫時(shí)將其稱為"New IP"。New IP以前是一個(gè)很小的項(xiàng)目，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為一個(gè)多方參與的社區(qū)項(xiàng)目，世界各地的很多機(jī)構(gòu)都參與其中。某些網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和工業(yè)制造相關(guān)的公司已經(jīng)表示對"New IP"感興趣。

"New IP"可以被視為一個(gè)保護(hù)傘，推動各種創(chuàng)新研究。研究仍然在進(jìn)行中，存在很多未解答的問題，還有提案以及討論技術(shù)替代方案的空間。需要在以上背景下看貢獻(xiàn)文稿【C83】；這僅僅是一份指導(dǎo)文件，其中匯總了【C83】的作者們提出的一些課題，介紹了他們從自己的立場提出的意見，但是尚未出現(xiàn)一種成熟的、眾人都認(rèn)同的技術(shù)性共識。

在新加坡舉辦IETF 106次會議的那個(gè)星期，我曾經(jīng)有機(jī)會親自接洽互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)委員會IAB/IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）/IRTF（互聯(lián)網(wǎng)研究任務(wù)組），探討將New IP融入IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）/IRTF（互聯(lián)網(wǎng)研究任務(wù)組）的可能性，但是他們的官員們讓我感覺互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)委員會IAB/IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）/IRTF（互聯(lián)網(wǎng)研究任務(wù)組）不歡迎New IP（我真希望我的感覺是錯(cuò)的），這讓我們又陷入了"先有蛋還是先有雞"的循環(huán)。如果IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）對此不感興趣，那么它不應(yīng)該試圖阻撓其他的標(biāo)準(zhǔn)制定組織研究這個(gè)課題。在我看來，需要繼續(xù)與IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）開展進(jìn)一步的討論，以探討用例，探討需求，探討差距分析，并確定制定解決方案的最佳方法和最佳場所。

12) 當(dāng)前協(xié)議系統(tǒng)數(shù)十億美元的投資以及互操作性的影響，會阻礙非互操作網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。任何新的全球性的協(xié)議系統(tǒng)實(shí)施起來都會耗資巨大，而且可能會對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生無法預(yù)料的影響。

這確實(shí)是新協(xié)議系統(tǒng)進(jìn)入市場的障礙，而且會不適當(dāng)?shù)仄�向于現(xiàn)狀。再強(qiáng)調(diào)一次，New IP永遠(yuǎn)是要在最大限度內(nèi)與現(xiàn)有的協(xié)議實(shí)現(xiàn)向后兼容和互操作，從而保護(hù)現(xiàn)有的投資。

13) 成千上萬的獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商之間需要達(dá)成業(yè)務(wù)和運(yùn)營協(xié)議（包括記費(fèi)）。實(shí)施新的協(xié)議系統(tǒng)不僅僅要處理好協(xié)議，還要在協(xié)議本身的技術(shù)實(shí)施以外處理好其他無數(shù)的系統(tǒng)。

確實(shí)，我認(rèn)為大家都同意所有的問題都可以歸結(jié)為經(jīng)濟(jì)問題。如果新技術(shù)帶來的益處和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢無法蓋過新技術(shù)推行的成本和困難，那么新技術(shù)就無法推行。

14) 此提案的服務(wù)質(zhì)量方面可能會使若干領(lǐng)域的監(jiān)管問題和立法問題復(fù)雜化。這些領(lǐng)域包括許可證授予、競爭政策、數(shù)據(jù)保護(hù)、定價(jià)以及普遍的服務(wù)義務(wù)。

這一點(diǎn)完全可以理解，但是這好像是在說，由于某些城市的設(shè)計(jì)和監(jiān)管是以馬匹為出發(fā)點(diǎn)，因而我們就不應(yīng)該發(fā)明出汽車。新技術(shù)絕不是以這種方式發(fā)揮作用。如果新技術(shù)表明其具有優(yōu)勢，且采用了新技術(shù)的人取得成功，而拒絕新技術(shù)的人遭受失敗，那么新技術(shù)就會推行。如果新的服務(wù)質(zhì)量有優(yōu)勢，那么它就會在其具有優(yōu)勢的領(lǐng)域得以推廣。那些打算使用分組技術(shù)但是需要更多功能的私有網(wǎng)絡(luò)可能就是這種情況，例如工業(yè)機(jī)器類通信網(wǎng)絡(luò)。

現(xiàn)在我們來回顧一下歷史。以前，電信與數(shù)據(jù)通信之間是有區(qū)別的，而且在如何使用數(shù)據(jù)通信實(shí)現(xiàn)電信方面存在明顯的監(jiān)管限制和界限。從那時(shí)起，技術(shù)不斷進(jìn)步，監(jiān)管規(guī)定也不斷發(fā)生變化。

畢竟，監(jiān)管的目的是要服務(wù)于大眾，而不是要從根本上抑制技術(shù)進(jìn)步。我們不應(yīng)將監(jiān)管規(guī)定的使用作為技術(shù)發(fā)展和基礎(chǔ)研究的障礙。監(jiān)管規(guī)定的存在是為了以公平的方式在更大的范圍內(nèi)提供這些技術(shù)。

如果某項(xiàng)技術(shù)有優(yōu)勢，那么能夠更好地滿足需求的技術(shù)就一定會興盛。話雖這么說，大多數(shù)New IP應(yīng)用的范圍僅限于尚未連接到互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)或者那些需要更多的超出現(xiàn)有IP所能提供的能力和特性的網(wǎng)絡(luò)。

15) 當(dāng)一個(gè)組織（例如3GPP（第三代合作伙伴計(jì)劃））已經(jīng)確定需要開發(fā)提供服務(wù)的整體架構(gòu)時(shí)，成功的模型是首先確定服務(wù)和需求。然后與相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織合作，以增強(qiáng)現(xiàn)有協(xié)議或者根據(jù)需要開發(fā)新協(xié)議。

其實(shí)，那些擁護(hù)New IP的人正是這樣做的，而且他們希望有機(jī)會在這方面開展更廣泛的工作。就IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）而言，我們迄今為止尚未在IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）架構(gòu)內(nèi)找到合適的機(jī)會，確切地說，我們在嘗試尋找這樣的機(jī)會時(shí)遇到了強(qiáng)大的抵抗力（即便不是敵意）。

16) 開發(fā)一套新的協(xié)議系統(tǒng)很可能會造成眾多無法互操作的網(wǎng)絡(luò)，從而讓這項(xiàng)提案的一個(gè)主要目的無法實(shí)現(xiàn)。更好的方法是：

今天，存在多個(gè)無法互操作的網(wǎng)絡(luò)，而且它們本身并不是問題。例如IPv4和IPv6在很多層面上是無法互操作的。按照這個(gè)邏輯，上文的說法表明當(dāng)初發(fā)明IPv6是個(gè)錯(cuò)誤，而且我們本來應(yīng)該利用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT來改進(jìn)IPv4或者在IPv4以內(nèi)改進(jìn)IPv4。但是從長遠(yuǎn)來看，IPv6肯定是更好的。同樣，MPLS可以被視為一種非操作性網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，并且在其首次提案時(shí)遭到了抵制，但是最終發(fā)現(xiàn)MPLS是向大多數(shù)西方家庭推行IP的關(guān)鍵所在。

鑒于歷史上的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，New IP的設(shè)計(jì)是要兼容現(xiàn)有的協(xié)議以及未來可能出現(xiàn)的協(xié)議。例如：在【NIP】和【NPDF】提出的自由選擇尋址方案可以讓用戶和應(yīng)用選擇滿足其尋址和網(wǎng)絡(luò)編程需求的最佳方法。

17) 允許網(wǎng)絡(luò)2030焦點(diǎn)組完成其工作并允許ITU-T各研究組分析焦點(diǎn)組的產(chǎn)出與現(xiàn)有業(yè)界成果的相關(guān)性。

評審焦點(diǎn)組的工作成果中包含的用例。

我要強(qiáng)調(diào)，New IP和網(wǎng)絡(luò)2030是兩個(gè)獨(dú)立的研究流派。在2020年2月召開ITU-T（國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門）電信標(biāo)準(zhǔn)化顧問組TSAG會議（【TD757】）的那個(gè)星期，我在網(wǎng)絡(luò)2030專題會議上就解釋過這一點(diǎn)。按照時(shí)間順序，New IP起步的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于網(wǎng)絡(luò)2030。為此，我想和大家分享更多信息【NIP】：

· New IP預(yù)期會支持工業(yè)機(jī)器類通信、超可靠低延遲通信所用的IP移動回傳、新興垂直行業(yè)以及電信標(biāo)準(zhǔn)化部門ITU-T網(wǎng)絡(luò)2030焦點(diǎn)組定義的某些用例。New IP將連接更多的網(wǎng)絡(luò)和終端到互聯(lián)網(wǎng)。

· 2020年1月，網(wǎng)絡(luò)2030焦點(diǎn)組在其里斯本全體會議上批準(zhǔn)了一份關(guān)于網(wǎng)絡(luò)2030用例的報(bào)告，現(xiàn)在可在電信標(biāo)準(zhǔn)化部門ITU-T網(wǎng)絡(luò)2030焦點(diǎn)組的主頁上公開獲取。

18) 鼓勵(lì)所有相關(guān)方在相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)制定組織中，就尚未進(jìn)行調(diào)研的用例進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)研。

對此，我僅部分同意，因?yàn)檫@很大程度上取決于標(biāo)準(zhǔn)制定組織是否愿意在其舒適區(qū)以外做出充分思考。我絕對鼓勵(lì)所有利益相關(guān)方貢獻(xiàn)并參與，而且我認(rèn)為IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）也可能是一個(gè)合理的平臺，即便我能感受到它的抵觸和猶豫。

19) 在2019年9月的TSAG（電信標(biāo)準(zhǔn)化顧問組）會議上，華為、中國移動、中國聯(lián)通以及中國工業(yè)和信息化部（MIIT）提出發(fā)起ITU-T（國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門）的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。在下一個(gè)研究期內(nèi)，該組織打算設(shè)計(jì)出一種"基于新型協(xié)議系統(tǒng)的新型信息和通信網(wǎng)絡(luò)"，以滿足未來網(wǎng)絡(luò)的需求【C83】。這項(xiàng)工作參考了網(wǎng)絡(luò)2030焦點(diǎn)組正在開展的工作。在同一個(gè)會議上，華為發(fā)布了一份指導(dǎo)文件【TD598】，更為詳細(xì)地介紹了他們的觀點(diǎn)，并建議ITU-T（國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門）研究組設(shè)立新的課題（Questions）"以探討面向未來的技術(shù)"。

他們的貢獻(xiàn)文稿和指導(dǎo)文件認(rèn)為"電信系統(tǒng)和TCP/IP協(xié)議系統(tǒng)已經(jīng)被深深地耦合為一個(gè)整體。"因此，ITU-T（國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門）應(yīng)該利用新的協(xié)議系統(tǒng)開發(fā)出一套更深層次的耦合系統(tǒng)，最終替代基于TCP/IP的系統(tǒng)。

針對研究提出的課題（question）、針對課題（question）提出的解決方案以及關(guān)于解決方案的指導(dǎo)文件之間存在嚴(yán)格區(qū)別。我查閱了ITU（國際電信聯(lián)盟）網(wǎng)站上發(fā)布的【C83】。這份指導(dǎo)文件中匯總了過去幾年里人們探討過的一些想法和示例。一旦針對研究而提出的課題（question）被接受，就需要社區(qū)探討提出的解決方案。不同的機(jī)構(gòu)可能會提出互不相同且互相競爭的提案；必須要進(jìn)行探討并達(dá)成共識，才能解決分歧。某些方案可能會被接受并經(jīng)歷各種更改和修訂，而某些方案可能會被拒絕，也可能會增添新的內(nèi)容。此外還必須要認(rèn)識到，在中國以外也有人對網(wǎng)絡(luò)層的創(chuàng)新感興趣。

上文聲明似乎是在暗示New IP企圖要顛覆互聯(lián)網(wǎng)并取代TCP/IP。事實(shí)絕非如此！New IP的意圖絕不是取代任何現(xiàn)有的協(xié)議。確切地說，它是要為那些尚未連通的網(wǎng)絡(luò)提供更多的特性/能力/服務(wù)。如果用戶不需要那些特性/能力/服務(wù)，那他/她只是簡單地使用現(xiàn)有的TCP/IP。在現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施中發(fā)揮作用的系統(tǒng)仍然會像現(xiàn)在那樣繼續(xù)發(fā)揮作用。與破壞或顛覆相反，New IP旨在實(shí)現(xiàn)能力擴(kuò)展和增強(qiáng)，以更好地支持未來的創(chuàng)新。

20) C83聲稱當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)面臨三大關(guān)鍵挑戰(zhàn)：

"第一，由于歷史原因，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)只能面向兩種設(shè)備：電話和電腦。 [. .物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展會在未來的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)引入更多類型的設(shè)備。"

"第二，當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有可能變成"孤島"，這種情況應(yīng)該要避免。

這在很大程度上是正確的�；ヂ�(lián)網(wǎng)最初是為了支持計(jì)算機(jī)而設(shè)計(jì)的，這是不爭的事實(shí)，而且很多人也許不認(rèn)為普通老式電話也需要連接到互聯(lián)網(wǎng)上。而且物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)確實(shí)出現(xiàn)了當(dāng)時(shí)未曾考慮到的需求，例如Profinet現(xiàn)場設(shè)備。很多操作技術(shù)（OT）網(wǎng)絡(luò)還沒有連接到互聯(lián)網(wǎng)。

"第三，安全性與信任度仍然需要提高。"

這是不容否認(rèn)的事實(shí)，我也完全同意。

21) 萬網(wǎng)互聯(lián)和通信"孤島"

提議的新協(xié)議系統(tǒng)的主要支柱是萬網(wǎng)互聯(lián)概念。萬網(wǎng)互聯(lián)是指提議的新系統(tǒng)需要聯(lián)通的眾多異構(gòu)接入網(wǎng)絡(luò)（例如"連接空間-陸地網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)（IoT），工業(yè)網(wǎng)絡(luò)等"【C83】）。

有一種意見認(rèn)為"網(wǎng)絡(luò)的多樣性需要新的思維方式。"

這并不是一種毫無道理的觀點(diǎn)。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，【MN】中討論的萬網(wǎng)互聯(lián)是一種在整個(gè)行業(yè)已經(jīng)存在的現(xiàn)象，從網(wǎng)絡(luò)技術(shù)如何部署到新出現(xiàn)的需求，它都具有廣泛的影響。其目標(biāo)之一就是克服互聯(lián)網(wǎng)的日益"僵化"。這并不是New IP新引入的一種概念。

另一種觀點(diǎn)認(rèn)為新技術(shù)正在開發(fā)自己的協(xié)議以進(jìn)行內(nèi)部通信，且"整個(gè)網(wǎng)絡(luò)有可能變成數(shù)以千計(jì)的獨(dú)立孤島。"

這種觀點(diǎn)正確。想一下眾多的工業(yè)專有網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)存在幾十種通信協(xié)議，而這些網(wǎng)絡(luò)還沒有完全連接到互聯(lián)網(wǎng)。

22) 在探討萬網(wǎng)互聯(lián)時(shí)，"New IP"框架提出了一種具有靈活長度的地址空間，可囊括未來所有可能出現(xiàn)的地址類型（IPv4、IPv6、語義ID、服務(wù)ID、內(nèi)容ID、人員ID、設(shè)備ID等等）

關(guān)于尋址，網(wǎng)絡(luò)社區(qū)已經(jīng)朝這個(gè)方向發(fā)展，而且事實(shí)上已經(jīng)走得更遠(yuǎn)�？匆豢淳W(wǎng)絡(luò)編程、位置與身份標(biāo)識分離協(xié)議（LISP）、主機(jī)標(biāo)識協(xié)議（HIP）、數(shù)字對象體系架構(gòu)（DOA）、信息中心網(wǎng)絡(luò)/命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（ICN/NDN），當(dāng)然也看一看MPLS標(biāo)簽的使用方式。有時(shí)候我們會看到一些新的IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）文稿探討不同的地址以及/或者它們在IPv6中的編碼。在某些工業(yè)領(lǐng)域，機(jī)器的地址可能是一個(gè)ID，長度可能只有兩字節(jié)，等等。

看一看現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。這個(gè)結(jié)構(gòu)內(nèi)包含自治系統(tǒng)（AS），且多數(shù)情況下自治系統(tǒng)內(nèi)部以及自治系統(tǒng)之間會使用相同的IP協(xié)議。本來應(yīng)該是互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的邊界節(jié)點(diǎn)事實(shí)上卻是邊界路由器，因?yàn)檫吔鐑蓚?cè)都在使用相同的協(xié)議。每個(gè)地方的每個(gè)人都必須使用相同的固定尋址格式�，F(xiàn)在已經(jīng)很明顯，IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）的立場是：在整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)，所有地方都必須使用128比特的IPv6地址。雖然這帶來了便利，但是它也有局限性，將給某些工業(yè)領(lǐng)域帶來一定的成本。畢竟"自治系統(tǒng)"應(yīng)該是自治的。

為了改進(jìn)只允許固定格式的現(xiàn)有IP，New IP提出了"自由選擇尋址"方案，這種改進(jìn)方案可以讓網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和用戶針對它們的域選擇最合適的尋址系統(tǒng)【NIP】【NDPF】。自由選擇尋址方案允許IPv4、IPv6、LISP、ITU E.164和其他眾多地址。靈活長度地址也是一種可能，它仍處于研究階段。

New IP自身并不決定它會使用任何特定的尋址系統(tǒng)。需要由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和應(yīng)用開發(fā)商針對他們各自的域和應(yīng)用來選擇最有效的尋址系統(tǒng)。因此，IPv4和IPv6仍然能像現(xiàn)在一樣工作。

23) 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在過去40年中的發(fā)展，從300波特?fù)芴栒{(diào)制解調(diào)器演變?yōu)閿?shù)千兆位的光纖，互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)已經(jīng)證明具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。IP與底層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的解耦提供了靈活性，以支持特定網(wǎng)絡(luò)的特定需求，同時(shí)允許不同網(wǎng)絡(luò)互相連接。表1中列出采用IP協(xié)議的一部分網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)包含6萬多個(gè)獨(dú)立的"孤島"。

我們同意，互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)已經(jīng)成功地包容了為數(shù)眾多的底層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

同時(shí)也需要認(rèn)識到，"僵化"問題正在越來越嚴(yán)重地阻礙互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)內(nèi)部的互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新。【JRACM】已經(jīng)指出，我們在網(wǎng)絡(luò)之上、之下方和旁邊已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了很多創(chuàng)新，但是我們在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的創(chuàng)新有限。網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部確實(shí)改變，我們迫切希望進(jìn)行內(nèi)部創(chuàng)新。用戶可編程和軟件定義網(wǎng)絡(luò)是邁向"內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)"創(chuàng)新的一步。

24) 這些被稱為自治系統(tǒng)，每種系統(tǒng)都選用自己的技術(shù)以服務(wù)其客戶/用戶，同時(shí)利用域間路由協(xié)議和雙邊協(xié)定來進(jìn)行互連。

我們都認(rèn)同New IP的這個(gè)特征。事實(shí)上，New IP支持自治系統(tǒng)的"自治"，且允許用戶針對各自的域自由選擇最有效的尋址系統(tǒng)。

25) 以往經(jīng)驗(yàn)表明網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)涉及的大多數(shù)問題（包括"孤島"的形成）都是由非技術(shù)性的業(yè)務(wù)、計(jì)費(fèi)和策略方面的原因造成的。制定一套新的協(xié)議系統(tǒng)不會解決這些問題。

有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，現(xiàn)有的IP協(xié)議沒有足夠的能力在數(shù)據(jù)包中表達(dá)策略，特別是在諸如工業(yè)控制系統(tǒng)之類的關(guān)鍵業(yè)務(wù)領(lǐng)域，因此我們需要新的擴(kuò)展來表達(dá)這種策略以服務(wù)于工業(yè)。當(dāng)然，有必要解決商業(yè)和經(jīng)濟(jì)問題，經(jīng)濟(jì)刺激和互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的再平衡也是需要的。

同時(shí)需要指出，業(yè)務(wù)和計(jì)費(fèi)方面的考慮因素并非與互聯(lián)網(wǎng)正交，而且也提出了技術(shù)要求。尤其是在計(jì)費(fèi)領(lǐng)域，當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)實(shí)際上存在嚴(yán)重的缺陷，這使得計(jì)費(fèi)以及網(wǎng)絡(luò)交付的服務(wù)等級變得更加困難。這會給新型業(yè)務(wù)模式的支持帶來障礙。

參考文獻(xiàn)

【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(luò)"：建議啟動國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型討論》，TSAG-C83R1，日內(nèi)瓦，2019年9月23日-27日

【JRACM】J. Rexford，《具備變革能力的網(wǎng)絡(luò)》，美國計(jì)算機(jī)協(xié)會通信數(shù)據(jù)通信專業(yè)組2018年主題演講，布達(dá)佩斯，2018年

【NIP】，R. Li，《New IP和市場機(jī)會》，電氣電子工程師學(xué)會高性能交換和路由國際會議主題演講（HPSR 2020），2020年

【NDPF】R. Li, K. Makhijani、L. Dong《New IP：互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)的一種數(shù)據(jù)包框架》，電氣電子工程師學(xué)會高性能交換和路由國際會議特約論文（HPSR 2020），2020年

【DetNet】https://datatracker.ietf.org/wg/detnet/about/

【MN】M. Ammar，《互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)-基礎(chǔ)設(shè)施周期、僵化和碎片》，國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門網(wǎng)絡(luò)2030焦點(diǎn)組第三次專題研討會主題演講，英國倫敦，2019年2月

【RAW】

【TD598】TSAG-TD598，來源：TSB主席，《C83指導(dǎo)文件—New IP：塑造未來網(wǎng)絡(luò)》. 日內(nèi)瓦，2019年9月23日-27日.

原文鏈接：https://internet4future.wordpress.com/