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发展超级互联网的体系模式和战略路径(上)
2011-02-17
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  编者按

  IPv4地址总库码址资源配罄之后,美国国家基金会支持的下一代互联网设计计划(GENI)将于2011年3月15日召开新的年会,新的互联网体系结构设计正在成为全球发展的最高端战略主题。在这个背景下,武建东教授在国际上第一个提出了发展“超级互联网”的思想体系,作者这个学说的提出使我国成为继美国GENI计划、欧洲LP7行动之后,拥有高端互联网战略学说的国家之一。武教授的观点已受到国际上广泛认同,2010年9月21日,他曾应约出席了国际智能电网联盟、美国能源部主办的智能电网全球论坛并在首日发表演说,特别分析了新一代互联网与能源网变革的意义。大会官网资料介绍时亦称,武建东教授是“全球少数几个思想领导者”。超级互联网思想提出之后,引起学术界、产业界广泛关注,武教授也被称为“超级互联网”学说的奠基人。

  现有的互联网是以13个根服务器为基础实现对全球互联网地址的解析管理,主体上是一个虚拟通讯网。这个模式特点包括垄断性的根服务器、分散化网络和随机地址。这个网络的地址资源是有限的,它的根服务器控制是垄断的。它虽然具有网络运营全球化的特点,体系模式也是非主权化的,但是,从级别而言,目前的互联网仍然是一个初级网络,也没有将众多的其他专用网络整合进来,因此,互联网仍然具有巨大的开拓前景。

  互联网变革目前主要分为两种形式,一是属于渐进式改革,例如:Pv6、移动互联网(MobileIP),IPSec、DiffServ、HIP、RSerPool、SCTP、Shim6 等问题;二是解决体系性问题,例如新的域名管理、寻址技术、创新架构、安全架构、新的互联网服务等。前者的代表项目,目前就是IPv6、MobileIP等;后者的代表就是Global Environment for Networking Investigations,简称GENI、欧洲LP7等项目。然而,由于这两种变革的思想路线都过多地集中在通讯产业内纵横,也造就了当代互联网架构设计的天然缺陷,从体系结构而言,这种互联网架构的设计约束了实体社会数据化表达的力量,也将增大嗣后填加补丁和升级协议的空间和成本!

  关于“协同网—综合网”的互联网发展路线

  就体系结构而言,我认为IPv4基本上属于一个“有限的组织网络”,IPv6还属于一个“开放的泛网络”;而下一代互联网真正需要运转的将是一个“互动的通用网络”,这将使得互联网的特性得到淋漓尽致的发挥,互联网也将兼容众多其他专用网络,这一切都将使互联网立于整个历史的最前沿和整个社会的最顶端,并构建与实体社会对称的信息世界。为此,我坚决主张互联网的发展模式应转向“协同网—综合网”的路线,它将推动互联网赢得与之规模匹配的多个网络整合的创新平台和巨大市场;也可以说,没有新的互联网的商业应用主战场就没有新一代互联网的生命。

  以能源网为例,世界上有生产活动和人类生活的地方,一般存在着能源和通讯两项基本物理设施。然而,有能源设施的地方不一定设立了通讯网络,而有通讯网络的地方一定可以建造能源设施,能源网络是一个较互联网更大体量的基本设施,能源网是较互联网技术水平更高的体系。40年来,互联网可以一往无前地兼容整合电话网络、视频网络、商业网络、资料网络、社交网络等传统产业,但是,面对巨系的能源网络,所向披靡的互联网也只能望而却步。这里面有两个基本障碍:其一就是能源网络的安全性和组织形式的要求,能源网络运转不可能完全在现有的13个根服务器为基础的域名解析系统上运行;其二就是互联网现有的IP地址容量尚难满足能源网络的需求。

  我分析,能源网络、能源载体的智能化这个宏大的产业体系涉及全球至少25亿以上人口、1500亿平方米以上的房屋、3000亿以上的能源网接口和能源设施组件、10亿以上的机动车船、30亿台套以上工业设施的高效整合。其中,中国将涉及到400多亿平方米、100亿以上的能源网接口和能源设施组件、2亿以上的机动车辆、10亿以上工业设施的网络化整合。以通用的语义、语法和协议将其联系起来是当代全球能源系统变革的主要使命,也是全球能源效率提高的关键,更是互联网应用的主战场。智能能源网络是人、机械系统和网络的集成运转,也是人类历史上迄今为止最大规模的智能互动网络,以IP协议或其他替代协议为基础构建这个体系智能化是能源网发展的必然需要,也将主导未来二三十年全球生产方式变革和生活方式变迁。

  在新型能源网络之中,IP地址的使用将出现膨胀效应。而且,就发展太空电力、能源植物而言,常态化监测和控制系统也需要依赖大量综合化地址的支撑。为此,以目前的全球一次能源消费总量而论,倘若将全球能源的生产和消费纳入智能化管理和控制,大约需要消耗IPv6一半左右的码址资源,IPv6地址也将出现捉襟见肘的趋向。

  也许有人仍然会对互联网的规模迷恋,而对能源网的规模存疑,实际上,我一直主张建立综合网架的物理设施地址体系,这个复合的地址包括IP电脑地址、微波地址、卫星地址、物流射频地址、电话地址、电报地址、广播视频地址、地理信息、能源地址、环境地址等综合性码址体系,IP地址可以作为这个复合地址体系的基础码址,同时,整合复合地址的智能化识别体系的运转。

  从这个综合码址的资源而论,既包括随机的,也包括固定的;既包括长期的,也包括临时的;既包括物理网络的,也包括虚拟的。能源网络作为一个有实体支撑的物理网络将建造并运行全球第一个全面的数字体系,这个网络短期内以IP地址为基础实现通讯模式的整合是有基础的,长期而言,其他地址将发挥更加重要作用,特别是能源逐步实现微波传输之后,微波地址的建设将至少与IP地址同等重要。

  这将推动互联网与能源网合作出现多个突破口:其一,推动IP地址从注册制向注册制和自动配置相结合模式转变,IP地址的使用费可以逐步整合为产业服务费,实行社会网络与人工数据网络的全对称镜像配置,实现有能量的地方就配置数据码址;其二,实现能源网和能源载体全面部署可信固定码址,建构可信互联网;其三,发展分布式互联网域名服务管理,实现互联网从等级化、科层制、集中解析的“联邦式”域名管理结构转型为网络化、互动制、分散解析的“邦联式”域名管理模式。其四,以发展智能化微网为基础,实现互联网和能源网的深度整合。

  因此,互联网与能源网的整合、IPv4与IPv6两个网络的互通、移动互联网的运营和建基于4G等的基础设施、太空互联网等多样化网络的发展都迫切需要将目前的互联网提升为更加高端的建设,我将这个发展趋势概括为“超级互联网”。在这个巨大的转型期内,实际上我们可以将IPv6升级这样一个有限的变革行动转化为建构全球超级互联网的前期建设,在建设超级互联网的宏大架构内完善IPv6地址的优化部署,促使互联网带来的机遇超过它的问题,并使互联网建设可以前承后继、一脉相承。

  什么是“超级互联网”

  什么是超级互联网?它不仅是一个基本定义问题,更是一个产业组织变迁问题,我将之确定如下:所谓的超级网络就是以现有的互联网、能源网、建筑网、工业网、广播电视网、金融网、电话网、环境网、电报网、卫星网、微波网等为基础,按照分布式根服务器的域名解析系统,采用全球唯一的网络逻辑地址链接,而可信地址是其优选。这个通信网络是开放的,拥有公共协议群,它的地址协议可以是分组数据技术的IP协议、接替协议,抑或与之兼容的其他协议,并拥有相关的信息基础设施。这个网络建基于高速无线、有线的通讯链路基础之上,组构网络之上的网络集群生态,实现人、机、网的柔性合一和全方位服务。它是与能量及其排放物、货币并列的将所有商品联系起来的通货,也是与海洋、太空并列的全人类共同继承的财产。为此,“超级互联网”也可以称谓为“超级互动网”、“超级全球网络”、“超联网”。

  超级互联网可以向不同的商品体系渗透并将它们智能化地连接起来,从而创造巨大的经济效益,改变人类的生产方式和生活方式。打造超级互联网已成为世界上最顶端的智慧和高级别的战略主题,世界将充分利用这个机会如同建造货币体系一般,发展“超级互联网”,带宽比特等将如同不同的货币投放规模一样将与之联系的商品提升到更加智能化水平。我认为,未来十年将成为以世界主要大国营建超级互联网的重要机遇期,把握这个机遇的国家将立足国际分工的顶端之列,拥有这个完整产业链的国家才能称之为制造大国。基于互联网标准的传统,超级互联网的基础设施应该采取开放性的国际标准,从这个意义而言,世界信息基础设施的建设将大大增速。在这个转型过程之中,主要的电话网络、电视网络、能源网络、建筑网络等将实现超级互联,它们的诸多运营方式将告别以前的轨道,成为互联网的一部分。

  我主张超级互联网的通讯链路主要择选包括3个部分,即:高速互联网,特别是以4G甚至5G的移动互联网、新一代光纤网、太空互联网等。从这个意义而言,应果断缓建目前我国部分的3G网络,例如中国移动的3G网络,慎重举措4G网络,充分发挥中国在新型光纤网络的技术禀赋和太空互联网的条件,以4G移动互联网、新型光纤网、太空互联网三位之于一体,构建世界上最领先的超级宽带网络,这也将成为超级互联网的基础设施。

  我建议超级互联网还可以结合地理区域、网络禀赋、市场资源、技术能力、安全体系和模式、投资能力和程度诸要素设立50个以上根、5个以内母根服务器或镜像平台,母根服务器以“邦联化”、“信托化”、“专门管理局”形式运作。这个布局比例也可以视国际经济进展不断调整。

  为此,以多国协议的形式造法性设立超级互联网的域名管理机制是一种理想路径!其中,拥有母根服务器或者5个根以上的主体需要以公共基金的模式出资100亿美元或等值货币专用于超级互联网建设,并保证其区域内首10亿以上的互联网域名在一定期限内免费分配和使用,作为世界上第一个母根服务器拥有国,美国可免予上述两项约束,也可以考虑向美国商业部或其他机构支付有关费用,解决互联网域名管理权的转换,以使中国、美国、欧盟、日本、韩国、俄罗斯、印度等率先协同建立超级互联网。对于美国而言,这是一个要现有互联网顶层暂时统领权,还是要未来市场开创力的历史抉择,我想,市场的引力迟早将战胜王朝管理的迷醉。

  从一个仅拥有43亿码址的互联网的内部而言,也许从一个地址到另一个地址的随机性表明了这个网络组织的高效性,但是,理论上这个网络的任何域名都可以伪造,用户端或者服务商无法保障与之互动服务器的可信性、安全性,无法验证网络传输的格式是否被有意、无意修改。网络已经虚拟化了,我们还被迫要面对虚假化的善恶置换。为此,从43亿的码址转型为更高级别的整个社会和覆盖大自然的网络,就需要实现从一个码址到另一个码址的智能化,它的组织服务对象也已经从有限网络转向了无限网络,IPv4时代互联网的随机地址管理也需要实现从固定码址到随机码址的超级智能整合。

  固定码址的实现有多种路径,包括:域名服务系统、芯片、硬件设施、新的算法或加密技术,目前热议的BIND10网络域名软件、DNSSEC安全协议都值得推进,比较大胆的设计乃是提高IPv6地址128比特的水平以用于固定码址建设,例如采用160~256比特的地址模式设计IP地址,这是目前分组数据技术完全可以支持的,也是超级互联网安全模式的理想要求。即使实行了IPv6的128比特编码规则,我建议设备也应预留足够设施空间,以备设计今后安全模式等备用。当然,解决这个地址体系的方式还有很多!

  与传统互联网相比,超级互联网在产业制高点、运转模式、体系结构、资产效率管理、基础信息设施、带宽、监管模式、市场运转模式、制度创新力度、拉动产业增长体量、造就的社会结构等各方面都有关键点之不同。

  就目前基于Internet构造的产业组织体系而言,它主要包括人和网络的体系互动,其发展面临的主要挑战是信息的整合,其核心权力主要来自建基于IPv4的网络协议及相关服务体系,我国在上述领域并不领先,而超级互联网营建的组织体系主要包括人、复杂化的机械与机械系统和更高级网络的多层次互动,挑战主要来自生产和生活行为的潮流管理、人机网系统实体交互的效率和全方位服务,其权力则主要来自建基于新的通信协议的体系架构、标准的创新能力和柔性系统集群的开拓力量。这个转型之中,我们可能成为后来居上者。

  基于以上分析,我们可以判断:超级互联网具有以下基本特性,即全球性、网络地址的唯一性和可信性、共同的协议性、互动性和网络柔性。从级别而言,超级互联网将是一个高端网络,开拓从太空到商业市场的广大前景。我想,作为最大的人造网络,它可以更好地服务人类。

  照顾到超级互联网的组织结构变迁的特性,我们可以将这个网络的进化划分为三个阶段,即:预备网络阶段,主要是发展多种网络共生的复合网络;领先网建设的转型阶段,主要包括构建从集中到分散的邦联化网络,或者称之为智能网络;大规模应用网络阶段,主要是实现超级网络的建构。


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  • 与党国加强互联网监管背道而弛, 要等
    当前监管部门还没有完善IPV6,SCTP的监控技术.
    当前只是DNS屏蔽,以及IPV4地址屏蔽.
    网络监管部门很大程度上是从事简单工作的劳工性质,毫无适应变化的基础.中国有意识地在这方面应用上慢半拍
    2012/5/9 9:02:00
  • 我超级互联网的通讯链路主要择选包括3个部分,
    即:高速互联网,特别是以4G甚至5G的移动互联网、
    新一代光纤网、
    太空互联网 
    固定码址的实现有多种路径,包括:域名服务系统、芯片、硬件设施、新的算法或加密技术,目前热议的BIND10网络域名软件、DNSSEC安全协议都值得推进,比较大胆的设计乃是提高IPv6地址128比特的水平以用于固定码址建设,例如采用160~256比特的地址模式设计IP地址,这是目前分组数据技术完全可以支持的,也是超级互联网安全模式的理想要求。即使实行了IPv6的128比特编码规则,我建议设备也应预留足够设施空间,以备设计今后安全模式等备用。当然,解决这个地址体系的方式还有很多!
      与传统互联网相比,超级互联网在产业制高点、运转模式、体系结构、资产效率管理、基础信息设施、带宽、监管模式、市场运转模式、制度创新力度、拉
    2012/4/6 22:01:52
  • 看你的简介,应当是搞“文科”类的啊?怎么搞起“理科”来了?

    我很怀疑……
    还有一楼

    技术工程它实践性很强,很现实,是积累性的,又不是科学探究,更不是文学.
    2011/2/18 20:02:37
  • 关键字:循环
    2011/2/18 19:58:38
  • 停止3G建4G?干脆直接建5G多省事,最好是5G也先别建,用脑子构思下6G,直接上.
    不过像我这样的人,老土,不追新,还用不上3G,除非是不用花自已的钱.

    有“硬”的东西,还得有“软”的东西相辅相成才行,
    把一群奴隶社会的人移到一个先进现代化设施的大岛上与“世”隔绝,10年后、50年后、100年后,那里是奴隶社会还是现代社会?

    一个社会是个新陈代谢、“物质”循环的有机组织系统,不是一堆“物质”堆积在一起就行了.
    2011/2/18 19:44:51
  •        超级网络是中国继北斗后又一个网络战略平台。这是关乎中国今后国家核心竞争力的大事,对于中国今后综合国力的大力提升具有非常重要的意义。
         照我的理解,超级网络是在充分享有互联网的基础上,根据我国的国情特点,创造一个较为封闭,供国家机关、人民军队、重要基础设施、大型民用设施使用的战略安全网络。在安全运行十年后,逐步转为民用,让全民享有超速网络的好处。而这个网络平台建立的基础就是中国超大型计算机的研制已经与美国并列为第一梯队的现实。
          我的希望就是:通过楼主等科技工作者的努力,十年内实现全国网络的全面建成,二十年军民共享,三十年全面超越美国!
    2011/2/17 10:06:17
评分与评论 真差 一般 值得一看 不错 太棒了
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中国改革学术顾问。1980年代中期以后在北京发展战略研究所,国务院住房制度改革办公室及国家体改委所属研究机构工作,1988-1990任中国证券业培训中心副主任,国际问题研究所所长,中国黄河研究会常务理事。1987年曾在《世界经济导报信稿摘编》发表2万字长篇论文《中国要求日本战争赔偿依然具有充分法律根据,重新认识刻不容缓》,1989年出版了《共和国的海洋政治和海洋政策》,1980年代中期以来在《南方周末》、《东方早报》等国内外报刊发表了多篇主要栏目或系列的论文和其他有关专著。
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