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再设计互联网架构(Re-Interneting)

已有 3903 次阅读 2011-4-12 17:06 |系统分类:科研笔记| 互联网

奉天城,三九四九冻死狗腊七腊八冻下吧。

    2010年1月,第40届世界经济论坛年会在瑞士滑雪胜地达沃斯举办,其主题就是“改善世界状况:再思考、再设计、再建设”,进一步解析就是“重新思考吾人之价值观,重新设计国际之合作体制,重新建设国家之相关国际机构”。

    早在2005年,美国国家科学基金会就已经计划从根本上重新设计互联网了,“重新设计互联网架构”,从而以解决现有的各种问题,并打造一个更适合未来计算机环境的下一代互联网。美国国家科学基金会的这一项目名为“全球网络环境调查”(Global Environment for Networking Investigations),这一项目预计需要投入3亿多美元的资金。

    早在2007年,美国斯坦福大学就已经启动一项旨在全面修补当今互联网缺陷的计划,“清洁互联网基础设计”,以最终保证网络更安全、更通畅、更可靠。当下吾人所使用的互联网,存在着一些不如人意的方面,没有可靠的方法了解网络信息的来源,而原先的设计使得伪造信息来源异常容易;未经允许的垃圾电子邮件难以清除;合法或是非法的信息包可能因携带和传播病毒,轻而易举地破坏整个网络。 “清洁互联网基础设计”主要内容是从源头上对目前网络模式进行改进。

     “全球网络环境调查”项目主要包括一个研究计划和搭建一个测试环境,CAIDA计划就是这个计划一个不可分割的组成部分。早在2005年,吾辈有幸建立了CAIDA中国第一节点,无意之中融入了“再设计互联网构架”之行动,将吾辈之注意力聚焦在“再设计互联网架构”之上,研究重点是网络安全、移动、无线和传感器网络共同组成的普及计算(pervasive computing)环境,重要基础设施控制,以及处理新型服务的能力。

    互联网是不以人的意志为转移的客观存在的人际关系网络之实相,所谓电磁波、电缆介质、光纤通信、卫星通信、微波通信、无线电通信不过是人际关系网络所构成的宏观拓扑结构之表象而已,所谓“信则有,不信则无”讲的就是这个道理。人类社会四万年进化衍生到了21世纪,人际关系网络之复杂性可以唯一地衡量人类的社会进步,是因为有了人际关系网络之需求才有了互联网,而不是因为有了互联网才有人际关系之需求。互联网是人类历史中,除了性关系和货币关系之外,人与人之间最简单、最有效、最广泛、最积极的连结方式。

    吾人最不愿意的就是回头去翻弄过去的陈芝麻烂骨头,却是要常常借鉴历史,总是希望创造出什么更新的东西,满足自己喜新厌旧的习性。向前看向后走是绝对不可能的事情了,然而向前走向后看却又是难以兼顾的目标,物理世界如此,硬件逻辑也是如此。然而,意识形态、精神领域、互联网哲学与物理世界和硬件逻辑恰恰相反,继承过去是其立身之本,身后的历史越长,前面的路越宽。

    再设计互联网架构可以为每一位用户提供必需的安全性,同时承载更大流量的数据。“再”其实就是重构,再工程、重构、重构互联网,已经成为21世纪信息时代衍生的必然趋势。重构互联网就是在不改变互联网现有结构和功能的基础上,通过调整其宏观拓扑结构改善互联网的质量、性能,使其宏观拓扑结构更趋合理,提高互联网的扩展性和维护性

    重构互联网是再设计的灵魂,再设计可以在不同层次重构一次互联网的有效资源。重构就是废除那些使用效率低下的节点、屏蔽那些无用的网段、减少那些具有先天缺陷的网域,重构那些完善而具有一致性节点、可复制性高的网段、可维护性强的网域网段,无人不趋之若鹜。重构互联网就是为互联网诊断、调理和治疗“心血管类疾病”。

    从互联网之生存期而言,当下正是属于热维护期,互联网的运行期远大于第一次工程期,一般最小也应考虑在十倍以上。在使用中的网络是不可能不维护的,这与物理世界相反,网络越维护越好使用。在互联网诞生之初,CPU主频甚低、存储器价格甚高和网络技术几乎为零,到如今其基本构件(计算机)发生了翻天覆地的变化,互联网资源越来越多,覆盖面也越来越大,新应用所带来的瓶颈却越来越宽,问题的关键不再是主频、价格和技术,而是转变为安全性、移动性和地址问题等。然而,相关的方法学和技术人员严重匮乏,使逆向工程和再工程开发成了互联网工程之瓶颈,且此危机有愈演愈烈之势。

    “改善世界状况:再思考、再设计、再建设”是一种宏观指导,是一种哲学,是一种思想方法。无论吾人之宗教信仰如何,无论吾人之世界观是否一致,无论吾人之方法论异同,放弃各种预见和条件,从根本上修正现在的业务内容及其实现的方法,归零到基准面。重构互联网在成本和质量上不要追求小规模的改良,要进行戏剧性的改革,网络不是自然资源而是一个“再思考、再设计、再建设”的过程。

    美国的“艾森尼”项目包括改进无线频谱使用效率,以及研发取代路由器的光纤开关。这种光纤开关不仅更节能而且同时又能增加网络的通信能力,更主要的是利用这种光纤开关替代目前互联网上重要的路由器,以修补互联网的缺陷。目前,越来越多的研究人员认为互联网存在根本的缺陷,是时候需要修补了。鲍勃·麦特克夫(以太网发明人)认为,“再设计互联网架构”是一个非常好的主意,但也将面临很多挑战,特别是网络基础结构方面的挑战。目前还需要采取措施保障宽带网通信,互联网只是保证了信息字符通联的快捷,现在要保证诸如视频对话等通信的顺畅进行。
    吾人现在使用的互联网运转良好,完全达到了最初的设计预期。但是吾辈必须找到当前互联网的不足,否则互联网的持续发展就会受到制约。很显然,现有互联网的最大不足在于缺少安全框架、IP地址不足、移动性能甚差。灵活性,互联网组织能够尽可能快地适应连结需求的变化;鲁棒性,任何时候、任何地点、任何方式、任何价格的竞争中都不会失败;先进性,互联网的服务和应用尽量保持其先进技术;领导性:为网络用户提供最潮、最佳的产品及其服务引导。

    信息革命是上个世纪中叶从美国开始的,第三次浪潮从美国激涌到全世界。因为创新在前、技术领先、地位强势,美国成为原始互联网的最大受益者。信息对抗、信息安全、网络战争、虚拟经济、资源掠夺、意识侵略、网络宗教、概念国家,重构互联网将不仅给人类带来生活面貌的变化,更深刻的是将打破互联网垄断和信息垄断,平衡全球化、地球村、虚拟经济所带来的信息不对称而导致的21世纪贫穷,在国际战略格局中为国家带来革命性的重组契机。

    一个新的测试环境对于整个“再设计互联网架构”实验非常重要,因为很多设计方案在当前的互联网上都无法评估和测试。21世纪是信息时代,互联网维护技术与测试技术将并行发展,研究人员不难发现,互联网生存期前期研究成果较多,而测试和维护为主要特征的运行后期研究薄弱,测试将是今后网络工程最重要的研究领域



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1 刘洋

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