1互聯網的現狀

互聯網最初是為單一的數據通信需求而設計的，其設計目標是實現網絡的健壯性和支持底層網絡技術的異構性，并且默認互聯的用戶屬于相互信任的團體。因此，傳統的互聯網體系結構僅支持盡力而為的服務，遵循“核心簡單，終端智能”的設計原則，智能部署在網絡邊緣的終端上。這種體系結構簡單，保證了高效的互通和良好的演進性，一直沿用至今。隨著互聯網步入商業化時代，互聯網的性質已經從一個以科研為主要目的的網絡演變為全球規模的信息基礎設施。近年來，隨著網絡技術的高速發展，出現了大量新型接入技術如WiMAX，Wi-Fi，無線局域網，藍牙，大量新型異構網絡如移動自組織網絡、無線傳感器網絡、網狀網，大量新的計算技術如P2P，網格，普適計算和多樣化的應用，這些新技術和應用在推動整個通信領域進步的同時，也使得傳統互聯網體系結構面臨著巨大的挑戰。復雜的異構網絡環境增加了維護管理的復雜度，同時也影響了網絡的靈活性、健壯性和安全性；無處不在的應用需求要求互聯網支持移動性；多樣化的應用要求互聯網支持高質量的實時業務。

隨著網絡復雜度的增長，傳統的“核心簡單”的互聯網難以滿足網絡對可控、可管迫切的需求，已經運行了40年的以IP協議及相應編址路由機制為核心的互聯網基礎架構越來越不堪重負，互聯網的可持續發展性面臨著嚴重的挑戰。隨著網絡規模、業務需求、以及相關的計算機與通信技術的迅速發展，互聯網面臨了嚴峻的問題，具體為：(1)網絡存在嚴重的可信、安全問題。(2)網絡的虛擬化能力差。(3)網絡管控能力低，網絡不可知、不可控和不可管。(4)網絡擴展性（地址、路由、業務）差，已經影響到互聯網業務（特別是實時業務）的發展。(5)網絡無服務質量保證，高質量的實時業務很難開展。(6)商業模型問題嚴重。這些問題的存在已經影響到互聯網的可持續發展，已經引起業界的高度重視。另外，在信息爆炸、內容急遽擴張的今天，內容分配、傳送能力已經成為一類極為重要的能力，是網絡必須能高效提供的，但是目前內容的分配和傳送是通過分組數據網和數據廣播網來實現的，用上述兩類基礎網去分配和傳送內容是可以的但不是高效的。

隨著內容傳送重要性的增加，綠色、高效、高質量來分配和傳送內容變得越來越重要，內容分配、傳送的重要性就日益顯現了，這是近年來凸現的問題，它對互聯網提出了新的要求。上述這些問題的存在已阻礙了互聯網的可持續發展，近20年來互聯網的專家們在“絞盡腦汁”試圖解決這些問題，但迄今為止沒有能夠得到很好的解決，已有的實踐表明，這些問題依靠現在傳統的互聯網是無法解決了，需要研究新的互聯網技術（即未來互聯網技術）。

2未來互聯網與下一代互聯網

新的互聯網技術是什么，目前沒有統一的認識。大體上有三種說法：新一代互聯網，未來互聯網和下一代互聯網。這三者說的是不是同一件事？筆者認為它們不是一回事。新一代互聯網是一個泛指，只要是與目前傳統互聯網不同的互聯網都可以稱為新一代互聯網（因為有“代”的要求，因此不是小改小弄，而是應該在性能和能力上有質的改變才能稱得上“代”），從這個意義上講，未來互聯網和下一代互聯網都是新一代互聯網，因為是泛指討論的意義不大，這兒就不討論了。下面主要討論未來互聯網和下一代互聯網。

未來互聯網到目前為止沒有明確的目標，只有一個基本的想法，就是傳統的互聯網存在嚴重的問題，需要予以解決，以保持互聯網的可持續發展，從20世紀90年代起，就一直在進行研究和探索。20多年來改良型技術路線一直是主導的技術路線，它是在已有IP網的體系結構的基礎上，采用IPV6來增加地址空間的容量，在此基礎上增加諸如：源地址檢查、無狀態地址映射等技術，期望能滿足未來互聯網的要求，已有的實踐結果表明，這條技術路線可以解決IPv4地址空間不足而導致的網絡可擴展性問題，但無法解決路由日益復雜化導致的可擴展性問題，甚至還會惡化，此外它無法解決網絡的安全、可信方面、服務質量和商業模型問題等體系性瓶頸性的問題，已有的實踐表明，改良型技術路線難以為繼，革命性的技術路線勢在必行。革命性的技術路線也有兩條思路，思路之一是所謂的CleanSlate的技術路線，重建一個全新的互聯網，這是對互聯網最徹底的革命，從已有的研究來看，它的工作重點在于：(1)設計一個全新的體系（目標不明朗，虛擬化和節點可編程是可能采用的技術）。(2)解決內容分配、傳送高效和優質問題。總的來說這條思路目前沒有沒有明確得方向、只有一些設想。

國外的研究，如NDN，DONA，I3，PSIRP等，由于是全新的思路，方案尚未穩定，國內得研究基本上是跟追走，沒有自創得思路，這條思路是10年，20年甚至對更遠年代的一些考慮，是“遠期目標”的未來網絡。下一代互聯網則是“近期目標”的未來互聯網。由于是“近期目標”的未來互聯網，因此它的目標是明確的和具體的。下一代互聯網的目標是：解決目前互聯網存在的諸多問題，提升互聯網的性能和能力，滿足未來相當長一段時間內的互聯網發展的需要，保證互聯網的可持續發展。下一代互聯網的研究開始于20世紀90年代，IPv6是作為下一代互聯網協議提出的，當時目標很明確是要解決的是IPv4（當前互聯網）存在的問題，由于IPv4地址空間過小影響互聯網的可持續發展，所以IPv6首先要解決的問題是IPv4地址不足的問題，但是IPv6是為下一代互聯網設計的，決非僅為解決地址問題設計的，IPv6將要解決IPv4網存在的全面的問題包括：網絡的安全可信問題、網絡的服務質量問題、網絡的移動性問題等，它希望全面的提升IPv4網的能力，構建下一代互聯網。IPv6實施的實際結果是：IPv6的確解決了IPv4存在的地址問題，但由于IPv6與IPv4相比，除了地址從32BITS改為128BITS，地址空間大為增加，其他所有的技術都沒有本質上的改變，因此IPv6與IPv4相比較無論從網絡性能和能力而言就沒有實質性的進展，IPv6沒有能實現預期的目的。下一代互聯網的另一個重要研究方向是提出IP＋MPLS的網絡體系。建立在IP網的基礎上的互聯網不能從更本上提升互聯網的能力，特別是安全、可信、服務質量和網絡虛擬化等方面的問題，互聯網的專家們將問題的原因歸屬于IP網的不面向連接的特性，認為在引入面向連接技術后就有可能從更本上解決互聯網的問題，這就是MPLS的引入的原因，這項技術的源頭是思科的TAGSwitch，以后演變成MPLS，但是MPLS并沒有如互聯網專家們的意愿，雖然說面向連接技術由于連接的存在，的確可以因為連接而保證網絡資源和網絡的安全等，但所有的面向連接技術都存在N平方問題，MPLS同樣也不可能幸免，N平方問題的存在，使得MPLS只可能建規模非常有限的局部網絡，MPLS可以在一定程度上和在一定范圍內解決網絡虛擬化、安全和服務質量等問題，但MPLS過于復雜且擴展性很差，使用范圍非常有限。目前互聯網的網絡體系是由一張全程的IP網構成其主體網覆蓋全球，在這樣的一張IP網上，貼著許多塊MPLS網，這些MPLS網相互分離互不相關，在MPLS覆蓋的部分網絡性能有一定的改善，不覆蓋的區域仍然是IP網，經過了近20年的努力，互聯網的IP＋MPLS體系沒有取得實質性的進步，當然也無法成為下一代網的技術。