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網(wǎng)絡(luò )體系：下一代互聯(lián)網(wǎng)和下一代網(wǎng) 鄔賀銓□鄔賀銓互聯(lián)網(wǎng)面臨的挑戰互聯(lián)網(wǎng)目前的規模是當初提出TCP/IP協(xié)議時(shí)始料不及的，如果說(shuō)第一代互聯(lián)網(wǎng)的主要應用是e-mail，第二代是WWW瀏覽，那么現在多媒體和流媒體已成為主要消耗帶寬的應用，特別是Peer to Peer的應用改變了Internet一直以來(lái)的主機/客戶(hù)服務(wù)器體系，按2004年6月統計，美國有1/3的Internet用戶(hù)使用Peer to Peer，占了全網(wǎng)流量70%以上。IP業(yè)務(wù)已成電信網(wǎng)的絕對主導，業(yè)務(wù)的發(fā)展表現為IP化、寬帶化、移動(dòng)性和泛在性?；ヂ?lián)網(wǎng)的時(shí)空差異性、網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)的不可重復性、業(yè)務(wù)流的不可控性在寬帶、移動(dòng)和泛在的環(huán)境下更為突出。網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展面臨嚴峻的挑戰，這些挑戰可概括為可擴展性、業(yè)務(wù)質(zhì)量、安全性等。可擴展性的問(wèn)題不僅表現在設備的實(shí)現上，IPv4地址也是瓶頸。由于歷史上IPv4地址分配的不合理，我國2004年末所累計獲得的IPv4地址數不足6千萬(wàn)，雖然已比兩年前翻番，但相對上億的網(wǎng)民（還未計及在移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)中近1/3的具有上網(wǎng)功能的手機用戶(hù)）還是嚴重短缺，更談不到支持家庭聯(lián)網(wǎng)和傳感器以及射頻標簽（RFID）的無(wú)處不在的應用。業(yè)務(wù)質(zhì)量（QOS）是另一大挑戰，按照基于盡力而為的原則傳送數據而設計的Internet擴展到支持話(huà)音業(yè)務(wù)時(shí)，無(wú)連接模式與話(huà)音業(yè)務(wù)的QOS要求的矛盾已經(jīng)出現。QOS的挑戰不僅僅對無(wú)連接模式，也挑戰Internet的“邊緣化”的設計思想。Internet的中間節點(diǎn)從來(lái)對QOS是無(wú)作為的，用簡(jiǎn)單的丟包的辦法隱性通知源端重發(fā)，流量控制的功能完全依賴(lài)于網(wǎng)絡(luò )邊緣的終端，放棄了通過(guò)網(wǎng)絡(luò )資源優(yōu)化以及路由優(yōu)選的方法來(lái)改進(jìn)QOS的努力。“邊緣化”是與Internet的分散自治的理念關(guān)聯(lián)的，因此QOS的要求更進(jìn)一步地說(shuō)是挑戰現有Internet的理念。安全性是自Internet商業(yè)化以來(lái)就一直困繞的難題?；陔娐方粨Q的電信網(wǎng)的設計思想是集中控制下智能的網(wǎng)絡(luò )和簡(jiǎn)單的終端，用戶(hù)需注冊且身份與號碼是綁定的，信令與用戶(hù)信息信號是分離的，用戶(hù)除了發(fā)送信令指示連接的目的地終端外，用戶(hù)發(fā)出的信息不可能進(jìn)入網(wǎng)絡(luò )的信令和管理系統，而且由于電話(huà)機通常無(wú)需任何軟件程序便可工作，病毒也無(wú)從下手，因此傳統的電信網(wǎng)總體上是安全的。Internet一開(kāi)始并不是作為公用網(wǎng)來(lái)設計的，它假定聯(lián)網(wǎng)的終端同屬一組織且彼此具有誠信關(guān)系，無(wú)需建立用戶(hù)身份與地址之間的關(guān)聯(lián)，網(wǎng)絡(luò )關(guān)心的僅是信息要到那里，而不問(wèn)它來(lái)自何方。當Internet商用后，網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)間均能自律的假設不復存在，每次上網(wǎng)臨時(shí)動(dòng)態(tài)分配地址和匿名包傳送的方式難以約束用戶(hù)對其網(wǎng)上言行負責，這也是垃圾郵件泛濫的原因。而且Internet立足于傻瓜網(wǎng)絡(luò )與智能終端，一方面核心網(wǎng)絡(luò )過(guò)于簡(jiǎn)單難以檢測、跟蹤和防御攻擊，另一方面，作為終端的計算機將程序指令和數據合并在一起存在存儲器內（僅僅是物理位置不同），為用戶(hù)數據混入程序埋下伏筆，為病毒感染開(kāi)了窗口。雖然Internet有上述無(wú)法回避的問(wèn)題，但傳統的電信網(wǎng)難以適應伴隨寬帶化而來(lái)的帶寬顆粒性和靈活性要求，IP雖不理想但已無(wú)處不在，網(wǎng)絡(luò )的演進(jìn)不得不在IP基礎上做文章。IPv6協(xié)議IPv6地址長(cháng)度從IPv4的32bit擴展為128bit，10的地址規模足以為地球上任一物體固定分配一個(gè)IP地址，解決了地址的可擴展性問(wèn)題。而且IPv6不僅有目的地地址，還有IPv4不具有的源地址，為Internet用戶(hù)的實(shí)名制提供了可能，一定意義上為構建誠信環(huán)境創(chuàng )造了條件。其次，IPv6將IPv4的網(wǎng)絡(luò )地址擴展為全球地址前綴（又分為兩級）和子網(wǎng)識別符，引入了等級選路的概念，路由集合減少了對路由表容量的要求，動(dòng)態(tài)尋址改進(jìn)了對移動(dòng)IP的支持。IPv6強制使用IPsec封裝加密，為安全性提供了一定的保障。由于IPv4也是可以配IPsec的（只不過(guò)不作為強制要求），QOS主要取決于承載網(wǎng)對用戶(hù)業(yè)務(wù)需求的適應性，不是IPv6協(xié)議所能解決的。因此總的來(lái)說(shuō)，IPv6并沒(méi)有根本解決Internet存在的問(wèn)題，不過(guò)僅就地址可擴展性這一點(diǎn)，向IPv6的過(guò)渡是必須的。下一代互聯(lián)網(wǎng)（NGI）對基于但不限于IPv6（并不排斥與IPv4并用和互通，還可能增加移動(dòng)IP、帶寬管理等協(xié)議能力）的下一代互聯(lián)網(wǎng)（NGI）目前還沒(méi)有嚴格的定義，已經(jīng)取得共識的NGI的主要特征是網(wǎng)絡(luò )更大、更快、更方便等。顯然NGI的目標僅定位在對現有互聯(lián)網(wǎng)的改進(jìn)，在技術(shù)路線(xiàn)上也不會(huì )有革命性的變化。從一些國家和地區已經(jīng)開(kāi)展的NGI試驗來(lái)看，NGI將秉承互聯(lián)網(wǎng)的三項基本原則：“無(wú)連接、端到端和盡力而為”，將繼續遵循分散與自治以及依賴(lài)終端智能的設計思想，但不排除發(fā)揮中間節點(diǎn)協(xié)助流量管理的作用，在源地址認證、區分路由和標識、1—3層的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)、跨域流控等方面會(huì )有所改進(jìn)，試圖通過(guò)容量的迅速擴展和接入速度的大幅提高來(lái)緩解互聯(lián)網(wǎng)的問(wèn)題?？梢哉f(shuō)NGI的目標有些模糊，但路徑比較明朗。下一代網(wǎng)（NGN）電信標準化組織和電信運營(yíng)商對未來(lái)的網(wǎng)絡(luò )寄予更高的期望，這就是下一代網(wǎng)（NGN）。ITU-T給出的定義是“NGN是基于分組的網(wǎng)絡(luò )，能夠提供包括電信業(yè)務(wù)在內的各種業(yè)務(wù)，能夠使用各種寬帶的和保證QOS的技術(shù)，業(yè)務(wù)相關(guān)功能與傳送的承載技術(shù)無(wú)關(guān)，賦予用戶(hù)接入到網(wǎng)絡(luò )和競爭的業(yè)務(wù)提供者及選擇業(yè)務(wù)的能力，支持通用的移動(dòng)性和泛在性。”雖然此定義沒(méi)有明確使用IP協(xié)議，但普遍認為IPv6也是非用不可的（也不排除IPv4），NGN與NGI一樣將以無(wú)連接為其基本模式。NGN定義強調了控制面與傳送面分離，這是NGN與NGI顯著(zhù)不同的特征，由此引申的是加強控制面的功能，這有利于引入面向連接的技術(shù)（例如多協(xié)議標簽交換MPLS以及傳送/應用控制信令）來(lái)支持無(wú)連接的包的傳送以便得到QOS的保證，同時(shí)也符合傳統電信網(wǎng)的設計理念，即重視并充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò )集中管理能力?？傊?，NGN將采用互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)（IP或與IP友好的傳送技術(shù)）但不是其機理，即不再讓網(wǎng)絡(luò )作為“傻瓜”把復雜功能推給終端，在資源分配和業(yè)務(wù)傳遞方面網(wǎng)絡(luò )必須是主動(dòng)的和有智能的，不能像互聯(lián)網(wǎng)那樣僅靠終端來(lái)適應。在關(guān)于安全問(wèn)題上，NGN將在網(wǎng)絡(luò )而不僅僅是要求在端用戶(hù)處提供安全防護，以基于網(wǎng)絡(luò )的安全為主流輔以基于應用的安全措施，并且提出需要對有害信息的合法攔截。我國所有電信運營(yíng)公司都開(kāi)展了NGN試驗，但目前實(shí)際上僅僅是軟交換系統試驗，軟交換系統體現了控制面與傳送面分離的思想，但它主要是針對VOIP話(huà)音而設計的，當擴展到多媒體業(yè)務(wù)以及考慮與移動(dòng)網(wǎng)融合時(shí)，比軟交換更進(jìn)一步的是IP多媒體子系統（IMS）。IMS是疊加在原有電路域和分組域網(wǎng)絡(luò )之上的網(wǎng)絡(luò )，通過(guò)分組域實(shí)現信令和用戶(hù)數據的承載，并可實(shí)現與原有電路域的互通。概括地說(shuō)，NGN給出理想的目標，但實(shí)現路徑還需進(jìn)一步明朗，目前的實(shí)現技術(shù)相對其目標仍有很大差距，面對挑戰任重道遠。