“下一代互聯網體(tǐ)系結構的創新(xīn)發展面臨很(hěn)多(duō)挑戰。如果不掌握網絡空間的核心技(jì )術，網絡空間的創新(xīn)發展将困難重重。”中國(guó)工程院院士、中國(guó)互聯網協會副理(lǐ)事長(cháng)吳建平在2021（第二十屆）中國(guó)互聯網大會開幕論壇的主旨報告中如此表示。他(tā)指出，需要加大力度參與互聯網問題的解決和國(guó)際标準的制定，随着時間的推移，互聯網技(jì )術的話語權才會越來越大。
中國(guó)工程院院士、中國(guó)互聯網協會副理(lǐ)事長(cháng) 吳建平
發生在2003年的兩件互聯網大事
吳建平表示，互聯網和和網絡空間正在支撐着人類社會的快速發展。互聯網經過50多(duō)年發展，已經成為(wèi)人類社會的重要基礎設施和國(guó)家的重要戰略資源，正在發展成為(wèi)繼陸、海、空和太空之後的人類第五疆域——網絡空間。
他(tā)回憶了2003年中國(guó)互聯網的兩件大事。這兩件事分(fēn)别成為(wèi)我國(guó)互聯網發展和IPv6發展的關鍵“節點”。
一個是抗擊“非典”。2003年非典（SARS）爆發期間，教育部在清華大學(xué)舉行高校防治非典科(kē)技(jì )攻關視頻彙報會，互聯網技(jì )術支撐下的視頻會議系統讓異地相隔的通訊交流成為(wèi)現實。而當時，利用(yòng)互聯網“抗疫”的曆程才剛剛開始。
到了2020年，新(xīn)冠疫情突發，與抗擊非典相比，人們的隔離和交流方式都發生了翻天覆地的變化，互聯網強力支撐着“疫情防控”，不僅使隔離的人們通過語音、視頻等各種形式方便地交流，而且在物(wù)資保障、資源調配等方面發揮了巨大的能(néng)量，對複工複産、常态化疫情防控提供了強有力的支撐。相隔17年的疫情防控讓我們看到，互聯網在支撐經濟社會進步中發揮的作(zuò)用(yòng)越來越大。
2003年的另一件互聯網大事是：在57位院士建議下，我國(guó)啓動了中國(guó)下一代互聯網示範工程CNGI，開啓了中國(guó)部署IPv6下一代互聯網發展的新(xīn)階段。中國(guó)下一代互聯網示範工程CNGI在2008年完成第一期目标，并且開始試商用(yòng)。建成了全球最大的純IPv6示範網絡；此外，攻克了一批關鍵技(jì )術，開發了一批重大應用(yòng)。CNGI工程在2008年北京奧運會期間引起了不少國(guó)際友人的關注，認為(wèi)中國(guó)的IPv6發展走在了世界前列。
吳建平介紹，實際上，我國(guó)對IPv6的推進一直在持續。2017年11月，中辦、國(guó)辦印發《推進互聯網協議第六版（IPv6）規模部署行動計劃》（簡稱“行動計劃”），各地區(qū)、各部門紮實推動IPv6規模部署，取得明顯成效，使得我國(guó)的IPv6推進工作(zuò)能(néng)夠接續此前的進步，有了今天的發展。
2021年6月，深入推進IPv6規模部署和應用(yòng)貫徹落實會議在北京召開。貫徹落實中央有關會議精(jīng)神，進一步強化統籌協調，部署“十四五”期間的IPv6規模應用(yòng)工作(zuò)，推進2021年重點工作(zuò)。會議指出，IPv6規模部署和應用(yòng)，是互聯網升級演進的必然趨勢，是網絡技(jì )術創新(xīn)的重要方向，是網絡強國(guó)建設的基礎支撐。
互聯網體(tǐ)系結構是互聯網的關鍵核心技(jì )術
為(wèi)什麽我國(guó)如此重視IPv6的發展？這要從網絡空間技(jì )術體(tǐ)系的核心說起。
吳建平表示，互聯網是網絡空間技(jì )術體(tǐ)系的重要基礎設施，是各種通訊技(jì )術和應用(yòng)基礎技(jì )術之間的“平台”。
計算機是網絡空間的最基本的計算細胞，各種計算終端、服務(wù)器和超級計算機通過互聯網連在一起，支撐了雲計算、物(wù)聯網、智慧城市、大數據、人工智能(néng)、區(qū)塊鏈等一系列應用(yòng)基礎技(jì )術。
在互聯網的支撐下，使用(yòng)這些各種各樣的應用(yòng)基礎技(jì )術，我們才能(néng)構建軍事、金融、能(néng)源、工業等各種不同行業領域的互聯網，以及各種各樣的具體(tǐ)的應用(yòng)系統。
由此可(kě)見，互聯網在網絡空間技(jì )術體(tǐ)系中的作(zuò)用(yòng)如此重要。那麽，互聯網的關鍵核心技(jì )術是什麽？
吳建平指出，在整個網絡空間技(jì )術體(tǐ)系中，CPU（計算機處理(lǐ)器）和OS（操作(zuò)系統）軟件是網絡空間技(jì )術體(tǐ)系的核心，多(duō)年來已經得到共識。而除了CPU和OS，互聯網體(tǐ)系機構同樣發揮着非常重要的作(zuò)用(yòng)，是網絡空間技(jì )術體(tǐ)系的另一個關鍵核心技(jì )術。
互聯網的體(tǐ)系結構旨在研究互聯網各部分(fēn)功能(néng)組成及其相互關系。其中，網絡層對下使用(yòng)各種通信手段，對上支持各種應用(yòng)，承上啓下，保證全網通達，是體(tǐ)系結構的核心。網絡層包含三個基本要素：傳送格式、轉發方式及路由控制。
第一，傳送格式由IPv4向IPv6演進。IPv6格式定義了下一代互聯網。
第二，無連接分(fēn)組交換的轉發方式保證了互聯網的高效傳輸。在互聯網的發展曆史上，無連接分(fēn)組交換技(jì )術在與其他(tā)計算機網絡技(jì )術的競争中異軍突起，最終取勝，和傳統電(diàn)信的通信理(lǐ)念有很(hěn)大不同。
第三，在傳送格式和轉發方式相對穩定的情況下，路由控制必須不斷滿足通信和應用(yòng)發展的需求以達到全網最優，是互聯網體(tǐ)系結構研究的難點。路由控制是一個複雜多(duō)變量的求解，由于路由控制變化太多(duō)，互聯網的規模又太大，因此在全球聯通的情況下，路由控制實際上受到了很(hěn)多(duō)限制，許多(duō)應用(yòng)或通訊需求不能(néng)完全得到滿足，而是要考慮各種需求的平衡點，這也是為(wèi)什麽互聯網是一個“盡力而為(wèi)”的網絡。
吳建平指出，發展IPv6，是因為(wèi)早期IPv4的設計已經不能(néng)夠滿足今天互聯網的發展。
20世紀90年代初，在互聯網發展到一定規模時，工程師們意識到，IPv4具有的40億地址是不夠用(yòng)的。新(xīn)的地址空間協議IPv6經過不斷研究，于1996年形成了首個IETF标準RFC（Request For Comments）。
IPv6擁有2128個地址，相當于地球上每一平方米可(kě)以獲得1026個地址，能(néng)滿足“地球上每一粒塵埃都分(fēn)配到一個IP地址”，因此從數量上來說，IPv6的地址容量完全能(néng)夠滿足需求。
中國(guó)推進IPv6下一代互聯網規模部署
2016年11月，IETF（The Internet Engineering Task Force，互聯網工程任務(wù)組）最高領導層IAB（Internet Architecture Board，互聯網體(tǐ)系結構委員會）發表了關于IPv6發展的重要聲明。
聲明表示，希望IETF能(néng)夠在新(xīn)RFC标準中，停止要求新(xīn)設備和新(xīn)的擴展協議兼容IPv4，未來的新(xīn)協議全部在IPv6基礎上進行優化。
這是互聯網發展過程中一個非常重要的裏程碑，表明IPv6成為(wèi)互聯網技(jì )術無可(kě)争議的發展趨勢和方向。在此影響下，各國(guó)互聯網紛紛進行向IPv6的過渡。
吳建平指出，我國(guó)在2017年11月發布的推進IPv6規模部署行動計劃，清楚地說明了推進IPv6發展的重要意義：一是互聯網演進升級的必然趨勢；二是技(jì )術産業創新(xīn)發展的重大契機；三是網絡安(ān)全能(néng)力強化的迫切需要。
行動計劃的總體(tǐ)目标是：用(yòng)5到10年時間，形成下一代互聯網自主技(jì )術體(tǐ)系和産業生态，建成全球最大規模的IPv6商業應用(yòng)網絡，實現下一代互聯網在經濟社會各領域深度融合應用(yòng)，成為(wèi)全球下一代互聯網發展的重要主導力量。此外，行動計劃還特别強調了要強化網絡安(ān)全保障，維護國(guó)家網絡安(ān)全；突破關鍵前沿技(jì )術，構建自主技(jì )術産業生态。
吳建平院士對行動計劃發布後的三年内，我國(guó)IPv6部署情況進行了介紹。
經過三年的發展，固定帶寬的接入網絡已分(fēn)配IPv6地址的用(yòng)戶數、移動通信網絡已分(fēn)配IPv6地址的用(yòng)戶數基本呈逐漸上升的趨勢；城域網的IPv6流量流入流量的占比、移動通信網絡IPv6流入流量占比在不斷地增加；國(guó)際出入口IPv6流入及流出帶寬使用(yòng)率也有了大幅增長(cháng)。
在IPv6的基礎資源方面，今年4月，我國(guó)獲得亞太互聯網信息中心APNIC分(fēn)配的大量IPv6地址，使我國(guó)IPv6地址總數躍居全球第一。
在雲端IPv6就緒度方面，三大基礎電(diàn)信企業已經完成全部數據中心（IDC）的IPv6改造。其他(tā)數據中心運營企業、内容分(fēn)發網絡（CDN）及雲服務(wù)産品和平台的雲端IPv6就緒度也大幅提高。
同時，互聯網IPv6就緒度也呈現非常快的上升局面。三大運營商已完成LTE 網絡和城域網IPv6改造；13個主幹網直聯點已經全部實現了IPv6互聯互通，中國(guó)電(diàn)信、中國(guó)移動、中國(guó)聯通、中國(guó)廣電(diàn)、教育網和科(kē)技(jì )網累計開通IPv6網間互聯帶寬6.39Tbps；三大運營商已開通IPv6國(guó)際出入口寬帶90Gbps。
互聯網體(tǐ)系結構具有強大生命力
互聯網從IPv4過渡到IPv6，在這個過程中，用(yòng)戶基本是“無感知”狀态，這和互聯網體(tǐ)系結構創新(xīn)發展的強大的生命力有關。TCP/IP協議的發明者，“互聯網之父”溫頓·瑟夫（Vint Cerf）曾表示，互聯網之所以長(cháng)盛不衰，和互聯網設計之初所明确的基本理(lǐ)念是有密切關系的：
第一，不是為(wèi)任何特殊應用(yòng)而設計的網絡，隻傳遞數據包；
第二，可(kě)以運行在任何通信技(jì )術之上；
第三，允許在網絡邊緣創新(xīn)，不為(wèi)增加任何新(xīn)的應用(yòng)和服務(wù)而改變網絡；
第四，必須足夠可(kě)擴展；
第五，為(wèi)新(xīn)協議、新(xīn)技(jì )術和新(xīn)應用(yòng)開放。
除了設計理(lǐ)念，互聯網的相關組織也很(hěn)特别。IETF（The Internet Engineering Task Force，互聯網工程任務(wù)組）是互聯網核心技(jì )術開發和标準組織。和其他(tā)國(guó)際性多(duō)邊治理(lǐ)的組織不同，IETF的參與主體(tǐ)是工程師個人，不代表其所在國(guó)家和企業，其使命是保證互聯網平穩發展。
吳建平指出，IETF的最高領導層為(wèi)IAB（Internet Architecture Board），即互聯網體(tǐ)系結構委員會，更證明了互聯網體(tǐ)系結構是互聯網的關鍵核心技(jì )術。
IETF有近100個活躍的專門工作(zuò)組，主要技(jì )術領域包括應用(yòng)和實時領域、通用(yòng)領域、互聯網領域、運行和管理(lǐ)領域、路由領域、安(ān)全領域、傳送領域等。
此外，互聯網的所有的技(jì )術變成标準後，需要放棄專利權。今天的互聯網不應該為(wèi)任何技(jì )術标準的使用(yòng)權和專利權讓用(yòng)戶付費。這也是互聯網在文(wén)化和技(jì )術方面的與衆不同之處。
堅持下一代互聯網體(tǐ)系結構創新(xīn)發展
下一代互聯網體(tǐ)系結構的創新(xīn)發展面臨很(hěn)多(duō)挑戰。如果不掌握網絡空間的核心技(jì )術，網絡空間的創新(xīn)發展将困難重重。
吳建平指出，計算機體(tǐ)系結構在經過多(duō)年的發展，已經形成了多(duō)種獨立的生态。比如CPU芯片（Intel、ARM、新(xīn)Mac芯片）、操作(zuò)系統（Windows、Andriod、iOS）都有不同的生态獨立存在。其發展趨勢是在RISC（精(jīng)簡指令集）的技(jì )術基礎之上不斷演進，需要解決的問題是在生态多(duō)樣情況下的“集成創新(xīn)”。
而與計算機體(tǐ)系結構不同，互聯網體(tǐ)系結構卻不允許有不同的生态存在，互聯網是互聯開放的統一生态，如果有不同的生态存在，就違背了互聯網的目标，一定會帶來互聯互通的諸多(duō)障礙，無法像今天這樣暢通。
他(tā)指出，互聯網體(tǐ)系結構的發展趨勢是從IPv4到IPv6。在統一的生态下如何創新(xīn)，既有可(kě)信度、又能(néng)造福于人類的社會和經濟發展，是互聯網體(tǐ)系結構發展的命題和挑戰。這需要人們對這個統一的生态“貢獻創新(xīn)”。
吳建平提到，比較遺憾的是，在IETF已完成的9000項RFC标準中，由中國(guó)科(kē)技(jì )人員牽頭的标準目前隻有100多(duō)個。這說明，在整個互聯網體(tǐ)系結構和互聯網關鍵技(jì )術領域，中國(guó)的發言權、話語權還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，在關鍵核心技(jì )術上受制于人，尚未掌握互聯網的“命門”。
他(tā)表示，要破解關鍵核心技(jì )術“卡脖子”的難題，需要加大力度參與互聯網問題的解決和國(guó)際标準的制定，随着時間的推移，互聯網技(jì )術的話語權才會越來越大。隻有參與才可(kě)能(néng)掌握更大的話語權。
吳建平最後講述了兩個關于互聯網組織的小(xiǎo)“插曲”。2020年8月，ISOC（Internet Society，國(guó)際互聯網協會）第一時間就美國(guó)“淨網”發布聲明，表達深切的失望。ISOC指出，互聯網是一個全球性互聯的網絡，體(tǐ)現在網絡基于自發原則相互連接，沒有中心權威。正是這種架構成就了互聯網。美國(guó)宣布的 “淨網”計劃挑戰了這個架構的最核心的理(lǐ)念。
同樣地，2020年9月，ISOC再次指出，美國(guó)政府對TikTok和微信的禁令是對互聯網的直接攻擊。這種極端行為(wèi)從根本上破壞了互聯網的基礎，對互聯網的開放性和可(kě)訪問性原則以及去中心化的管理(lǐ)方式産生了威脅。
他(tā)表示，從這裏可(kě)以看出，IETF和ISOC等互聯網國(guó)際組織，一直以來保持着互聯網的“初心”，堅持開放互聯，反對零和博弈，和我國(guó)關于互聯網發展的理(lǐ)念“構建網絡空間命運共同體(tǐ)”有着相通之處。因此，我們要更有信心在互聯網的發展中做出貢獻，推動下一代互聯網體(tǐ)系結構的創新(xīn)發展，從而推動互聯網的創新(xīn)發展。
*本文(wén)根據中國(guó)工程院院士、中國(guó)互聯網協會副理(lǐ)事長(cháng)吳建平在2021中國(guó)互聯網大會開幕論壇上的主旨報告整理(lǐ)，未經本人審閱。
整理(lǐ)：項陽