摘要：首先分析了當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)所面臨的新的挑戰(zhàn)，研究了未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的發(fā)展情況，接著分析了下一代互聯(lián)網(wǎng)（NGI）協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)IPv6，以及互聯(lián)網(wǎng)與下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）的之間的關(guān)系。最后，指出電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)三網(wǎng)融合將是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 

    一、互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)面臨的挑戰(zhàn) 

    傳統(tǒng)電話(huà)和廣播電視等信息網(wǎng)絡(luò)的用戶(hù)一般只能被動(dòng)接受服務(wù)，與此不同的是，互聯(lián)網(wǎng)在其發(fā)展歷程中一直秉承著“人人參與”的理念，即人人都能夠參與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和創(chuàng)新?；ヂ?lián)網(wǎng)的每個(gè)用戶(hù)既可以是信息消費(fèi)者，也可以是信息提供者。為了實(shí)現(xiàn)“人人參與”的理念，互聯(lián)網(wǎng)采用了“端到端透明性”的核心設(shè)計(jì)原則，即用戶(hù)可以利用計(jì)算機(jī)、手機(jī)等終端隨意產(chǎn)生各種信息，網(wǎng)絡(luò)只是簡(jiǎn)單地、“盡力而為”地傳遞信息而不做任何控制。這種俗稱(chēng)為“智能終端傻網(wǎng)絡(luò)”的體系架構(gòu)簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)的功能，把信息處理和控制的復(fù)雜性最大限度地交給終端節(jié)點(diǎn)（包括服務(wù)器和用戶(hù)），從根本上提供了人人參與互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和創(chuàng)新的機(jī)會(huì)。 

    互聯(lián)網(wǎng)由教育科研的應(yīng)用環(huán)境向社會(huì)化應(yīng)用場(chǎng)景轉(zhuǎn)變的發(fā)展過(guò)程中；出現(xiàn)了很多與體系架構(gòu)密切相關(guān)的問(wèn)題，如安全、服務(wù)質(zhì)量和商業(yè)模式等，使得原來(lái)理想化的“端到端透明性”的互聯(lián)網(wǎng)核心設(shè)計(jì)思想遇到了極大的挑戰(zhàn)。 

    1.用戶(hù)群體發(fā)生變化 

    互聯(lián)網(wǎng)最初由具有共同愛(ài)好的技術(shù)專(zhuān)家設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，在一個(gè)規(guī)模很小、關(guān)系密切、操控復(fù)雜終端（電腦）能力很強(qiáng)的“小城鎮(zhèn)”內(nèi)的用戶(hù)之間自行使用，因此互聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)也就建立在用戶(hù)自律和彼此信任的重要假設(shè)之上。然而，隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，互聯(lián)網(wǎng)從人人都彼此認(rèn)識(shí)的“小城鎮(zhèn)”發(fā)展到了大家相互陌生的“大都市”，用戶(hù)構(gòu)成日益復(fù)雜，非專(zhuān)業(yè)人員成為用戶(hù)主體，用戶(hù)之間的信任度降低，普遍缺乏對(duì)智能終端的操控技能，并且不同用戶(hù)彼此可能存在利益沖突，使得體系架構(gòu)受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。最初的互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)自律和彼此信任的基本假設(shè)在用戶(hù)群體發(fā)生變化的今天已經(jīng)不復(fù)存在，“端到端透明性”為安全攻擊、病毒和其他有害信息的傳播打開(kāi)了方便之門(mén)。 

    2.應(yīng)用目的發(fā)生變化 

    互聯(lián)網(wǎng)初期是由科研團(tuán)體或政府機(jī)構(gòu)管理的非商用的實(shí)驗(yàn)網(wǎng)，而現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到社會(huì)化應(yīng)用階段。“端到端透明性”的互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)割裂了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商和用戶(hù)三者之間的關(guān)系，產(chǎn)業(yè)鏈不同角色間一些重要功能（如安全）發(fā)生錯(cuò)位、越位或缺位的現(xiàn)象。此外，機(jī)器對(duì)機(jī)器的通信已成為互聯(lián)網(wǎng)新的應(yīng)用需求，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中也出現(xiàn)了非智能終端。 

    二、互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的發(fā)展 

    互聯(lián)網(wǎng)必將繼續(xù)向社會(huì)的方方面面滲透，更加深刻地影響人類(lèi)的生活和生產(chǎn)方式?；ヂ?lián)網(wǎng)從誕生至今，一直追求的就是不斷降低技術(shù)門(mén)檻，為用戶(hù)提供一個(gè)更安全、更可靠、服務(wù)質(zhì)量更高的、更多應(yīng)用創(chuàng)新能力的、可持續(xù)發(fā)展的開(kāi)放平臺(tái)。未來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)在很多地方都需要進(jìn)行改變，但應(yīng)該繼續(xù)堅(jiān)持互聯(lián)網(wǎng)所崇尚的“人人參與”的理念。否則，互聯(lián)網(wǎng)將失去前進(jìn)的動(dòng)力和方向，就不再是“互聯(lián)網(wǎng)”了。但需要注意的是，堅(jiān)持互聯(lián)網(wǎng)的理念并不是將“人人參與”所衍生出來(lái)的開(kāi)放、平等、自由和創(chuàng)新等精神絕對(duì)化和教條化。開(kāi)放不等于無(wú)邊界和無(wú)原則的開(kāi)放，自由并不是不受任何限制的自由，平等不意味著所有用戶(hù)、業(yè)務(wù)和應(yīng)用都必須是一視同仁的。 

    由于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用目的發(fā)生了很大的變化，而且用戶(hù)自律的假設(shè)也不再適用，未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)對(duì)現(xiàn)有的體系架構(gòu)做相應(yīng)的修正和發(fā)展，以便在新的歷史發(fā)展階段適應(yīng)新的應(yīng)用需求。未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)仍將堅(jiān)持“端到端透明性”的體系架構(gòu)，但應(yīng)具有一定的約束條件，即“條件性端到端透明性”。在保證人人能夠繼續(xù)參與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和創(chuàng)新的前提下，通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)嵌一些對(duì)用戶(hù)透明的管理和控制機(jī)制來(lái)抑制用戶(hù)的不自律行為，達(dá)到平衡產(chǎn)業(yè)鏈不同角色之間的職責(zé)和利益的目的。 

    基于“條件性端到端透明性”核心設(shè)計(jì)原則的未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)，將具有如下典型技術(shù)特征： 

    ●繼續(xù)堅(jiān)持平等性原則，但在以“盡力而為”作為主要工作方式的同時(shí)，鼓勵(lì)網(wǎng)絡(luò)提供差異化的服務(wù)，以滿(mǎn)足商業(yè)模型的多樣化需求。此外，網(wǎng)絡(luò)與終端不能完全平等。 

    ●繼續(xù)堅(jiān)持開(kāi)放性原則，但應(yīng)增加網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)用的感知和控制能力。網(wǎng)絡(luò)對(duì)利益沖突或不受歡迎的應(yīng)用將有能力和手段進(jìn)行協(xié)調(diào)、控制和懲罰。 

    ●繼續(xù)堅(jiān)持自組織性原則，但要對(duì)其應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行適當(dāng)控制。應(yīng)當(dāng)以適合的手段（例如更好、更可靠的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境）引導(dǎo)具有典型自組織特征的應(yīng)用（例如P2P視頻），在能夠抑制用戶(hù)不自律行為的可管控的框架內(nèi)發(fā)展，降低網(wǎng)絡(luò)安全、商業(yè)模型和服務(wù)質(zhì)量等問(wèn)題的解決難度。 

    三、IPv6：下一版本的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 

    20世紀(jì)90年代初出現(xiàn)的IPv6協(xié)議，其主要目標(biāo)就是在堅(jiān)持互聯(lián)網(wǎng)基本設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)上，通過(guò)地址字段的加長(zhǎng)來(lái)解決IPv4地址短缺的問(wèn)題，因?yàn)榈刂范倘笔钱?dāng)時(shí)互聯(lián)網(wǎng)所面臨的最核心問(wèn)題。然而隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展變化，安全與信任、服務(wù)質(zhì)量保證、如何容入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、嵌入式系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等逐步上升為互聯(lián)網(wǎng)所面臨的核心問(wèn)題，而地址短缺卻因?yàn)楦鞣N：IPv4節(jié)約地址技術(shù)的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，退居次要位置。 

    IPv6技術(shù)的核心是擴(kuò)充互聯(lián)網(wǎng)地址的數(shù)量，它并沒(méi)有改變互聯(lián)網(wǎng)原有的設(shè)計(jì)理念和網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)。然而，互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)之初所堅(jiān)持的核心設(shè)計(jì)原則和網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，在今天已經(jīng)不適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用，互聯(lián)網(wǎng)目前所面臨的很多難題，包括安全、服務(wù)質(zhì)量等，其產(chǎn)生根源都與之相關(guān)。因此，新一代互聯(lián)網(wǎng)必須對(duì)現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)理念和體系架構(gòu)做出調(diào)整，才能真正解決這些問(wèn)題。 

    發(fā)達(dá)國(guó)家（如美國(guó)）認(rèn)識(shí)到了目前互聯(lián)網(wǎng)問(wèn)題的嚴(yán)重性，為了保持其在信息領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)地位，開(kāi)展了很多關(guān)于新一代互聯(lián)網(wǎng)的研究計(jì)劃和項(xiàng)目。近兩年，這些項(xiàng)目集中在傳感器系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、可編程的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)、廣義聯(lián)網(wǎng)以及未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面。其中涉及未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目主要包括：未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃（Planetlab）、未來(lái)Internet網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)（FIND，F(xiàn)utureInternetNetworkDesign）行動(dòng)、全球網(wǎng)絡(luò)調(diào)研環(huán)境（GENI，GlobalEnvironmentforNetworkInnovation）計(jì)劃、麻省理工的（FARA：ForwardingDirective，AssociationandRendezvousArchitecture）模型和加州大學(xué)13網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)研究等等。 

    GENI計(jì)劃是其中最有代表性的一個(gè)。其目標(biāo)包括尋求Internet新的核心功能（如新的域名技術(shù)、尋址技術(shù)和認(rèn)證架構(gòu)）、增強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)功能（包括增強(qiáng)的安全可信架構(gòu)和高可用性設(shè)計(jì)）和新的Internet服務(wù)和應(yīng)用。希望通過(guò)GENI項(xiàng)目研究15年或更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)人類(lèi)社會(huì)對(duì)Internet的需要。 

    為了實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)提出了GENI計(jì)劃的原始創(chuàng)新原則，除了以下三個(gè)原則之外，其他任何顛覆性的建議都有可能得到支持。①光纖通信不變；②采用基于麥克斯威方程組的電磁波傳送不變；③Internet即網(wǎng)際互聯(lián)不變。在此基礎(chǔ)上，GENI計(jì)劃明確了其將采取的基本研究思路：有別于傳統(tǒng)的端到端透明的互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，以自頂向下的方式設(shè)計(jì)新一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)。 

    雖然10多年前IPv6被選擇作為下一代互聯(lián)網(wǎng)（NGI）協(xié)議，但目前看來(lái)IPv6繼續(xù)沿用了現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)，所能夠解決的核心問(wèn)題與互聯(lián)網(wǎng)目前所面臨的關(guān)鍵問(wèn)題之間出現(xiàn)了明顯的偏差，難以給互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶來(lái)革命性的影響。因此，IPv6只是一種改良性的技術(shù)，從下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議退化為下一個(gè)版本的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。 

    四、互聯(lián)網(wǎng)與NGN 

    關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)與電信網(wǎng)的關(guān)系，業(yè)界存在很大的爭(zhēng)議。概括起來(lái)，二者的關(guān)系大致有兩種： 

    ●互聯(lián)網(wǎng)是電信網(wǎng)的發(fā)展和延伸。即固定和移動(dòng)電話(huà)網(wǎng)只是電信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的初級(jí)階段，而互聯(lián)網(wǎng)的誕生和發(fā)展成熟（包括NGN）是電信網(wǎng)絡(luò)新的發(fā)展階段，是對(duì)傳統(tǒng)電信網(wǎng)的繼承和發(fā)展。 

    ●互聯(lián)網(wǎng)是重疊在電信網(wǎng)上的新型信息網(wǎng)絡(luò)。即可以把電信網(wǎng)理解成只是為互聯(lián)網(wǎng)提供接入和傳輸比特的管道，互聯(lián)網(wǎng)和電信網(wǎng)的關(guān)系相對(duì)簡(jiǎn)單，是承載和被承載的關(guān)系。 

    關(guān)于NGI與下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）的關(guān)系，業(yè)界也有兩種典型的看法。一種是電信界的看法，認(rèn)為NGI是NGN的重要組成部分，兩種技術(shù)互相借鑒，在競(jìng)爭(zhēng)中發(fā)展；NGI并非NGN必由之路，NGI不是電信的最終目標(biāo)。另外一種是互聯(lián)網(wǎng)界的看法，認(rèn)為NGN是未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)的組成部分，是一個(gè)很好的發(fā)展方向；雖然NGN不會(huì)是未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)的全部，但卻是重要的發(fā)展方向之一。二者的看法顯然存在分歧，但是都認(rèn)為對(duì)方是其組成部分之一。 

    主張NGN的聲音主要來(lái)自電信界，標(biāo)準(zhǔn)組織以ITU-T為代表，主要關(guān)注的是融合、架構(gòu)、商業(yè)模型、互聯(lián)互通、安全、QoS信令、固定移動(dòng)融合（FMC）等。主張NGI的主要來(lái)自傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)（計(jì)算機(jī)界），標(biāo)準(zhǔn)組織以IETF和W3C為代表，主要關(guān)注的是安全、IPv6、音視頻通信、P2P、即時(shí)通信、虛擬專(zhuān)用網(wǎng)（VPN）和Web2.0等。