日前，APNIC（亞太地(dì / de)區互聯網信息中心）首席科學家Geoff Huston發表《NEW IP和(hé / huò)新興通信技術》一(yī / yì ／yí)文，分析了(le／liǎo)互聯網相關的(de)新興技術，并對新IP提案何去何從做出(chū)判斷。
Geoff Huston
去年一(yī / yì ／yí)個(gè)“新IP”框架被提交給在(zài)國(guó)際電聯，在(zài)這(zhè)個(gè)框架裏重新出(chū)現了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)種以(yǐ)網絡爲(wéi / wèi)中心的(de)通信架構觀點設想，在(zài)設想中應用行爲(wéi / wèi)由網絡管理的(de)控制機制來(lái)調節。
這(zhè)不(bù)是(shì)我們第一(yī / yì ／yí)次看到(dào)有人(rén)提議重新思考互聯網技術的(de)基本架構（例如，十幾年前美國(guó)研究界就(jiù)有過“Clean Slate”項目的(de)努力），當然這(zhè)也(yě)不(bù)會是(shì)最後一(yī / yì ／yí)次。然而(ér)，這(zhè)個(gè)新的(de)IP框架在(zài)限制應用程序行爲(wéi / wèi)方面提出(chū)了(le／liǎo)非常多的(de)規範，似乎忽略了(le／liǎo)過去三十年來(lái)的(de)市場演進過程中最基本的(de)教訓：通信服務不(bù)再是(shì)計劃經濟，現在(zài)通信行業以(yǐ)傳統的(de)市場化經濟的(de)方式運作，而(ér)多樣化的(de)服務市場表現爲(wéi / wèi)應用行爲(wéi / wèi)的(de)多樣化。
這(zhè)種市場化經濟的(de)内涵最終決定了(le／liǎo)通信行業的(de)未來(lái)，決定了(le／liǎo)所提供的(de)服務類型，甚至決定了(le／liǎo)産生這(zhè)些服務的(de)技術，都是(shì)消費者選擇的(de)結果。消費者往往是(shì)善變的(de)，他(tā)們容易被過往的(de)潮流所迷惑，同時(shí)也(yě)可以(yǐ)是(shì)既保守又冒險的(de)。但無論你如何看待消費市場的(de)理智，推動這(zhè)個(gè)行業發展的(de)是(shì)消費者的(de)錢。和(hé / huò)其他(tā)以(yǐ)消費者爲(wéi / wèi)中心的(de)服務市場一(yī / yì ／yí)樣，消費者想要(yào / yāo)什麽，他(tā)們就(jiù)能得到(dào)什麽。
然而(ér)，這(zhè)不(bù)僅僅是(shì)簡單的(de)消費者偏好。這(zhè)個(gè)行業的(de)經濟性質的(de)變化，也(yě)意味着投資者和(hé / huò)投資主體的(de)變化，意味着經營者的(de)變化，也(yě)意味着這(zhè)個(gè)行業的(de)集體預期以(yǐ)及這(zhè)些預期的(de)表述方式的(de)變化。這(zhè)真的(de)不(bù)是(shì)由某個(gè)硬邦邦的(de)國(guó)際委員會來(lái)主宰未來(lái)消費者的(de)偏好。這(zhè)些冠以(yǐ)崇高頭銜的(de)委員會，如“2030年網絡技術焦點小組”，發現他(tā)們深思熟慮的(de)預言居然一(yī / yì ／yí)次又一(yī / yì ／yí)次地(dì / de)與現實背道(dào)而(ér)馳！他(tā)們的(de)前輩們在(zài)類似的(de)委員會中犯着同樣的(de)錯誤，這(zhè)些委員會中的(de)前輩們先是(shì)錯過了(le／liǎo)電腦主機，然後他(tā)們又沒能看到(dào)個(gè)人(rén)電腦的(de)革命，最後又被智能手機完全驚呆了(le／liǎo)。很顯然，不(bù)管10年後的(de)網絡會是(shì)什麽樣子(zǐ)，很顯然，它不(bù)會是(shì)這(zhè)個(gè)2030年的(de)焦點小組所設想的(de)“新IP”的(de)樣子(zǐ)！
我不(bù)認爲(wéi / wèi)自己有能力在(zài)預測未來(lái)方面做得更好，我也(yě)不(bù)會去嘗試。但在(zài)這(zhè)個(gè)演進的(de)過程中，可見未來(lái)的(de)技術萌芽現在(zài)已經浮現。我在(zài)這(zhè)裏想做的(de)是(shì)描述一(yī / yì ／yí)下我認爲(wéi / wèi)的(de)最重要(yào / yāo)的(de)技術萌芽和(hé / huò)我選擇它們的(de)原因。
這(zhè)是(shì)我個(gè)人(rén)對未來(lái)十年内一(yī / yì ／yí)些技術的(de)“個(gè)人(rén)”選擇，我認爲(wéi / wèi)它們将在(zài)互聯網中發揮突出(chū)的(de)作用。
我們能從過去學到(dào)什麽？
互聯網的(de)技術基礎和(hé / huò)整個(gè)數字通信大(dà)環境是(shì)用“分組”的(de)概念取代了(le／liǎo)以(yǐ)往的(de)“虛電路”。
IP架構主張徹底改變以(yǐ)前的(de)電話系統架構。IP體系結構倡導的(de)不(bù)是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)帶有被動邊緣設備的(de)主動時(shí)分交換網絡，而(ér)是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)基本被動的(de)網絡，在(zài)網絡内部的(de)網絡設備僅僅負責交換數據包。而(ér)業務響應的(de)功能則被推送到(dào)網絡邊緣的(de)設備上(shàng)。網絡和(hé / huò)設備各自的(de)角色在(zài)向互聯網過渡的(de)過程中被颠倒了(le／liǎo)。
但改變是(shì)非常困難的(de)，幾十年來(lái)，許多與網絡提供商或網絡服務商有利益關系的(de)業界人(rén)士都在(zài)努力扭轉這(zhè)種網絡服務模式的(de)倒置。網絡運營商在(zài)處理基于(yú)分組的(de)有效載荷的(de)同時(shí)，努力引入基于(yú)網絡的(de)服務響應。我們看到(dào)人(rén)們努力開發基于(yú)網絡的(de)服務質量保證方法，試圖在(zài)單一(yī / yì ／yí)網絡平台内爲(wéi / wèi)不(bù)同類别的(de)報文流提供不(bù)同的(de)服務響應。我認爲(wéi / wèi)經過大(dà)約二十年發展，我們可以(yǐ)把這(zhè)種努力稱爲(wéi / wèi)“大(dà)失敗”。然後是(shì)MPLS中的(de)虛拟電路仿真和(hé / huò)最近的(de)松散源路由（SR）方法的(de)變種。我覺得奇怪的(de)是(shì)，雖然通過入口流量疏導就(jiù)可以(yǐ)以(yǐ)更低的(de)成本提供流量分片的(de)基本功能，這(zhè)些方法總試圖在(zài)網絡中的(de)所有活動元素之(zhī)間進行協調。說(shuō)句開玩笑的(de)話，我覺得在(zài)網絡中加入更多的(de)複雜性是(shì)賣出(chū)更多更貴的(de)路由器的(de)一(yī / yì ／yí)種方法。我不(bù)願将這(zhè)些技術歸類爲(wéi / wèi)新興技術，因爲(wéi / wèi)它們在(zài)許多方面似乎更像是(shì)一(yī / yì ／yí)種倒退措施，其動機更多的(de)是(shì)希望爲(wéi / wèi)分組傳輸這(zhè)一(yī / yì ／yí)本無特色的(de)商品服務“增值”。這(zhè)些基于(yú)網絡的(de)服務的(de)一(yī / yì ／yí)些努力之(zhī)所以(yǐ)能夠長期存在(zài)，是(shì)網絡運營商對它們成爲(wéi / wèi)商品公用事業命運的(de)一(yī / yì ／yí)種抵抗，而(ér)不(bù)是(shì)電路交換網絡架構的(de)概念包含了(le／liǎo)任何内在(zài)價值。
與此同時(shí)，我們在(zài)網絡的(de)其他(tā)方面也(yě)取得了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)些驚人(rén)的(de)進展。我們一(yī / yì ／yí)直在(zài)創建廣泛分布的(de)容錯系統，這(zhè)些系統不(bù)依賴于(yú)集中的(de)命令和(hé / huò)控制。域間路由協議BGP已經默默地(dì / de)支持了(le／liǎo)互聯網大(dà)約30年的(de)運行，任何學習過BGP協議的(de)人(rén)都會爲(wéi / wèi)它的(de)設計留下深刻的(de)印象。它管理的(de)網絡的(de)複雜程度，已經比90年代初協議設計時(shí)的(de)網絡複雜度要(yào / yāo)大(dà)9個(gè)數量級。我們創造了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)種新的(de)開放的(de)、可訪問的(de)網絡。在(zài)電話網絡上(shàng)創造新的(de)應用幾乎是(shì)不(bù)可能的(de)，而(ér)在(zài)互聯網上(shàng)，這(zhè)就(jiù)是(shì)一(yī / yì ／yí)直在(zài)發生的(de)事情。從生機勃勃的(de)應用程序世界到(dào)最基本的(de)數字傳輸，網絡世界處于(yú)不(bù)斷變化的(de)狀态，新技術以(yǐ)令人(rén)眼花缭亂的(de)速度出(chū)現。
在(zài)未來(lái)幾年，我們可以(yǐ)觀察到(dào)哪些新興技術将在(zài)未來(lái)幾年發揮關鍵作用？下面是(shì)我個(gè)人(rén)挑選的(de)近期技術創新，我将把它們歸納爲(wéi / wèi)未來(lái)十年内将産生巨大(dà)影響的(de)新興技術。
光學相幹性技術
幾十年來(lái)，光纖領域使用的(de)光的(de)方法就(jiù)像用手電筒，要(yào / yāo)麽有光通過光纖，要(yào / yāo)麽沒有，這(zhè)種“通斷編碼”(On-Off Keying，後文簡稱OOK)的(de)簡單光編碼方式被不(bù)斷完善，支持光速高達10Gbps的(de)光纖，這(zhè)在(zài)技術上(shàng)并不(bù)是(shì)什麽了(le／liǎo)不(bù)起的(de)壯舉，而(ér)且它遇到(dào)了(le／liǎo)開關鍵控（OOK）所使用的(de)數字信号處理方式的(de)物理性質限制。
但光纖中仍有足夠的(de)空間處理更多的(de)信号。現在(zài)我們轉向了(le／liǎo)光學相幹技術，并在(zài)這(zhè)個(gè)領域釋放出(chū)了(le／liǎo)第二波創新浪潮。利用光學相幹技術是(shì)複用其他(tā)領域中已經徹底實踐過的(de)技術。我們利用相位振幅編碼技術來(lái)調節模拟語音線路上(shàng)的(de)調制解調器，在(zài)3Khz帶寬的(de)載波上(shàng)産生56Kbps的(de)信号。類似的(de)方法被用于(yú)無線電領域，我們現在(zài)已經看到(dào)4G系統支持高達200Mbps的(de)數據速度。
這(zhè)種方法依賴于(yú)使用相位振幅和(hé / huò)偏振編碼，以(yǐ)獲得接近香農極限理論上(shàng)的(de)數據容量。目前在(zài)光學市場上(shàng)，每條波長上(shàng)傳輸100Gpbs的(de)光通信系統已經實現商品化應用，400Gbps的(de)光通信系統也(yě)将陸續推出(chū)。在(zài)未來(lái)幾年内，我們很可能會看到(dào)使用高密度相位調幅調制加上(shàng)定制化的(de)數字信号處理的(de)Terabit級别光通信系統。與其他(tā)光通信系統一(yī / yì ／yí)樣，随着生産量的(de)增加，我們也(yě)很可能看到(dào)這(zhè)些系統的(de)單位帶寬價格會随着生産量的(de)增加而(ér)大(dà)幅下降。在(zài)當今世界，通信容量是(shì)一(yī / yì ／yí)種豐富的(de)資源，而(ér)這(zhè)種豐富的(de)資源給了(le／liǎo)我們一(yī / yì ／yí)個(gè)全新的(de)網絡架構視角。
5G
那麽無線電通信系統怎麽樣？5G是(shì)新興技術嗎？
在(zài)我看來(lái)，5G和(hé / huò)4G沒有什麽區别，真正的(de)變化是(shì)從3G升級到(dào)4G時(shí)發生的(de)從使用PPP會話的(de)隧道(dào)協議轉向原生的(de)IP報文轉發系統。5G看起來(lái)和(hé / huò)4G基本相同，最基本的(de)區别在(zài)于(yú)5G裏無線電頻率的(de)上(shàng)移。最初的(de)5G部署使用的(de)是(shì)3.8Ghz載波，但現在(zài)打算向24Ghz到(dào)84Ghz之(zhī)間的(de)毫米波頻段進軍。這(zhè)是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)喜憂參半的(de)問題，因爲(wéi / wèi)更高的(de)載波頻率可以(yǐ)分配更大(dà)的(de)頻率塊，從而(ér)增加了(le／liǎo)無線網絡的(de)承載能力，但同時(shí)，更高的(de)頻率使用更短的(de)波長，而(ér)這(zhè)些毫米波波長的(de)短波的(de)行爲(wéi / wèi)更像光而(ér)不(bù)是(shì)無線電。在(zài)更高的(de)頻率下，無線電信号很容易被建築物、牆壁、樹木和(hé / huò)其他(tā)較大(dà)的(de)物體所阻擋，爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)彌補這(zhè)一(yī / yì ／yí)點，任何業務都需要(yào / yāo)部署大(dà)量的(de)基站來(lái)服務相同的(de)覆蓋範圍。除了(le／liǎo)炒作之(zhī)外，目前還不(bù)清楚毫米波段的(de)5G服務是(shì)否有一(yī / yì ／yí)個(gè)合理的(de)可持續發展的(de)經濟模式。
基于(yú)這(zhè)些原因，我将把5G放在(zài)重要(yào / yāo)的(de)新興技術的(de)最後。無線電和(hé / huò)移動服務仍将是(shì)互聯網中最重要(yào / yāo)服務之(zhī)一(yī / yì ／yí)，但在(zài)這(zhè)些系統的(de)使用方式上(shàng)，相對成熟的(de)4G技術，5G并沒有表現出(chū)根本性的(de)變化。
IPv6
将IPv6視爲(wéi / wèi)2020年的(de)新興技術似乎很奇怪。IPv6的(de)第一(yī / yì ／yí)個(gè)規範RFC1883于(yú)1995年發布，這(zhè)使得IPv6成爲(wéi / wèi)一(yī / yì ／yí)項已有25年曆史的(de)技術。但是(shì)，在(zài)經曆了(le／liǎo)多年的(de)優柔寡斷甚至斷然否定之(zhī)後，IPv4的(de)枯竭問題似乎終于(yú)開始推動部署決策，目前四分之(zhī)一(yī / yì ／yí)的(de)互聯網用戶設備已經開始使用IPv6，這(zhè)個(gè)數字還将不(bù)可避免地(dì / de)上(shàng)升。
很難說(shuō)讓剩下四分之(zhī)三的(de)用戶使用IPv6還需要(yào / yāo)多長時(shí)間，但結論看起來(lái)是(shì)不(bù)可避免的(de)。如果“新興”的(de)定義是(shì)在(zài)未來(lái)幾年内大(dà)規模增加使用，那麽盡管IPv6已經相當古老了(le／liǎo)，但它肯定是(shì)符合這(zhè)個(gè)特征的(de)。
我隻是(shì)希望在(zài)我們最終轉移到(dào)純IPv6的(de)服務環境之(zhī)前，我們能找到(dào)一(yī / yì ／yí)個(gè)更好的(de)方法來(lái)解決IPv6協議擴展頭的(de)問題，尤其是(shì)與數據包碎片有關的(de)問題。
BBR
Google發明的(de)TCP控制算法BBR（Bottleneck Bandwidth and Round-trip time）是(shì)一(yī / yì ／yí)種革命性的(de)TCP傳輸控制算法，在(zài)我看來(lái)，它的(de)重要(yào / yāo)性不(bù)亞于(yú)TCP本身。這(zhè)種傳輸算法重新定義了(le／liǎo)終端主機、網絡緩沖和(hé / huò)傳輸速度之(zhī)間的(de)關系，使終端系統能夠以(yǐ)多千兆的(de)速度有效地(dì / de)消耗可用的(de)網絡容量，而(ér)不(bù)會受到(dào)設計不(bù)良的(de)主動式數據包交換網元的(de)阻礙。
基于(yú)丢包的(de)擁塞控制算法在(zài)過去曾爲(wéi / wèi)我們提供了(le／liǎo)很好的(de)服務，但如今，當我們考慮到(dào)每秒數百、千兆的(de)端到(dào)端速度時(shí)，這(zhè)種保守的(de)基于(yú)丢包的(de)系統控制算法已經不(bù)符合實際需求。BBR實現了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)個(gè)全新的(de)流量控制和(hé / huò)傳輸速度管理的(de)視角，試圖将流速穩定在(zài)與可用網絡容量的(de)公平份額相同的(de)速度上(shàng)。這(zhè)是(shì)一(yī / yì ／yí)項值得關注的(de)技術。
QUIC
長期以(yǐ)來(lái)，應用和(hé / huò)網絡之(zhī)間一(yī / yì ／yí)直存在(zài)着緊張的(de)關系。在(zài)TCP的(de)端到(dào)端世界中，網絡的(de)資源是(shì)在(zài)活躍的(de)客戶端間共享的(de)，而(ér)共享的(de)方式是(shì)由客戶端自己決定。這(zhè)對網絡運營商來(lái)說(shuō)是(shì)它們最痛恨的(de)事情，他(tā)們更希望主動管理網絡資源，爲(wéi / wèi)客戶提供确定性的(de)服務結果。爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)實現這(zhè)一(yī / yì ／yí)目标，在(zài)網絡中經常會看到(dào)各種形式的(de)基于(yú)策略的(de)流控系統，他(tā)們通過數據包頭的(de)“特征”來(lái)标識流量對應的(de)應用，然後執行相應的(de)流控策略。這(zhè)類流控系統要(yào / yāo)求每個(gè)IP數據包的(de)内部内容都是(shì)可見的(de)，在(zài)TCP協議下這(zhè)是(shì)常見的(de)情況。
QUIC是(shì)一(yī / yì ／yí)種新封裝協議，它使用UDP數據包作爲(wéi / wèi)外部可見的(de)封裝，并對報文内部的(de)TCP和(hé / huò)内容有效載荷進行加密。這(zhè)種方式不(bù)僅将TCP的(de)流量控制參數隐藏在(zài)網絡和(hé / huò)網絡的(de)流控引擎之(zhī)外，還将數據流算法的(de)控制權從通用的(de)主機操作系統中解脫出(chū)來(lái)，交給了(le／liǎo)每個(gè)應用程序。這(zhè)就(jiù)給了(le／liǎo)應用更大(dà)的(de)控制權，使應用可以(yǐ)獨立于(yú)其運行的(de)操作系統而(ér)調整其行爲(wéi / wèi)。
此外，它消除了(le／liǎo)TCP應用需要(yào / yāo)使用基于(yú)操作系統的(de)TCP數據流控制模式這(zhè)種“一(yī / yì ／yí)刀切”的(de)情況。通過QUIC，應用程序本身可以(yǐ)根據網絡路徑當前狀态的(de)參數對其流控行爲(wéi / wèi)進行定制，以(yǐ)優化應用程序的(de)行爲(wéi / wèi)。
這(zhè)種控制權從操作系統平台到(dào)應用的(de)轉移很可能會持續下去。應用程序希望獲得更大(dà)的(de)靈活性，以(yǐ)及對自身行爲(wéi / wèi)和(hé / huò)服務更大(dà)程度的(de)控制。通過使用基本的(de)UDP協議，主機平台的(de)TCP實現被繞過了(le／liǎo)，應用程序的(de)流量行爲(wéi / wèi)可以(yǐ)被自身完全控制。
無解析器DNS
我本來(lái)想說(shuō)的(de)是(shì)“DNS over HTTPS”（DoH），但我不(bù)确定DoH本身是(shì)一(yī / yì ／yí)種特别新穎的(de)技術，所以(yǐ)我不(bù)确定它是(shì)否符合這(zhè)個(gè)“新興技術”的(de)範疇。幾乎從有防火牆和(hé / huò)隐私問題的(de)時(shí)候開始，我們就(jiù)使用HTTPS作爲(wéi / wèi)穿透防火牆的(de)隧道(dào)技術和(hé / huò)通信隐私增強技術。在(zài)HTTPS會話中建立IP數據包隧道(dào)的(de)軟件工具已經存在(zài)了(le／liǎo)幾十年，這(zhè)并沒有什麽新奇的(de)地(dì / de)方。把DNS放到(dào)HTTPS中隻是(shì)對使用HTTPS作爲(wéi / wèi)通用的(de)隧道(dào)技術模式的(de)一(yī / yì ／yí)個(gè)小改變。
然而(ér)，HTTPS本身提供了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)些額外的(de)功能，這(zhè)是(shì)普通的(de)DNS over TLS（即HTTPS的(de)安全通道(dào)部分）本質上(shàng)無法提供的(de)。我指的(de)是(shì)Web中的(de)“服務器推送”技術。例如，一(yī / yì ／yí)個(gè)網頁可能會參照一(yī / yì ／yí)個(gè)自定義的(de)樣式頁面來(lái)确定頁面的(de)顯示效果，爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)不(bù)讓客戶端再進行一(yī / yì ／yí)輪DNS解析和(hé / huò)建立連接來(lái)獲取這(zhè)個(gè)樣式頁面，服務器可以(yǐ)簡單地(dì / de)将樣式頁面資源和(hé / huò)使用它的(de)網頁一(yī / yì ／yí)起推送給客戶端。從HTTP的(de)角度來(lái)看，DNS請求和(hé / huò)響應看起來(lái)就(jiù)像其他(tā)的(de)數據對象事務一(yī / yì ／yí)樣，在(zài)沒有觸發DNS查詢的(de)情況下主動推送一(yī / yì ／yí)個(gè)DNS響應，和(hé / huò)主動推送一(yī / yì ／yí)個(gè)樣式表沒有什麽區别。
然而(ér)，就(jiù)互聯網的(de)命名架構而(ér)言，這(zhè)是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)意義重大(dà)的(de)步驟。如果這(zhè)些名稱隻能在(zài)特定的(de)網站環境中訪問，而(ér)使用任何其他(tā)工具包括傳統的(de)DNS查詢都無法訪問，那該怎麽辦？互聯網可以(yǐ)被定義爲(wéi / wèi)一(yī / yì ／yí)個(gè)連貫的(de)單一(yī / yì ／yí)名稱空間。我們可以(yǐ)通過發送對資源的(de)引用例如名稱來(lái)進行通信，而(ér)這(zhè)隻有當我訪問的(de)資源名稱和(hé / huò)你訪問的(de)資源名稱相同時(shí)才有意義。不(bù)管使用的(de)是(shì)什麽應用，也(yě)不(bù)管該名稱的(de)查詢上(shàng)下文可能是(shì)什麽，DNS解析的(de)結果都是(shì)一(yī / yì ／yí)樣的(de)。然而(ér)，當網站将解析的(de)名稱推送給客戶端時(shí)，網站創建了(le／liǎo)與其他(tā)任何名稱上(shàng)下文都不(bù)同的(de)自己的(de)上(shàng)下文和(hé / huò)環境。現在(zài)不(bù)再有一(yī / yì ／yí)個(gè)連貫的(de)名稱空間，而(ér)是(shì)許多零散的(de)潛在(zài)重疊的(de)名稱空間，而(ér)且沒有明确的(de)方法來(lái)消除潛在(zài)的(de)名稱沖突使用。
許多新興技術背後的(de)驅動力是(shì)速度、便利性和(hé / huò)定制環境以(yǐ)更适應每個(gè)用戶。從這(zhè)個(gè)角度來(lái)看，無解析DNS幾乎是(shì)不(bù)可避免的(de)未來(lái)。然而(ér)，其壞處是(shì)互聯網失去了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)緻性，目前還不(bù)清楚這(zhè)種特殊的(de)技術會對互聯網産生積極的(de)影響，還是(shì)極具破壞性的(de)影響。我想，我們将在(zài)未來(lái)幾年内拭目以(yǐ)待。
量子(zǐ)網絡
1936年，早在(zài)我們制造出(chū)現代第一(yī / yì ／yí)台可編程的(de)計算機之(zhī)前，英國(guó)數學家就(jiù)設計了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)個(gè)關于(yú)通用計算機的(de)思想實驗，更重要(yào / yāo)的(de)是(shì)，他(tā)把問題分爲(wéi / wèi)“可計算”問題和(hé / huò)“不(bù)可計算”問題，“可計算”問題是(shì)在(zài)有限的(de)時(shí)間内就(jiù)能解決的(de)，“不(bù)可計算”問題是(shì)機器永遠不(bù)會停止的(de)問題。我們甚至在(zài)第一(yī / yì ／yí)台物理計算機出(chū)現之(zhī)前就(jiù)知道(dào)，有一(yī / yì ／yí)類問題是(shì)永遠無法用計算機解決的(de)。彼得-肖爾在(zài)1994年也(yě)完成了(le／liǎo)類似的(de)壯舉，他(tā)設計出(chū)了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)種算法，可以(yǐ)用一(yī / yì ／yí)台尚未建成的(de)量子(zǐ)計算機實現在(zài)有限的(de)時(shí)間内解決質因子(zǐ)化問題。這(zhè)種新型計算機處理問題的(de)能力（和(hé / huò)局限性）早在(zài)任何這(zhè)樣的(de)機器被制造出(chū)來(lái)之(zhī)前就(jiù)已經被描繪出(chū)來(lái)了(le／liǎo)。量子(zǐ)計算機是(shì)計算世界中一(yī / yì ／yí)種新興的(de)潛在(zài)颠覆性技術。
還有一(yī / yì ／yí)種相關的(de)新興技術--量子(zǐ)網絡，即量子(zǐ)比特（qubits）在(zài)量子(zǐ)網絡之(zhī)間傳遞。和(hé / huò)其他(tā)許多人(rén)一(yī / yì ／yí)樣，量子(zǐ)網絡是(shì)否會成爲(wéi / wèi)數字網絡演進中的(de)未知的(de)偏移，還是(shì)會成爲(wéi / wèi)未來(lái)數字服務的(de)傳統主流基礎，我對此沒有特别的(de)見解。隻是(shì)覺得現在(zài)下結論還爲(wéi / wèi)時(shí)過早。
架構的(de)演變
爲(wéi / wèi)什麽我們還能看到(dào)技術的(de)不(bù)斷進化？爲(wéi / wèi)什麽不(bù)準備說(shuō)“好了(le／liǎo)，工作完成了(le／liǎo)。我們都去酒吧吧！”我猜想，繼續改變互聯網技術平台的(de)壓力來(lái)自于(yú)互聯網架構本身的(de)演變。
有一(yī / yì ／yí)種觀點認爲(wéi / wèi)，互聯網最初模式的(de)目的(de)是(shì)将客戶機與服務連接在(zài)一(yī / yì ／yí)起。現在(zài)我們可以(yǐ)讓每個(gè)服務運行在(zài)一(yī / yì ／yí)個(gè)專門的(de)接入網絡中，客戶機需要(yào / yāo)通過特定的(de)接入網絡來(lái)訪問特定的(de)服務。但在(zài)80年代小範圍地(dì / de)嘗試這(zhè)種模式時(shí)，普遍的(de)反應都是(shì)驚恐地(dì / de)退縮！所以(yǐ)我們把互聯網作爲(wéi / wèi)一(yī / yì ／yí)個(gè)通用的(de)連接網絡。隻要(yào / yāo)所有的(de)服務和(hé / huò)服務器都連接到(dào)這(zhè)個(gè)通用網絡上(shàng)，那麽當客戶端也(yě)連接上(shàng)來(lái)後，就(jiù)可以(yǐ)訪問任何服務。
在(zài)90年代，這(zhè)成爲(wéi / wèi)一(yī / yì ／yí)個(gè)革命性的(de)進步，随着用戶數量的(de)增長速度超過了(le／liǎo)服務器的(de)增長能力，這(zhè)種情況變得不(bù)可持續。當時(shí)的(de)流行服務有點像在(zài)網絡數字世界中的(de)黑洞。我們需要(yào / yāo)一(yī / yì ／yí)個(gè)不(bù)同的(de)解決方案，于(yú)是(shì)我們想到(dào)了(le／liǎo)内容分發網絡（CDN）。CDNs使用專用的(de)網絡服務，在(zài)整個(gè)互聯網上(shàng)維護一(yī / yì ／yí)組等效的(de)服務交付點。而(ér)不(bù)是(shì)使用單一(yī / yì ／yí)的(de)全局網絡來(lái)訪問任何連接的(de)服務，客戶需要(yào / yāo)的(de)隻是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)接入網絡，将他(tā)們連接到(dào)本地(dì / de)聚合的(de)CDN接入點。我們越是(shì)使用本地(dì / de)接入的(de)服務，就(jiù)越少使用更廣域的(de)網絡。
這(zhè)對技術意味着什麽？
其中一(yī / yì ／yí)個(gè)影響是(shì)，保持一(yī / yì ／yí)個(gè)單一(yī / yì ／yí)連通的(de)互聯網的(de)動機在(zài)減弱。如果用戶所希望的(de)大(dà)多數數字服務都可以(yǐ)通過純本地(dì / de)訪問基礎設施獲得，那麽誰來(lái)支付相對高昂的(de)全球傳輸成本，以(yǐ)訪問剩下那一(yī / yì ／yí)小部分僅限遠程訪問的(de)服務呢？本地(dì / de)服務還是(shì)否需要(yào / yāo)訪問全球唯一(yī / yì ／yí)的(de)基礎設施呢？
NAT是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)極端的(de)例子(zǐ)，僅有本地(dì / de)的(de)服務在(zài)僅有本地(dì / de)的(de)地(dì / de)址情況下工作得很好，而(ér)本地(dì / de)使用名的(de)泛濫也(yě)導緻了(le／liǎo)類似的(de)結論。我們很難得出(chū)結論，互聯網碎片化的(de)壓力是(shì)否随着内容分發網絡的(de)興起而(ér)增加。然而(ér)，如果用物理世界的(de)熵的(de)方式來(lái)看待碎片化，那麽就(jiù)需要(yào / yāo)不(bù)斷的(de)努力來(lái)抵抗碎片化。如果不(bù)能持續努力來(lái)維護一(yī / yì ／yí)個(gè)全局性的(de)唯一(yī / yì ／yí)标識系統，我們似乎就(jiù)會走向局部範圍的(de)網絡。
另一(yī / yì ／yí)個(gè)含義是(shì)應用中的(de)特定服務範圍化的(de)興起。這(zhè)方面的(de)例子(zǐ)可以(yǐ)從QUIC的(de)首批部署中看到(dào)。QUIC是(shì)谷歌的(de)Chrome浏覽器在(zài)訪問谷歌網絡服務器時(shí)專門使用的(de)。傳輸層協議傳統上(shàng)是(shì)放到(dào)操作系統中作爲(wéi / wèi)不(bù)同應用的(de)通用服務，現在(zài)則被提升到(dào)了(le／liǎo)應用中。以(yǐ)往支持使用通用的(de)操作系統功能集而(ér)不(bù)是(shì)使用定制的(de)應用功能的(de)設計考慮不(bù)再适用。随着能力更強的(de)終端系統和(hé / huò)更快的(de)網絡的(de)部署，我們能夠構建高度定制化的(de)應用。浏覽器已經支持許多過去隻在(zài)操作系統中實現的(de)功能，許多應用似乎也(yě)在(zài)追随這(zhè)一(yī / yì ／yí)趨勢。這(zhè)不(bù)僅僅是(shì)希望對終端用戶的(de)體驗進行更精細的(de)控制，同時(shí)也(yě)是(shì)每個(gè)應用都要(yào / yāo)将自己和(hé / huò)與用戶的(de)交互行爲(wéi / wèi)隐藏起來(lái)，不(bù)讓其他(tā)應用、主機操作系統和(hé / huò)網絡對自己産生影響。
如果說(shuō)推動互聯網發展的(de)資本是(shì)來(lái)自于(yú)對終端用戶的(de)習慣和(hé / huò)欲望的(de)了(le／liǎo)解，例如谷歌、亞馬遜、Facebook和(hé / huò)Netflix以(yǐ)及其他(tā)許多應用似乎都是(shì)如此，那麽這(zhè)些應用将自己的(de)知識暴露給任何第三方都是(shì)愚蠢的(de)。相對于(yú)傳統應用依賴操作系統和(hé / huò)網絡提供的(de)豐富服務，我們看到(dào)了(le／liǎo)“偏執型”應用作爲(wéi / wèi)新技術模式正在(zài)崛起。這(zhè)些偏執型應用不(bù)僅将其外部依賴點降到(dào)最低，還試圖将其行爲(wéi / wèi)的(de)可見性降到(dào)最低。
改變是(shì)一(yī / yì ／yí)種生活方式
這(zhè)些新興技術在(zài)互聯網中與現有的(de)服務和(hé / huò)基礎設施競争的(de)壓力，也(yě)許是(shì)最令人(rén)鼓舞的(de)迹象，表明互聯網仍有生命力，離走向過時(shí)和(hé / huò)無意義的(de)時(shí)代還有相當長的(de)時(shí)間。我們仍然在(zài)改變基本的(de)傳輸要(yào / yāo)素，改變底層的(de)傳輸協議，改變命名和(hé / huò)尋址基礎設施，改變服務提供的(de)模式。
而(ér)這(zhè)大(dà)約是(shì)我們能得到(dào)的(de)最好的(de)信号，即互聯網絕不(bù)是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)已經解決的(de)問題，它仍然面臨着許多重要(yào / yāo)的(de)技術挑戰。
這(zhè)讓“New IP”提案何去何從？
在(zài)我看來(lái)，它不(bù)會有什麽用處。我認爲(wéi / wèi)它将與衆多的(de)前輩們的(de)命運一(yī / yì ／yí)樣，又是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)用更多無用的(de)設備來(lái)裝飾網絡的(de)無用的(de)努力，它試圖爲(wéi / wèi)網絡附加的(de)價值将沒有用戶願意爲(wéi / wèi)之(zhī)買單。
光通信世界和(hé / huò)移動運營商的(de)努力正在(zài)将通信變成一(yī / yì ／yí)種豐富的(de)無差别化的(de)商品，而(ér)那些試圖爲(wéi / wèi)這(zhè)些商品添加無用的(de)附加功能的(de)努力都是(shì)無意義的(de)。應用已經不(bù)再由網絡來(lái)管理了(le／liǎo)。網絡和(hé / huò)應用之(zhī)間幾乎沒有留下任何形式的(de)合作，ECN的(de)失敗就(jiù)證明了(le／liǎo)這(zhè)一(yī / yì ／yí)點。如我們在(zài)QUIC和(hé / huò)BBR中看到(dào)的(de)那樣，應用程序現在(zài)正在(zài)向網絡隐藏自己的(de)控制機制，對網絡的(de)特性做出(chū)的(de)假設越來(lái)越少。
所以(yǐ)，如果這(zhè)一(yī / yì ／yí)切是(shì)達爾文式的(de)進化過程，那麽在(zài)我看來(lái)，進化的(de)注意力就(jiù)活躍在(zài)設備上(shàng)的(de)應用和(hé / huò)用戶空間中，而(ér)網絡仍然隻是(shì)爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)傳輸數據包而(ér)存在(zài)。
(本文未經作者本人(rén)确認。翻譯：楊望)