技术
2020/7/6 16:10

New IP - 面向未来IP网络的开放研究(二)

蓝冠平台  黎仁蔚

作者简介:

黎仁蔚(Richard Li),现任ITU-T网络2030焦点组主席,Futurewei技术有限公司网络技术实验室首席科学家,并在一些学术和工业会议中担任指导委员会和技术委员会的主席,曾于2016年1月~2019年12月担任ETSI下一代协议(Next-Generation Protocols, NGP) ISG副主席。在其职业生涯中,Richard领导了路由和MPLS、移动回传网、城域网和核心网、数据中心、云和虚拟化等方面的网络技术创新和开发。目前,他带领团队在研究New IP和网络2030背景下的下一代网络体系结构、协议、算法和系统等技术,以在支撑前瞻性应用及垂直行业场景。

导读:

Hascall Sharp在国际互联网协会( Internet Society)网站刊载了一篇名为《对ITU-T提出的“New IP”提案的分析》的讨论稿(国内相关人士将其译成中文并刊载)。黎仁蔚认为Hascall Sharp某些陈述、断言和观点具有误导性,夸大其词,具有推测性或者不够合理,会影响社区得出对New IP不公正的结论,作为New IP项目的深度参与者,作者认为有责任向社区分享他关于【SHARP】的看法和意见。

原文包括前言、摘要、正文(导言、概要评论、详细评论、结束语)和参考文献四部分,译者忠于原文,未加删减,由于该讨论稿内容比较多,将做系列刊载。本期将刊载讨论稿的部分正文。上一期链接:http://www.jsjuncai.com/news/16/a1129335.html

【正文】

详细评论

以下内容中,对【SHARP】的引用进行编号并以斜体表示。

1)互联网继续快速发展。在许多领域中,新服务、应用和协议正在开发和部署中,包括下列最近的:新传输协议(QUIC),域名系统(DNS)访问方式的改进,以太网和IP网络支持确定性应用的机制。这些变化之所以有可能,是因为涉及的社区包括内容提供商、互联网服务提供商、浏览器开发商、设备制造商、研究人员、用户等等的所有人。

上述说法是正确的,但还有一些其他要点:

首先,互联网结构已从传统接入-核心-接入模式明显发展到了服务器位于边缘的模式,即服务器嵌入终止流量的接入网络或数据中心或云中,通过私有全球骨干网的流量在被最小化。这意味着创新能力已经改变,并且某些用例只能在受保护的网络中才能在商业竞争中生存下来。

其次,可以注意到,QUIC源自一家大公司的专有实现方案,该方案之所以能起作用,仅是因为发明它的公司具有较大规模,以及该公司同时拥有浏览器(前端)和大量服务托管能力(后端)。试想有一个“普通”参与者向IETF(互联网工程任务组)传输域TSV建议通过UDP隧道来构建新的传输方式,那么很可能我们还在讨论它。例如,考虑一下IETF(互联网工程任务组)花费了多长时间来接受网络地址转换NATs的需求和实用性。

再次,Jennifer Rexford教授在她的ACM Sigcomm(美国计算机协会蓝冠注册数据蓝冠注册专业组)主题演讲【JRACM】中说道,在“网络之上、之下和旁边均存在一些创新,但在“网络”内部没有太多创新,我们渴望在网络内部进行创新。【SHARP】列出的示例不是“在网络内部进行创新''。

总之,不幸的事实是,创新远比【SHARP】所认为的难很多,任何有意义的创新都只会在越来越长的时间周期内发生。这对网络产业的进一步发展越来越不利。

2)考虑到这一背景,已向ITU-T(国际电信联盟电信标准化部门)建议“在当前以及下一个研究周期”启动进一步的长期研究,以进行“未来网络进行自顶向下的设计”。

即使是在最坏的情况,研究仍然不会产生任何害处,并且还可能获得关于如何构建功能更强大的网络层的有用见解。尽管ITU-T(国际电信联盟电信标准化部门)已开展了一些研究,但它并不是唯一在研究这个问题的地方,并且本项目目的是为了在合适的标准制定组织进行协议扩展、增强和增加,以进行开放式讨论和开发。只有部署才是有效的竞争点,在这一点上必须考虑集成、共存、联合工作等。对于一项研究,一个组织仅仅需要担心的是该研究本身是否具备竞争力以更好地满足用户的需求。 如前文所述,“自顶向下”最好理解为“愿景驱动”或“目标导向”。 “自顶向下”本身仅是执行某些工作的方法。它不是失败或错误的象征。

3) 支持全球确定性转发的需求。

这不是一个不合理的要求,并且在任何情况下,设计社区之间都没有就就不需要这个需求达成共识,尤其是业务在跨一个接入自治系统和另一个终止服务的自治系统时需要全球性确定性转发。

另一方面,我看到【C83】仅提出了“确定性转发”作为从网络内部用于关键业务的附加功能,而没有指出这是“全球”要求。要求全球能力并不意味着每个地方和每台设备都支持该能力。“全球”要求是【SHARP】作者的误解。相反,这一要求仅适用于网络中特别需要该能力的那些部分。

4) 增强安全性和可信并支持“内生安全”的需求

我认为国际互联网协会ISOC将支持并欢迎大家努力了解如何更好地做到这一点。增强互联网安全性总是一件值得做的事。

尽管已开展了所有安全性工作,但是互联网安全仍然是一个令人担忧的问题。由多种机制拼凑而成的互联网安全仍然在部署、运行和技术方面面临着诸多挑战。IETF(互联网工程任务组)安全域本身主要强调的就是增强安全性和可信。

5) 在过去40年中,互联网发展的核心设计目标一直是通过多种异构技术(包括卫星系统)进行蓝冠注册,以及避免由于网络技术的多样性而导致的蓝冠注册孤岛。

我同意实现网络互连确实是最初的要求,但是自从互联网协议开始作为联网技术,而不是仅仅作为网络互连技术以来,这一要求已经不复存在。网络僵化问题再次证明了这一点,即向网络协议引入新功能和特性的阻碍越来越大,这阻碍了整个网络的进一步发展。虽然许多网络已连接至互联网,但许多其他网络尚未连接,甚至有些网络已经放弃使用互联网协议栈。New IP的一个目标就是通过消除一些阻碍在这些网络中使用现有协议的壁垒来使这些网络连接至互联网。

6) IETF(互联网工程任务组)【DETNET】(确定性网络工作组)和【RAW】(可靠可用无线工作组)以及IEEE 802.1【TSN】(时间敏感网络工作组)正在制定确定性网络相关标准,并通过联络函告知了ITU-T(国际电信联盟电信标准化部门)SG15(第15研究组)和3GPP(第三代合作伙伴计划)联络。

IETF(互联网工程任务组)DETNET(确定性网络工作组)被明确排除在修改网络层之外,尽管它具有提高多协议标签交换网络中数据包幸免于拥塞的概率的技术,但是尚无相应的IP解决方案获得工作组采用或普遍接受。请注意,“降低丢包率”不等于“消除丢包”。即使使用MPLS基于流量工程的资源预留协议RSVP-TE构建隧道来传输时间敏感的数据包,但是能保证的只是隧道上的最小带宽。没有任何机制可以保证端到端吞吐量、高精度时延以及零丢包。因此,确定性网络工作组DETNET从根本上受到IP层(用于全球连接)可以提供受限扩展性的限制。

我很高兴【SHARP】的作者提及了IEEE 802.1时间敏感网络和ITU-T(国际电信联盟电信标准化部门)SG15(第15研究组)。但是请注意其解决方案分别为第2层和第1层解决方案。我在这里看到一个问题:我们可以提供第3层确定性或高精度蓝冠注册吗?如果New IP社区选择研究这一问题,那么我看到了潜在价值。 

7) IETF(互联网工程任务组)解决了特定协议(例如边界网关协议安全(BGPSEC)、域名系统安全(DNSSEC)、资源公钥基础设施(RPKI)等)中的安全问题,以及在各征求意见稿RFC中要求有一个章节考虑安全问题,将研究和新开发考虑在内。IEEE(电气电子工程师学会)在相关协议(例如IEEE 802.1AE、IEEE 802.11i)中解决了媒体访问控制(MAC)层的安全问题。

在安全性方面,还有很多事情要做,尚不清楚关于IP设计的基本限制是否是障碍。研究根本的改变是否会带来改善绝对不会产生任何害处。另外,我们非常了解所谓的“静态”安全性及其在尽力而为网络中的适用性。我们只是在学习如何确保动态行为的安全。

在互联网设计之初,很多地方都没有考虑安全。当出现安全问题时,安全功能被开发为附加特性。事后尝试增加安全特性仅能起到绷带或止痛药的作用,虽然可以帮上一阵子,但不能根本解决问题。请查看IP地址伪造导致的分布式拒绝服务放大攻击或网络钓鱼和虚假冒名。底层设计的不足是目前引起重大损害的主要问题。

就像我之前说的那样,我认为国际互联网协会ISOC将支持并欢迎大家努力提高互联网的安全性,尤其是新型物联网设备和工业机器在寻求接入互联网之际。

8) IETF(互联网工程任务组)传输域开发传输协议(例如,流控制传输协议(SCTP)、实时协议(RTP)和Web实时蓝冠注册(WebRTC)和QUIC)和主动队列管理协议(例如,低延迟、低损耗、可扩展吞吐量服务架构(L4S)和某些拥塞预警(SCE)显示拥塞通知ECN校验点)。在考虑到与互联网上TCP流量的交互以及对互联网上TCP的影响的同时,这些工作增加了吞吐量,降低了延迟,并进一步支持了实时和多媒体流量的需求。

的确如此,但是这些工作并未研究如何以和谐方式对网络层、传输层进行重大更改,从而取得更好的结果。不可否认的是,无论采用何种方式对现有传输协议进行更改以及无论更改何种内容,当发生拥塞时,应用始终会遭受丢包困扰。在网络中,拥塞经常发生,但是IETF(互联网工程任务组)唯一允许采用的应对方法是在主机发现拥塞后采取行动,可能是网络通过丢包和延迟推测拥塞或ECN(通过显示拥塞通知)机制知晓拥塞后,或发出简单、相当粗略且通常不准确的通知,也可能是在不知道应用程序模式和期望的详细信息的情况下采用单跳内部排队。这是非常有限的,因为它不允许通过考虑更多因素进行改进。

IETF(互联网工程任务组)坚持只允许主机上进行传输协议更新,而网络设备的更改极其有限,这种做法让学术界提出的众多传输创新无法在IETF推成标准。

谷歌学术搜索上有10,000多篇关于TCP拥塞控制的文章。在这方面的众多研究当中,无数的网络内创新思想之中几乎没有任何一种思想被采用,只是因为这些思想不符合所谓的“端到端原则”。“端到端原则”是46年前做出的设计决定;它并不是一条物理定律。我并不质疑这项决定;相反,我认为在当时的分组网络技术刚刚起步的时候,这种方法十分可行。然而,46年以来,我们取得了如此之多的研究成果,且硬件和软件工程取得了极大的进步,各种限制条件和背景已经改变,也许确实应该重新审视一下关于网络设计的一些原始假设,。46年前无法实现的事情或不合理的事情在现在可能已经完全可能实现且可行。大量提案受限于网络层提供的能力,包括:受限的显示拥塞通知ECN框架,IP数据包报头中不可全球部署的差分服务代码点DSCP框架。前不久提出的L4S提案表明网络层可选方案十分有限(1比特重新运用),也让我们质疑我们能否为即将出现的各种新需求做好准备。至少应该提出问题并调研一下如果我们允许网络层和传输层更好地协调工作可以带来哪些好处,这并非没有道理。

再强调一次,New IP提出将“传输”纳入研究范畴,其中“传输”是指将信息从一个地方转移到另一个地方,而不是提出要取代现有的传输层协议。确切的说,这个方案是要设计出一种方法来补足现有的各种协议,并添加现有的协议无法支持的一些能力。其意图在于,New IP增强的各种新的功能/能力/服务将在网络层运行,并将提供给包括传输层在内的更高层。在我看来,研究新颖的替代性方案以克服现有的局限性是谨慎而不会有害的。我们应该欢迎任何想从事此类调研的人。

9) 创建重叠的网络是成本高昂的重复性工作,且最终不会提升互操作性。

如果不设法增添新的能力并克服当前的局限性,成本同样高昂。这样会让那些本来可以满足实际需求的解决方案所产生的益处推迟到来,以致于丧失机遇。归根结底,这完全是一个如何取舍的问题:“新型网络的规模与成本”vs “而现有方法的种种局限性导致其无法满足各种需求并让机遇擦肩而过”。

SHARP声称New IP网络是重叠的、重复性的网络,这是一种误导性的说法。New IP的目标是以一种进步、演进的方式提供当前IP所无法提供的功能,同时保持与当前IP保持向后兼容,这是[NIP]和其他刊物的观点。New IP可以补足当前IP,旨在将那些尚未连通互联网的网络和终端接入互联网,从而服务于某些业务关键性的行业应用。

10) IETF(互联网工程任务组)、IEEE(电气电子工程师学会)、3GPP(第三代合作伙伴计划)、ITU-T(国际电信联盟电信标准化部门)SG15(第15研究组)等组织正在着手解决上述方案中提到的那些挑战。新协议系统和新架构相关的提案应明确说明为什么现有工作是不充分的。

是的,那些组织正在着手解决某些挑战。但是有些挑战尚未开始解决,New IP项目正在研究第3层上的一系列特定用例和相关需求,而不是第1层和第2层。在找到满足新需求的功能完备的解决方案之前,某些人在研究解决方案这一事实并不应阻止其他人也可以研究解决方案。

此外还应注意,迄今为止还没有找到综合型解决方案来解决New IP试图在网络层(IP层)上解决的那些问题。例如,光学技术确实可以支持高精度蓝冠注册,但它是一个相对于网络层(第3层,IP层)的更低层的技术,而且其部署可能性受到更多的限制。

11) 虽然“New IP”这个词被人反复提及,相关提案将替代或兼容很多互联网基础设施,但是这些提案尚未进入IETF(互联网工程任务组)的流程。

尚无具体的提案,仅仅是因为尚无任何标准制定组织开始启动标准制定流程。我们现在仍然处在需求制定和差距分析的早期阶段。接下来就会付诸行动进行具体的提案。但这并不表示我们没有早期的提案。我们有提案,而且我们打算提交它们。为了清楚和避免误解,以免有人指责我们试图使我们的提案成为定案,我们认为这些提案仅仅是抛砖引玉,促使人们发起讨论。我们是想让一个标准制定组织从问题说明和现有差距分析开始,按其正规流程运行。

由于需要在保持与传统IP兼容的基础上提供更多的功能、能力和改进,因此在对其进行标准化的标准制定组织给出官方的名称之前,暂时将其称为“New IP”。New IP以前是一个很小的项目,现在已经发展为一个多方参与的社区项目,世界各地的很多机构都参与其中。某些网络运营商和工业制造相关的公司已经表示对“New IP”感兴趣。

“New IP”可以被视为一个保护伞,推动各种创新研究。研究仍然在进行中,存在很多未解答的问题,还有提案以及讨论技术替代方案的空间。需要在以上背景下看贡献文稿【C83】;这仅仅是一份指导文件,其中汇总了【C83】的作者们提出的一些课题,介绍了他们从自己的立场提出的意见,但是尚未出现一种成熟的、众人都认同的技术性共识。

在新加坡举办IETF 106次会议的那个星期,我曾经有机会亲自接洽互联网架构委员会IAB/IETF(互联网工程任务组)/IRTF(互联网研究任务组),探讨将New IP融入IETF(互联网工程任务组)/IRTF(互联网研究任务组)的可能性,但是他们的官员们让我感觉互联网架构委员会IAB/IETF(互联网工程任务组)/IRTF(互联网研究任务组)不欢迎New IP(我真希望我的感觉是错的),这让我们又陷入了“先有蛋还是先有鸡”的循环。如果IETF(互联网工程任务组)对此不感兴趣,那么它不应该试图阻挠其他的标准制定组织研究这个课题。在我看来,需要继续与IETF(互联网工程任务组)开展进一步的讨论,以探讨用例,探讨需求,探讨差距分析,并确定制定解决方案的最佳方法和最佳场所。

12) 当前协议系统数十亿美元的投资以及互操作性的影响,会阻碍非互操作网络的发展。任何新的全球性的协议系统实施起来都会耗资巨大,而且可能会对现有网络产生无法预料的影响。

这确实是新协议系统进入市场的障碍,而且会不适当地偏向于现状。再强调一次,New IP永远是要在最大限度内与现有的协议实现向后兼容和互操作,从而保护现有的投资。

13) 成千上万的独立网络运营商之间需要达成业务和运营协议(包括记费)。实施新的协议系统不仅仅要处理好协议,还要在协议本身的技术实施以外处理好其他无数的系统。

确实,我认为大家都同意所有的问题都可以归结为经济问题。如果新技术带来的益处和经济优势无法盖过新技术推行的成本和困难,那么新技术就无法推行。

14) 此提案的服务质量方面可能会使若干领域的监管问题和立法问题复杂化。这些领域包括许可证授予、竞争政策、数据保护、定价以及普遍的服务义务。

这一点完全可以理解,但是这好像是在说,由于某些城市的设计和监管是以马匹为出发点,因而我们就不应该发明出汽车。新技术绝不是以这种方式发挥作用。如果新技术表明其具有优势,且采用了新技术的人取得成功,而拒绝新技术的人遭受失败,那么新技术就会推行。如果新的服务质量有优势,那么它就会在其具有优势的领域得以推广。那些打算使用分组技术但是需要更多功能的私有网络可能就是这种情况,例如工业机器类蓝冠注册网络。

现在我们来回顾一下历史。以前,电信与数据蓝冠注册之间是有区别的,而且在如何使用数据蓝冠注册实现电信方面存在明显的监管限制和界限。从那时起,技术不断进步,监管规定也不断发生变化。

毕竟,监管的目的是要服务于大众,而不是要从根本上抑制技术进步。我们不应将监管规定的使用作为技术发展和基础研究的障碍。监管规定的存在是为了以公平的方式在更大的范围内提供这些技术。

如果某项技术有优势,那么能够更好地满足需求的技术就一定会兴盛。话虽这么说,大多数New IP应用的范围仅限于尚未连接到互联网的网络或者那些需要更多的超出现有IP所能提供的能力和特性的网络。

15) 当一个组织(例如3GPP(第三代合作伙伴计划))已经确定需要开发提供服务的整体架构时,成功的模型是首先确定服务和需求。然后与相关的标准化组织合作,以增强现有协议或者根据需要开发新协议。

其实,那些拥护New IP的人正是这样做的,而且他们希望有机会在这方面开展更广泛的工作。就IETF(互联网工程任务组)而言,我们迄今为止尚未在IETF(互联网工程任务组)架构内找到合适的机会,确切地说,我们在尝试寻找这样的机会时遇到了强大的抵抗力(即便不是敌意)。

16) 开发一套新的协议系统很可能会造成众多无法互操作的网络,从而让这项提案的一个主要目的无法实现。更好的方法是:

今天,存在多个无法互操作的网络,而且它们本身并不是问题。例如IPv4IPv6在很多层面上是无法互操作的。按照这个逻辑,上文的说法表明当初发明IPv6是个错误,而且我们本来应该利用网络地址转换NAT来改进IPv4或者在IPv4以内改进IPv4。但是从长远来看,IPv6肯定是更好的。同样,MPLS可以被视为一种非操作性网络层协议,并且在其首次提案时遭到了抵制,但是最终发现MPLS是向大多数西方家庭推行IP的关键所在。

鉴于历史上的经验教训,New IP的设计是要兼容现有的协议以及未来可能出现的协议。例如:在【NIP】和【NPDF】提出的自由选择寻址方案可以让用户和应用选择满足其寻址和网络编程需求的最佳方法。

17) 允许网络2030焦点组完成其工作并允许ITU-T各研究组分析焦点组的产出与现有业界成果的相关性。

评审焦点组的工作成果中包含的用例。

我要强调,New IP和网络2030是两个独立的研究流派。在2020年2月召开ITU-T(国际电信联盟电信标准化部门)电信标准化顾问组TSAG会议(【TD757】)的那个星期,我在网络2030专题会议上就解释过这一点。按照时间顺序,New IP起步的时间远远早于网络2030。为此,我想和大家分享更多信息【NIP】:

·New IP预期会支持工业机器类蓝冠注册、超可靠低延迟蓝冠注册所用的IP移动回传、新兴垂直行业以及电信标准化部门ITU-T网络2030焦点组定义的某些用例。New IP将连接更多的网络和终端到互联网。

·2020年1月,网络2030焦点组在其里斯本全体会议上批准了一份关于网络2030用例的报告,现在可在电信标准化部门ITU-T网络2030焦点组的主页上公开获取。

18) 鼓励所有相关方在相关的标准制定组织中,就尚未进行调研的用例进行进一步调研。

对此,我仅部分同意,因为这很大程度上取决于标准制定组织是否愿意在其舒适区以外做出充分思考。我绝对鼓励所有利益相关方贡献并参与,而且我认为IETF(互联网工程任务组)也可能是一个合理的平台,即便我能感受到它的抵触和犹豫。

19) 在2019年9月的TSAG(电信标准化顾问组)会议上,华为、中国移动、中国联通以及中国工业和信息化部(MIIT)提出发起ITU-T(国际电信联盟电信标准化部门)的战略转型。在下一个研究期内,该组织打算设计出一种“基于新型协议系统的新型信息和蓝冠注册网络”,以满足未来网络的需求【C83】。这项工作参考了网络2030焦点组正在开展的工作。在同一个会议上,华为发布了一份指导文件【TD598】,更为详细地介绍了他们的观点,并建议ITU-T(国际电信联盟电信标准化部门)研究组设立新的课题(Questions)“以探讨面向未来的技术”。

他们的贡献文稿和指导文件认为“电信系统和TCP/IP协议系统已经被深深地耦合为一个整体。”因此,ITU-T(国际电信联盟电信标准化部门)应该利用新的协议系统开发出一套更深层次的耦合系统,最终替代基于TCP/IP的系统。

针对研究提出的课题(question)、针对课题(question)提出的解决方案以及关于解决方案的指导文件之间存在严格区别。我查阅了ITU(国际电信联盟)网站上发布的【C83】。这份指导文件中汇总了过去几年里人们探讨过的一些想法和示例。一旦针对研究而提出的课题(question)被接受,就需要社区探讨提出的解决方案。不同的机构可能会提出互不相同且互相竞争的提案;必须要进行探讨并达成共识,才能解决分歧。某些方案可能会被接受并经历各种更改和修订,而某些方案可能会被拒绝,也可能会增添新的内容。此外还必须要认识到,在中国以外也有人对网络层的创新感兴趣。

上文声明似乎是在暗示New IP企图要颠覆互联网并取代TCP/IP。事实绝非如此!New IP的意图绝不是取代任何现有的协议。确切地说,它是要为那些尚未连通的网络提供更多的特性/能力/服务。如果用户不需要那些特性/能力/服务,那他/她只是简单地使用现有的TCP/IP。在现有基础设施中发挥作用的系统仍然会像现在那样继续发挥作用。与破坏或颠覆相反,New IP旨在实现能力扩展和增强,以更好地支持未来的创新。

20) C83声称当前网络面临三大关键挑战:

“第一,由于历史原因,当前网络的设计只能面向两种设备:电话和电脑。 [. .物联网和工业互联网的发展会在未来的网络内引入更多类型的设备。”

“第二,当前的网络系统有可能变成“孤岛”,这种情况应该要避免。

这在很大程度上是正确的。互联网最初是为了支持计算机而设计的,这是不争的事实,而且很多人也许不认为普通老式电话也需要连接到互联网上。而且物联网和工业互联网确实出现了当时未曾考虑到的需求,例如Profinet现场设备。很多操作技术(OT)网络还没有连接到互联网。

“第三,安全性与信任度仍然需要提高。”

这是不容否认的事实,我也完全同意。

21) 万网互联和蓝冠注册“孤岛”

提议的新协议系统的主要支柱是万网互联概念。万网互联是指提议的新系统需要联通的众多异构接入网络(例如“连接空间-陆地网络,物联网(IoT),工业网络等”【C83】)。

有一种意见认为“网络的多样性需要新的思维方式。”

这并不是一种毫无道理的观点。应该强调,【MN】中讨论的万网互联是一种在整个行业已经存在的现象,从网络技术如何部署到新出现的需求,它都具有广泛的影响。其目标之一就是克服互联网的日益“僵化”。这并不是New IP新引入的一种概念。

另一种观点认为新技术正在开发自己的协议以进行内部蓝冠注册,且“整个网络有可能变成数以千计的独立孤岛。”

这种观点正确。想一下众多的工业专有网络。工业网络和工业物联网存在几十种蓝冠注册协议,而这些网络还没有完全连接到互联网。

22) 在探讨万网互联时,“New IP”框架提出了一种具有灵活长度的地址空间,可囊括未来所有可能出现的地址类型(IPv4、IPv6、语义ID、服务ID、内容ID、人员ID、设备ID等等)

关于寻址,网络社区已经朝这个方向发展,而且事实上已经走得更远。看一看网络编程、位置与身份标识分离协议(LISP)、主机标识协议(HIP)、数字对象体系架构(DOA)、信息中心网络/命名数据网络(ICN/NDN),当然也看一看MPLS标签的使用方式。有时候我们会看到一些新的IETF(互联网工程任务组)文稿探讨不同的地址以及/或者它们在IPv6中的编码。在某些工业领域,机器的地址可能是一个ID,长度可能只有两字节,等等。

看一看现有的互联网结构。这个结构内包含自治系统(AS),且多数情况下自治系统内部以及自治系统之间会使用相同的IP协议。本来应该是互联网网关的边界节点事实上却是边界路由器,因为边界两侧都在使用相同的协议。每个地方的每个人都必须使用相同的固定寻址格式。现在已经很明显,IETF(互联网工程任务组)的立场是:在整个互联网内,所有地方都必须使用128比特的IPv6地址。虽然这带来了便利,但是它也有局限性,将给某些工业领域带来一定的成本。毕竟“自治系统”应该是自治的。

为了改进只允许固定格式的现有IP,New IP提出了“自由选择寻址”方案,这种改进方案可以让网络运营商和用户针对它们的域选择最合适的寻址系统【NIP】【NDPF】。自由选择寻址方案允许IPv4、IPv6、LISP、ITU E.164和其他众多地址。灵活长度地址也是一种可能,它仍处于研究阶段。

New IP自身并不决定它会使用任何特定的寻址系统。需要由网络运营商和应用开发商针对他们各自的域和应用来选择最有效的寻址系统。因此,IPv4和IPv6仍然能像现在一样工作。

23) 随着网络技术在过去40年中的发展,从300波特拨号调制解调器演变为数千兆位的光纤,互联网架构已经证明具有很强的适应性。IP与底层网络技术的解耦提供了灵活性,以支持特定网络的特定需求,同时允许不同网络互相连接。表1中列出采用IP协议的一部分网络技术。

当前的互联网包含6万多个独立的“孤岛”。

我们同意,互联网架构已经成功地包容了为数众多的底层网络技术。

同时也需要认识到,“僵化”问题正在越来越严重地阻碍互联网架构内部的互联网创新。【JRACM】已经指出,我们在网络之上、之下方和旁边已经实现了很多创新,但是我们在网络内部的创新有限。网络的内部确实改变,我们迫切希望进行内部创新。用户可编程和软件定义网络是迈向“内部网络”创新的一步。

24) 这些被称为自治系统,每种系统都选用自己的技术以服务其客户/用户,同时利用域间路由协议和双边协定来进行互连。

我们都认同New IP的这个特征。事实上,New IP支持自治系统的“自治”,且允许用户针对各自的域自由选择最有效的寻址系统。

25) 以往经验表明网络互联涉及的大多数问题(包括“孤岛”的形成)都是由非技术性的业务、计费和策略方面的原因造成的。制定一套新的协议系统不会解决这些问题。

有一种观点认为,现有的IP协议没有足够的能力在数据包中表达策略,特别是在诸如工业控制系统之类的关键业务领域,因此我们需要新的扩展来表达这种策略以服务于工业。当然,有必要解决商业和经济问题,经济刺激和互联网经济的再平衡也是需要的。

同时需要指出,业务和计费方面的考虑因素并非与互联网正交,而且也提出了技术要求。尤其是在计费领域,当前的互联网实际上存在严重的缺陷,这使得计费以及网络交付的服务等级变得更加困难。这会给新型业务模式的支持带来障碍。

参考文献

【SHARP】H. Sharp, O. Kolkman,《对ITU-T提出的“New IP”提案的分析》,2020年

【C83】《“New IP,塑造未来网络”:建议启动国际电信联盟电信标准化部门战略转型讨论》,TSAG-C83R1,日内瓦,2019年9月23日-27日

【JRACM】J. Rexford,《具备变革能力的网络》,美国计算机协会蓝冠注册数据蓝冠注册专业组2018年主题演讲,布达佩斯,2018年

【NIP】,R. Li,《New IP和市场机会》,电气电子工程师学会高性能交换和路由国际会议主题演讲(HPSR 2020),2020年

【NDPF】R. Li, K. Makhijani、L. Dong《New IP:互联网演进的一种数据包框架》,电气电子工程师学会高性能交换和路由国际会议特约论文(HPSR 2020),2020年

【DetNet】https://datatracker.ietf.org/wg/detnet/about/

【MN】M. Ammar,《互联网服务-基础设施周期、僵化和碎片》,国际电信联盟电信标准化部门网络2030焦点组第三次专题研讨会主题演讲,英国伦敦,2019年2月

【RAW】https://datatracker.ietf.org/wg/raw/about/

【TD598】TSAG-TD598,来源:TSB主席,《C83指导文件—New IP:塑造未来网络》. 日内瓦,2019年9月23日-27日.

原文链接:https://internet4future.wordpress.com/

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