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技術
2020/7/6 16:10

New IP - 面向未來IP網絡的開放研究(二)

C114通信網  黎仁蔚

作者簡介:

黎仁蔚(Richard Li),現任ITU-T網絡2030焦點組主席,Futurewei技術有限公司網絡技術實驗室首席科學家,并在一些學術和工業會議中擔任指導委員會和技術委員會的主席,曾于2016年1月~2019年12月擔任ETSI下一代協議(Next-Generation Protocols, NGP) ISG副主席。在其職業生涯中,Richard領導了路由和MPLS、移動回傳網、城域網和核心網、數據中心、云和虛擬化等方面的網絡技術創新和開發。目前,他帶領團隊在研究New IP和網絡2030背景下的下一代網絡體系結構、協議、算法和系統等技術,以在支撐前瞻性應用及垂直行業場景。

導讀:

Hascall Sharp在國際互聯網協會( Internet Society)網站刊載了一篇名為《對ITU-T提出的“New IP”提案的分析》的討論稿(國內相關人士將其譯成中文并刊載)。黎仁蔚認為Hascall Sharp某些陳述、斷言和觀點具有誤導性,夸大其詞,具有推測性或者不夠合理,會影響社區得出對New IP不公正的結論,作為New IP項目的深度參與者,作者認為有責任向社區分享他關于【SHARP】的看法和意見。

原文包括前言、摘要、正文(導言、概要評論、詳細評論、結束語)和參考文獻四部分,譯者忠于原文,未加刪減,由于該討論稿內容比較多,將做系列刊載。本期將刊載討論稿的部分正文。上一期鏈接:http://www.7547953.live/news/16/a1129335.html

【正文】

詳細評論

以下內容中,對【SHARP】的引用進行編號并以斜體表示。

1)互聯網繼續快速發展。在許多領域中,新服務、應用和協議正在開發和部署中,包括下列最近的:新傳輸協議(QUIC),域名系統(DNS)訪問方式的改進,以太網和IP網絡支持確定性應用的機制。這些變化之所以有可能,是因為涉及的社區包括內容提供商、互聯網服務提供商、瀏覽器開發商、設備制造商、研究人員、用戶等等的所有人。

上述說法是正確的,但還有一些其他要點:

首先,互聯網結構已從傳統接入-核心-接入模式明顯發展到了服務器位于邊緣的模式,即服務器嵌入終止流量的接入網絡或數據中心或云中,通過私有全球骨干網的流量在被最小化。這意味著創新能力已經改變,并且某些用例只能在受保護的網絡中才能在商業競爭中生存下來。

其次,可以注意到,QUIC源自一家大公司的專有實現方案,該方案之所以能起作用,僅是因為發明它的公司具有較大規模,以及該公司同時擁有瀏覽器(前端)和大量服務托管能力(后端)。試想有一個“普通”參與者向IETF(互聯網工程任務組)傳輸域TSV建議通過UDP隧道來構建新的傳輸方式,那么很可能我們還在討論它。例如,考慮一下IETF(互聯網工程任務組)花費了多長時間來接受網絡地址轉換NATs的需求和實用性。

再次,Jennifer Rexford教授在她的ACM Sigcomm(美國計算機協會通信數據通信專業組)主題演講【JRACM】中說道,在“網絡之上、之下和旁邊均存在一些創新,但在“網絡”內部沒有太多創新,我們渴望在網絡內部進行創新!維HARP】列出的示例不是“在網絡內部進行創新''。

總之,不幸的事實是,創新遠比【SHARP】所認為的難很多,任何有意義的創新都只會在越來越長的時間周期內發生。這對網絡產業的進一步發展越來越不利。

2)考慮到這一背景,已向ITU-T(國際電信聯盟電信標準化部門)建議“在當前以及下一個研究周期”啟動進一步的長期研究,以進行“未來網絡進行自頂向下的設計”。

即使是在最壞的情況,研究仍然不會產生任何害處,并且還可能獲得關于如何構建功能更強大的網絡層的有用見解。盡管ITU-T(國際電信聯盟電信標準化部門)已開展了一些研究,但它并不是唯一在研究這個問題的地方,并且本項目目的是為了在合適的標準制定組織進行協議擴展、增強和增加,以進行開放式討論和開發。只有部署才是有效的競爭點,在這一點上必須考慮集成、共存、聯合工作等。對于一項研究,一個組織僅僅需要擔心的是該研究本身是否具備競爭力以更好地滿足用戶的需求。 如前文所述,“自頂向下”最好理解為“愿景驅動”或“目標導向”。 “自頂向下”本身僅是執行某些工作的方法。它不是失敗或錯誤的象征。

3) 支持全球確定性轉發的需求。

這不是一個不合理的要求,并且在任何情況下,設計社區之間都沒有就就不需要這個需求達成共識,尤其是業務在跨一個接入自治系統和另一個終止服務的自治系統時需要全球性確定性轉發。

另一方面,我看到【C83】僅提出了“確定性轉發”作為從網絡內部用于關鍵業務的附加功能,而沒有指出這是“全球”要求。要求全球能力并不意味著每個地方和每臺設備都支持該能力。“全球”要求是【SHARP】作者的誤解。相反,這一要求僅適用于網絡中特別需要該能力的那些部分。

4) 增強安全性和可信并支持“內生安全”的需求

我認為國際互聯網協會ISOC將支持并歡迎大家努力了解如何更好地做到這一點。增強互聯網安全性總是一件值得做的事。

盡管已開展了所有安全性工作,但是互聯網安全仍然是一個令人擔憂的問題。由多種機制拼湊而成的互聯網安全仍然在部署、運行和技術方面面臨著諸多挑戰。IETF(互聯網工程任務組)安全域本身主要強調的就是增強安全性和可信。

5) 在過去40年中,互聯網發展的核心設計目標一直是通過多種異構技術(包括衛星系統)進行通信,以及避免由于網絡技術的多樣性而導致的通信孤島。

我同意實現網絡互連確實是最初的要求,但是自從互聯網協議開始作為聯網技術,而不是僅僅作為網絡互連技術以來,這一要求已經不復存在。網絡僵化問題再次證明了這一點,即向網絡協議引入新功能和特性的阻礙越來越大,這阻礙了整個網絡的進一步發展。雖然許多網絡已連接至互聯網,但許多其他網絡尚未連接,甚至有些網絡已經放棄使用互聯網協議棧。New IP的一個目標就是通過消除一些阻礙在這些網絡中使用現有協議的壁壘來使這些網絡連接至互聯網。

6) IETF(互聯網工程任務組)【DETNET】(確定性網絡工作組)和【RAW】(可靠可用無線工作組)以及IEEE 802.1【TSN】(時間敏感網絡工作組)正在制定確定性網絡相關標準,并通過聯絡函告知了ITU-T(國際電信聯盟電信標準化部門)SG15(第15研究組)和3GPP(第三代合作伙伴計劃)聯絡。

IETF(互聯網工程任務組)DETNET(確定性網絡工作組)被明確排除在修改網絡層之外,盡管它具有提高多協議標簽交換網絡中數據包幸免于擁塞的概率的技術,但是尚無相應的IP解決方案獲得工作組采用或普遍接受。請注意,“降低丟包率”不等于“消除丟包”。即使使用MPLS基于流量工程的資源預留協議RSVP-TE構建隧道來傳輸時間敏感的數據包,但是能保證的只是隧道上的最小帶寬。沒有任何機制可以保證端到端吞吐量、高精度時延以及零丟包。因此,確定性網絡工作組DETNET從根本上受到IP層(用于全球連接)可以提供受限擴展性的限制。

我很高興【SHARP】的作者提及了IEEE 802.1時間敏感網絡和ITU-T(國際電信聯盟電信標準化部門)SG15(第15研究組)。但是請注意其解決方案分別為第2層和第1層解決方案。我在這里看到一個問題:我們可以提供第3層確定性或高精度通信嗎?如果New IP社區選擇研究這一問題,那么我看到了潛在價值。 

7) IETF(互聯網工程任務組)解決了特定協議(例如邊界網關協議安全(BGPSEC)、域名系統安全(DNSSEC)、資源公鑰基礎設施(RPKI)等)中的安全問題,以及在各征求意見稿RFC中要求有一個章節考慮安全問題,將研究和新開發考慮在內。IEEE(電氣電子工程師學會)在相關協議(例如IEEE 802.1AE、IEEE 802.11i)中解決了媒體訪問控制(MAC)層的安全問題。

在安全性方面,還有很多事情要做,尚不清楚關于IP設計的基本限制是否是障礙。研究根本的改變是否會帶來改善絕對不會產生任何害處。另外,我們非常了解所謂的“靜態”安全性及其在盡力而為網絡中的適用性。我們只是在學習如何確保動態行為的安全。

在互聯網設計之初,很多地方都沒有考慮安全。當出現安全問題時,安全功能被開發為附加特性。事后嘗試增加安全特性僅能起到繃帶或止痛藥的作用,雖然可以幫上一陣子,但不能根本解決問題。請查看IP地址偽造導致的分布式拒絕服務放大攻擊或網絡釣魚和虛假冒名。底層設計的不足是目前引起重大損害的主要問題。

就像我之前說的那樣,我認為國際互聯網協會ISOC將支持并歡迎大家努力提高互聯網的安全性,尤其是新型物聯網設備和工業機器在尋求接入互聯網之際。

8) IETF(互聯網工程任務組)傳輸域開發傳輸協議(例如,流控制傳輸協議(SCTP)、實時協議(RTP)和Web實時通信(WebRTC)和QUIC)和主動隊列管理協議(例如,低延遲、低損耗、可擴展吞吐量服務架構(L4S)和某些擁塞預警(SCE)顯示擁塞通知ECN校驗點)。在考慮到與互聯網上TCP流量的交互以及對互聯網上TCP的影響的同時,這些工作增加了吞吐量,降低了延遲,并進一步支持了實時和多媒體流量的需求。

的確如此,但是這些工作并未研究如何以和諧方式對網絡層、傳輸層進行重大更改,從而取得更好的結果。不可否認的是,無論采用何種方式對現有傳輸協議進行更改以及無論更改何種內容,當發生擁塞時,應用始終會遭受丟包困擾。在網絡中,擁塞經常發生,但是IETF(互聯網工程任務組)唯一允許采用的應對方法是在主機發現擁塞后采取行動,可能是網絡通過丟包和延遲推測擁塞或ECN(通過顯示擁塞通知)機制知曉擁塞后,或發出簡單、相當粗略且通常不準確的通知,也可能是在不知道應用程序模式和期望的詳細信息的情況下采用單跳內部排隊。這是非常有限的,因為它不允許通過考慮更多因素進行改進。

IETF(互聯網工程任務組)堅持只允許主機上進行傳輸協議更新,而網絡設備的更改極其有限,這種做法讓學術界提出的眾多傳輸創新無法在IETF推成標準。

谷歌學術搜索上有10,000多篇關于TCP擁塞控制的文章。在這方面的眾多研究當中,無數的網絡內創新思想之中幾乎沒有任何一種思想被采用,只是因為這些思想不符合所謂的“端到端原則”。“端到端原則”是46年前做出的設計決定;它并不是一條物理定律。我并不質疑這項決定;相反,我認為在當時的分組網絡技術剛剛起步的時候,這種方法十分可行。然而,46年以來,我們取得了如此之多的研究成果,且硬件和軟件工程取得了極大的進步,各種限制條件和背景已經改變,也許確實應該重新審視一下關于網絡設計的一些原始假設,。46年前無法實現的事情或不合理的事情在現在可能已經完全可能實現且可行。大量提案受限于網絡層提供的能力,包括:受限的顯示擁塞通知ECN框架,IP數據包報頭中不可全球部署的差分服務代碼點DSCP框架。前不久提出的L4S提案表明網絡層可選方案十分有限(1比特重新運用),也讓我們質疑我們能否為即將出現的各種新需求做好準備。至少應該提出問題并調研一下如果我們允許網絡層和傳輸層更好地協調工作可以帶來哪些好處,這并非沒有道理。

再強調一次,New IP提出將“傳輸”納入研究范疇,其中“傳輸”是指將信息從一個地方轉移到另一個地方,而不是提出要取代現有的傳輸層協議。確切的說,這個方案是要設計出一種方法來補足現有的各種協議,并添加現有的協議無法支持的一些能力。其意圖在于,New IP增強的各種新的功能/能力/服務將在網絡層運行,并將提供給包括傳輸層在內的更高層。在我看來,研究新穎的替代性方案以克服現有的局限性是謹慎而不會有害的。我們應該歡迎任何想從事此類調研的人。

9) 創建重疊的網絡是成本高昂的重復性工作,且最終不會提升互操作性。

如果不設法增添新的能力并克服當前的局限性,成本同樣高昂。這樣會讓那些本來可以滿足實際需求的解決方案所產生的益處推遲到來,以致于喪失機遇。歸根結底,這完全是一個如何取舍的問題:“新型網絡的規模與成本”vs “而現有方法的種種局限性導致其無法滿足各種需求并讓機遇擦肩而過”。

SHARP聲稱New IP網絡是重疊的、重復性的網絡,這是一種誤導性的說法。New IP的目標是以一種進步、演進的方式提供當前IP所無法提供的功能,同時保持與當前IP保持向后兼容,這是[NIP]和其他刊物的觀點。New IP可以補足當前IP,旨在將那些尚未連通互聯網的網絡和終端接入互聯網,從而服務于某些業務關鍵性的行業應用。

10) IETF(互聯網工程任務組)、IEEE(電氣電子工程師學會)、3GPP(第三代合作伙伴計劃)、ITU-T(國際電信聯盟電信標準化部門)SG15(第15研究組)等組織正在著手解決上述方案中提到的那些挑戰。新協議系統和新架構相關的提案應明確說明為什么現有工作是不充分的。

是的,那些組織正在著手解決某些挑戰。但是有些挑戰尚未開始解決,New IP項目正在研究第3層上的一系列特定用例和相關需求,而不是第1層和第2層。在找到滿足新需求的功能完備的解決方案之前,某些人在研究解決方案這一事實并不應阻止其他人也可以研究解決方案。

此外還應注意,迄今為止還沒有找到綜合型解決方案來解決New IP試圖在網絡層(IP層)上解決的那些問題。例如,光學技術確實可以支持高精度通信,但它是一個相對于網絡層(第3層,IP層)的更低層的技術,而且其部署可能性受到更多的限制。

11) 雖然“New IP”這個詞被人反復提及,相關提案將替代或兼容很多互聯網基礎設施,但是這些提案尚未進入IETF(互聯網工程任務組)的流程。

尚無具體的提案,僅僅是因為尚無任何標準制定組織開始啟動標準制定流程。我們現在仍然處在需求制定和差距分析的早期階段。接下來就會付諸行動進行具體的提案。但這并不表示我們沒有早期的提案。我們有提案,而且我們打算提交它們。為了清楚和避免誤解,以免有人指責我們試圖使我們的提案成為定案,我們認為這些提案僅僅是拋磚引玉,促使人們發起討論。我們是想讓一個標準制定組織從問題說明和現有差距分析開始,按其正規流程運行。

由于需要在保持與傳統IP兼容的基礎上提供更多的功能、能力和改進,因此在對其進行標準化的標準制定組織給出官方的名稱之前,暫時將其稱為“New IP”。New IP以前是一個很小的項目,現在已經發展為一個多方參與的社區項目,世界各地的很多機構都參與其中。某些網絡運營商和工業制造相關的公司已經表示對“New IP”感興趣。

“New IP”可以被視為一個保護傘,推動各種創新研究。研究仍然在進行中,存在很多未解答的問題,還有提案以及討論技術替代方案的空間。需要在以上背景下看貢獻文稿【C83】;這僅僅是一份指導文件,其中匯總了【C83】的作者們提出的一些課題,介紹了他們從自己的立場提出的意見,但是尚未出現一種成熟的、眾人都認同的技術性共識。

在新加坡舉辦IETF 106次會議的那個星期,我曾經有機會親自接洽互聯網架構委員會IAB/IETF(互聯網工程任務組)/IRTF(互聯網研究任務組),探討將New IP融入IETF(互聯網工程任務組)/IRTF(互聯網研究任務組)的可能性,但是他們的官員們讓我感覺互聯網架構委員會IAB/IETF(互聯網工程任務組)/IRTF(互聯網研究任務組)不歡迎New IP(我真希望我的感覺是錯的),這讓我們又陷入了“先有蛋還是先有雞”的循環。如果IETF(互聯網工程任務組)對此不感興趣,那么它不應該試圖阻撓其他的標準制定組織研究這個課題。在我看來,需要繼續與IETF(互聯網工程任務組)開展進一步的討論,以探討用例,探討需求,探討差距分析,并確定制定解決方案的最佳方法和最佳場所。

12) 當前協議系統數十億美元的投資以及互操作性的影響,會阻礙非互操作網絡的發展。任何新的全球性的協議系統實施起來都會耗資巨大,而且可能會對現有網絡產生無法預料的影響。

這確實是新協議系統進入市場的障礙,而且會不適當地偏向于現狀。再強調一次,New IP永遠是要在最大限度內與現有的協議實現向后兼容和互操作,從而保護現有的投資。

13) 成千上萬的獨立網絡運營商之間需要達成業務和運營協議(包括記費)。實施新的協議系統不僅僅要處理好協議,還要在協議本身的技術實施以外處理好其他無數的系統。

確實,我認為大家都同意所有的問題都可以歸結為經濟問題。如果新技術帶來的益處和經濟優勢無法蓋過新技術推行的成本和困難,那么新技術就無法推行。

14) 此提案的服務質量方面可能會使若干領域的監管問題和立法問題復雜化。這些領域包括許可證授予、競爭政策、數據保護、定價以及普遍的服務義務。

這一點完全可以理解,但是這好像是在說,由于某些城市的設計和監管是以馬匹為出發點,因而我們就不應該發明出汽車。新技術絕不是以這種方式發揮作用。如果新技術表明其具有優勢,且采用了新技術的人取得成功,而拒絕新技術的人遭受失敗,那么新技術就會推行。如果新的服務質量有優勢,那么它就會在其具有優勢的領域得以推廣。那些打算使用分組技術但是需要更多功能的私有網絡可能就是這種情況,例如工業機器類通信網絡。

現在我們來回顧一下歷史。以前,電信與數據通信之間是有區別的,而且在如何使用數據通信實現電信方面存在明顯的監管限制和界限。從那時起,技術不斷進步,監管規定也不斷發生變化。

畢竟,監管的目的是要服務于大眾,而不是要從根本上抑制技術進步。我們不應將監管規定的使用作為技術發展和基礎研究的障礙。監管規定的存在是為了以公平的方式在更大的范圍內提供這些技術。

如果某項技術有優勢,那么能夠更好地滿足需求的技術就一定會興盛。話雖這么說,大多數New IP應用的范圍僅限于尚未連接到互聯網的網絡或者那些需要更多的超出現有IP所能提供的能力和特性的網絡。

15) 當一個組織(例如3GPP(第三代合作伙伴計劃))已經確定需要開發提供服務的整體架構時,成功的模型是首先確定服務和需求。然后與相關的標準化組織合作,以增強現有協議或者根據需要開發新協議。

其實,那些擁護New IP的人正是這樣做的,而且他們希望有機會在這方面開展更廣泛的工作。就IETF(互聯網工程任務組)而言,我們迄今為止尚未在IETF(互聯網工程任務組)架構內找到合適的機會,確切地說,我們在嘗試尋找這樣的機會時遇到了強大的抵抗力(即便不是敵意)。

16) 開發一套新的協議系統很可能會造成眾多無法互操作的網絡,從而讓這項提案的一個主要目的無法實現。更好的方法是:

今天,存在多個無法互操作的網絡,而且它們本身并不是問題。例如IPv4IPv6在很多層面上是無法互操作的。按照這個邏輯,上文的說法表明當初發明IPv6是個錯誤,而且我們本來應該利用網絡地址轉換NAT來改進IPv4或者在IPv4以內改進IPv4。但是從長遠來看,IPv6肯定是更好的。同樣,MPLS可以被視為一種非操作性網絡層協議,并且在其首次提案時遭到了抵制,但是最終發現MPLS是向大多數西方家庭推行IP的關鍵所在。

鑒于歷史上的經驗教訓,New IP的設計是要兼容現有的協議以及未來可能出現的協議。例如:在【NIP】和【NPDF】提出的自由選擇尋址方案可以讓用戶和應用選擇滿足其尋址和網絡編程需求的最佳方法。

17) 允許網絡2030焦點組完成其工作并允許ITU-T各研究組分析焦點組的產出與現有業界成果的相關性。

評審焦點組的工作成果中包含的用例。

我要強調,New IP和網絡2030是兩個獨立的研究流派。在2020年2月召開ITU-T(國際電信聯盟電信標準化部門)電信標準化顧問組TSAG會議(【TD757】)的那個星期,我在網絡2030專題會議上就解釋過這一點。按照時間順序,New IP起步的時間遠遠早于網絡2030。為此,我想和大家分享更多信息【NIP】:

·New IP預期會支持工業機器類通信、超可靠低延遲通信所用的IP移動回傳、新興垂直行業以及電信標準化部門ITU-T網絡2030焦點組定義的某些用例。New IP將連接更多的網絡和終端到互聯網。

·2020年1月,網絡2030焦點組在其里斯本全體會議上批準了一份關于網絡2030用例的報告,現在可在電信標準化部門ITU-T網絡2030焦點組的主頁上公開獲取。

18) 鼓勵所有相關方在相關的標準制定組織中,就尚未進行調研的用例進行進一步調研。

對此,我僅部分同意,因為這很大程度上取決于標準制定組織是否愿意在其舒適區以外做出充分思考。我絕對鼓勵所有利益相關方貢獻并參與,而且我認為IETF(互聯網工程任務組)也可能是一個合理的平臺,即便我能感受到它的抵觸和猶豫。

19) 在2019年9月的TSAG(電信標準化顧問組)會議上,華為、中國移動、中國聯通以及中國工業和信息化部(MIIT)提出發起ITU-T(國際電信聯盟電信標準化部門)的戰略轉型。在下一個研究期內,該組織打算設計出一種“基于新型協議系統的新型信息和通信網絡”,以滿足未來網絡的需求【C83】。這項工作參考了網絡2030焦點組正在開展的工作。在同一個會議上,華為發布了一份指導文件【TD598】,更為詳細地介紹了他們的觀點,并建議ITU-T(國際電信聯盟電信標準化部門)研究組設立新的課題(Questions)“以探討面向未來的技術”。

他們的貢獻文稿和指導文件認為“電信系統和TCP/IP協議系統已經被深深地耦合為一個整體。”因此,ITU-T(國際電信聯盟電信標準化部門)應該利用新的協議系統開發出一套更深層次的耦合系統,最終替代基于TCP/IP的系統。

針對研究提出的課題(question)、針對課題(question)提出的解決方案以及關于解決方案的指導文件之間存在嚴格區別。我查閱了ITU(國際電信聯盟)網站上發布的【C83】。這份指導文件中匯總了過去幾年里人們探討過的一些想法和示例。一旦針對研究而提出的課題(question)被接受,就需要社區探討提出的解決方案。不同的機構可能會提出互不相同且互相競爭的提案;必須要進行探討并達成共識,才能解決分歧。某些方案可能會被接受并經歷各種更改和修訂,而某些方案可能會被拒絕,也可能會增添新的內容。此外還必須要認識到,在中國以外也有人對網絡層的創新感興趣。

上文聲明似乎是在暗示New IP企圖要顛覆互聯網并取代TCP/IP。事實絕非如此!New IP的意圖絕不是取代任何現有的協議。確切地說,它是要為那些尚未連通的網絡提供更多的特性/能力/服務。如果用戶不需要那些特性/能力/服務,那他/她只是簡單地使用現有的TCP/IP。在現有基礎設施中發揮作用的系統仍然會像現在那樣繼續發揮作用。與破壞或顛覆相反,New IP旨在實現能力擴展和增強,以更好地支持未來的創新。

20) C83聲稱當前網絡面臨三大關鍵挑戰:

“第一,由于歷史原因,當前網絡的設計只能面向兩種設備:電話和電腦。 [. .物聯網和工業互聯網的發展會在未來的網絡內引入更多類型的設備。”

“第二,當前的網絡系統有可能變成“孤島”,這種情況應該要避免。

這在很大程度上是正確的;ヂ摼W最初是為了支持計算機而設計的,這是不爭的事實,而且很多人也許不認為普通老式電話也需要連接到互聯網上。而且物聯網和工業互聯網確實出現了當時未曾考慮到的需求,例如Profinet現場設備。很多操作技術(OT)網絡還沒有連接到互聯網。

“第三,安全性與信任度仍然需要提高。”

這是不容否認的事實,我也完全同意。

21) 萬網互聯和通信“孤島”

提議的新協議系統的主要支柱是萬網互聯概念。萬網互聯是指提議的新系統需要聯通的眾多異構接入網絡(例如“連接空間-陸地網絡,物聯網(IoT),工業網絡等”【C83】)。

有一種意見認為“網絡的多樣性需要新的思維方式。”

這并不是一種毫無道理的觀點。應該強調,【MN】中討論的萬網互聯是一種在整個行業已經存在的現象,從網絡技術如何部署到新出現的需求,它都具有廣泛的影響。其目標之一就是克服互聯網的日益“僵化”。這并不是New IP新引入的一種概念。

另一種觀點認為新技術正在開發自己的協議以進行內部通信,且“整個網絡有可能變成數以千計的獨立孤島。”

這種觀點正確。想一下眾多的工業專有網絡。工業網絡和工業物聯網存在幾十種通信協議,而這些網絡還沒有完全連接到互聯網。

22) 在探討萬網互聯時,“New IP”框架提出了一種具有靈活長度的地址空間,可囊括未來所有可能出現的地址類型(IPv4、IPv6、語義ID、服務ID、內容ID、人員ID、設備ID等等)

關于尋址,網絡社區已經朝這個方向發展,而且事實上已經走得更遠?匆豢淳W絡編程、位置與身份標識分離協議(LISP)、主機標識協議(HIP)、數字對象體系架構(DOA)、信息中心網絡/命名數據網絡(ICN/NDN),當然也看一看MPLS標簽的使用方式。有時候我們會看到一些新的IETF(互聯網工程任務組)文稿探討不同的地址以及/或者它們在IPv6中的編碼。在某些工業領域,機器的地址可能是一個ID,長度可能只有兩字節,等等。

看一看現有的互聯網結構。這個結構內包含自治系統(AS),且多數情況下自治系統內部以及自治系統之間會使用相同的IP協議。本來應該是互聯網網關的邊界節點事實上卻是邊界路由器,因為邊界兩側都在使用相同的協議。每個地方的每個人都必須使用相同的固定尋址格式,F在已經很明顯,IETF(互聯網工程任務組)的立場是:在整個互聯網內,所有地方都必須使用128比特的IPv6地址。雖然這帶來了便利,但是它也有局限性,將給某些工業領域帶來一定的成本。畢竟“自治系統”應該是自治的。

為了改進只允許固定格式的現有IP,New IP提出了“自由選擇尋址”方案,這種改進方案可以讓網絡運營商和用戶針對它們的域選擇最合適的尋址系統【NIP】【NDPF】。自由選擇尋址方案允許IPv4、IPv6、LISP、ITU E.164和其他眾多地址。靈活長度地址也是一種可能,它仍處于研究階段。

New IP自身并不決定它會使用任何特定的尋址系統。需要由網絡運營商和應用開發商針對他們各自的域和應用來選擇最有效的尋址系統。因此,IPv4和IPv6仍然能像現在一樣工作。

23) 隨著網絡技術在過去40年中的發展,從300波特撥號調制解調器演變為數千兆位的光纖,互聯網架構已經證明具有很強的適應性。IP與底層網絡技術的解耦提供了靈活性,以支持特定網絡的特定需求,同時允許不同網絡互相連接。表1中列出采用IP協議的一部分網絡技術。

當前的互聯網包含6萬多個獨立的“孤島”。

我們同意,互聯網架構已經成功地包容了為數眾多的底層網絡技術。

同時也需要認識到,“僵化”問題正在越來越嚴重地阻礙互聯網架構內部的互聯網創新!綣RACM】已經指出,我們在網絡之上、之下方和旁邊已經實現了很多創新,但是我們在網絡內部的創新有限。網絡的內部確實改變,我們迫切希望進行內部創新。用戶可編程和軟件定義網絡是邁向“內部網絡”創新的一步。

24) 這些被稱為自治系統,每種系統都選用自己的技術以服務其客戶/用戶,同時利用域間路由協議和雙邊協定來進行互連。

我們都認同New IP的這個特征。事實上,New IP支持自治系統的“自治”,且允許用戶針對各自的域自由選擇最有效的尋址系統。

25) 以往經驗表明網絡互聯涉及的大多數問題(包括“孤島”的形成)都是由非技術性的業務、計費和策略方面的原因造成的。制定一套新的協議系統不會解決這些問題。

有一種觀點認為,現有的IP協議沒有足夠的能力在數據包中表達策略,特別是在諸如工業控制系統之類的關鍵業務領域,因此我們需要新的擴展來表達這種策略以服務于工業。當然,有必要解決商業和經濟問題,經濟刺激和互聯網經濟的再平衡也是需要的。

同時需要指出,業務和計費方面的考慮因素并非與互聯網正交,而且也提出了技術要求。尤其是在計費領域,當前的互聯網實際上存在嚴重的缺陷,這使得計費以及網絡交付的服務等級變得更加困難。這會給新型業務模式的支持帶來障礙。

參考文獻

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

【C83】《“New IP,塑造未來網絡”:建議啟動國際電信聯盟電信標準化部門戰略轉型討論》,TSAG-C83R1,日內瓦,2019年9月23日-27日

【JRACM】J. Rexford,《具備變革能力的網絡》,美國計算機協會通信數據通信專業組2018年主題演講,布達佩斯,2018年

【NIP】,R. Li,《New IP和市場機會》,電氣電子工程師學會高性能交換和路由國際會議主題演講(HPSR 2020),2020年

【NDPF】R. Li, K. Makhijani、L. Dong《New IP:互聯網演進的一種數據包框架》,電氣電子工程師學會高性能交換和路由國際會議特約論文(HPSR 2020),2020年

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

【MN】M. Ammar,《互聯網服務-基礎設施周期、僵化和碎片》,國際電信聯盟電信標準化部門網絡2030焦點組第三次專題研討會主題演講,英國倫敦,2019年2月

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

【TD598】TSAG-TD598,來源:TSB主席,《C83指導文件—New IP:塑造未來網絡》. 日內瓦,2019年9月23日-27日.

原文鏈接:https://internet4future.wordpress.com/

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