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谁可以决定互联网的未来?

2020年06月18日 19:31 CERNET 点击:[]

谁可以决定互联网的未来?
2020-05-13 中国教育和科研计算机网

  日前,曾担任国际互联网协会ISOC、互联网体系结构委员会IAB、互联网工程任务组IETF主席的Brian E.Carpenter教授发表了《谁可以决定互联网的未来》(《Where to Discuss a New Internet?》)一文,回顾了互联网规则制定的过程,分析了相关组织与单位为未来互联网制定规则的可能性。全文如下:

  大约15年前,在几个国家有一些打着“未来互联网”或“彻底重新设计互联网”等旗号启动的研究项目。这些项目的通常观点是互联网有很多基础性工程问题,需要进行一次根本性的彻底改革。这些项目大部分是有趣的,富有成效的,并成功地实现了其研究目标。其中一些已经产生了有价值的成果,如App定义网络SDN。然而,大家可以肯定的是,基于这些项目的技术没有得到广泛使用,除非它是增量的和向后兼容的。“彻底重新设计”是不可能的,因为互联网就在这里,无处不在,并且全面运转。它是如此普遍,以至于编辑们通常用小写拼写它,就像大家呼吸的空气一样。只有一步一步的变化是可以想象的。即便大家未来拥有新互联网,它也将是通过进化,而不是革命得来的。

  更久以前,在20世纪90年代早期,互联网工程任务组(IETF)观察到,如果不采取任何措施,互联网上每个数据包的基本互联网协议(IP)地址可能在20年内用尽。IP地址指的是数字地址,只有技术意义,通常写法如192.0.2.123。封装的底层是二进制数,而且只有大约40亿个。(确切地说,2^32,即4,294,967,296,减去一些由于技术原因而无法使用的地址。)一个消息源称,“截至2019年6月中旬,全球共有4,536,248,808名独立互联网用户。”那么为什么大家不是一团糟并导致新用户无法加入呢?有两个原因可以说明为什么互联网还没有耗尽动力:

  发明于20世纪90年代的一种相当混乱的技术叫做网络地址转换(NAT)。

  被称为IPv6的新IP版本的逐渐引入,它允许远远超过40亿个地址。IPv6也是在20世纪90年代发明的,但直到现在才被差不多30%的互联网流量所使用(新冠病毒COVID-19大流行期间的流量模式改变引起了显著增长)。

  这一切告诉了大家什么?我认为是如下几件非常重要的事情:

  1.互联网已经根深蒂固,根本无法改变。改变IP数据包的基本概念就像试图拆毁世界上每一条道路和步道,用单轨铁路取而代之。这不会发生的。即使变化真的发生,也会是在几十年的时间跨度中发生。

  2.工程师很聪明。一旦他们发现IPv6的广泛部署需要很多年的时间,就采用了这个混乱的解决方案(地址转换),并反复研究,直到它成为一个有效的权宜之计。

  3.即使是从一开始就有计划的从旧IP升级到IPv6,也是非常困难的,用了20多年才达到30%的普及率(GOOGLE统计数据)。

  4.最重要的决策者不是为互联网编写技术标准的人(像我),也不是制造构成互联网的产品设备和App供应商,更不用说政客和政府官员了。他们是购买、安装和运行设备和App的成千上万的时时在协助用户的网络运营商。运营商在乎成本,但对性能、可靠性和复杂性更敏感。而且,他们质疑改变,认为改变会导致不可靠。即便要有新互联网,也只有运营商决定这样做的时候才会发生。

  5.运营商避免大的改变。新技术只能一小步一小步地融入互联网。例如,GOOGLE花了十年时间才使得其IPv6流量从0.25%增长到30%。是十年!标准里怎么写和厂商怎么卖都无关紧要。重要的是运营商买什么和安装什么。

  那么,对于2020年新一轮彻底改变互联网基础技术的NewIP提议,大家能说些什么呢?在哪里可以进行最有效的讨论?这个话题最近出现在媒体上,英国《金融时报》发表了几篇相当漫不经心的文章(在软付费专栏,所以我就不引用它们了),米尔顿o穆勒作出了精彩反驳。HUAWEI现在是世界上最大的电信供应商之一,对互联网的未来有想法并不奇怪(我曾为HUAWEI做过几年的咨询)。他们在参与电信标准的主要组织(如国际电信联盟(ITU)和IETF)中概述他们的想法,这并不奇怪。这甚至不是资讯,即便英国《金融时报》才刚刚听说。
https://www.internetgovernance.org/2020/03/30/about-that-chinese-reinvention-of-the-internet

  互联网协会也加入了这场争论,并提出了一份讨论文件草案。虽然它提出了许多好的观点,包括在考虑详细的技术建议之前需要对需求有一个清晰的理解,但它(在我看来)没有充分解决主要的困惑:战略讨论和决策将在哪里进行?

  新需求

  Internet基础设施的一些新需求是基于对其已知缺陷的观察。为什么视频流有时会被阻塞一段时间,并显示一个关于“缓存”的烦人信息?为什么视频直播有时会死机?为什么访问网页有时会比其他时候来得慢?为什么Internet服务提供商有时会报告说他们受到无法追踪来源的垃圾消息持续攻击(“分布式拒绝服务”)?如何才能为有需求的用户自上而下地保证隐私呢?

  其他新需求是基于技术预期。例如,高清视频之外还有什么呢?像全息视频或远程虚拟现实这样的东西如何在互联网上传送?如何在工厂现场使用互联网技术对严格时序要求的机器人系统进行实时控制?如何利用它在大量相邻车辆之间进行超可靠的快速通信来增强自动驾驶汽车的安全性?

  这里不是详细讨论的地方,但事实是现有互联网技术根本无法满足这样的需求。当你的自动驾驶汽车快速驶入繁忙的十字路口时,你不希翼看到“缓存”。

  当然,关于如何满足这些需求,许多不同企业和国家的研究人员提出了新的技术想法。显然,英国《金融时报》和互联网协会对HUAWEI的贡献感到惊讶。我不感到惊讶。也许与众不同的是,它采取的是战略而不是战术的方法。但对于一家重要的电信企业来说,这并不是什么令人惊讶的事情。

  谁来决定?

  谁决定互联网的未来?谁决定哪些想法将被开发成标准和产品,哪些将被丢弃?这个问题没有简单的答案。30年来,学术界,硬件制造商,App提供商,电信运营商,专业互联网服务提供商和专业用户之间一直存在着复杂的相互作用。大家今天看到的互联网就是结果。没有人拥有互联网,也没有人拥有最终的决定权。没有人。它更像是一个蜂巢,有集体意志。这就使得做出明确的战略改变异常困难。(再说一遍,IPv6达到30%已经用了25年。)

  所以,这篇文章题目问题的简短答案是“嗯?”。让大家试着找到一个稍微长一点的答案。想想蜜蜂。

  蜂巢是如何做决策的?这个很好理解。个体蜜蜂随机发现食物来源(花蜜),返回蜂箱,并向同伴指示距离和方向。随着越来越多的个体带着同样的信息返回,甚至更多的蜜蜂去吃同样的食物,直到它们耗尽为止。这个过程无限期地重复着,没有一只蜜蜂做出战略决定,转向新的食物来源。除了早期的ARPANET是一个自成一体的项目外,这就是互联网做所有决定的方式。发挥作用的技术就是获胜的技术。这就是为什么IETF的座右铭变成了“大致共识和可运行代码”。尽管在Internet标准化中存在一个决策点(IETF的共识声明),但没有通过运行代码(即市场上部署的硬件和App)验证的决策是徒劳的。

  要充分理解这在互联网的成功中有多么重要,大家需要简单回顾另一段早期历史。从19世纪70年代中期开始,也就是ARPANET转变为互联网的几年之前,世界上三个“官方”国际标准组织(ISO,IEC和ITU)在“开放系统互连(OSI)”的旗帜下,与学术界和工业界联合制定正式联网标准。这不是在真空中完成的;许多人已经在从事实际的网络工作,如来自ARPANET的人,都参与其中。但它几乎完全失败了,而获胜的正是互联网蜂巢所采用的标准。为什么?许多编辑已经回答了这个历史问题,但我本人的答案是,Internet人员在构建和运行网络的同时开发了他们的标准,而OSI人员则在很大程度上试图提前开发标准,并强调形式上的正确性,而不是运行代码。这简化了一个非常复杂的问题,但我认为这是问题的本质。到1995年,当万维网突然出现(运行代码,而标准不完善)时,OSI实际上已经死亡。

  这里的教训是,对于像互联网这样极其复杂的东西,先发制人的、理论上的标准化是行不通的。任何在未来互联网上使用这种方法的尝试都将失败。人类还不够聪明;大家需要蜂巢效应。

  那么,大家还能在哪里讨论战略呢?

  理论上,有许多地方可以进行关于未来需求和未来技术的战略对话。如下这些可供考虑:

  学术界。世界各地许多计算机科学和工程学院都有网络技术专家;他们中的许多人都渴望通过同行评审的出版物、研讨会和会议等常见机制为战略讨论做出贡献。然而,他们中没有一个对整个互联网具有决定权。

  互联网协会(ISOC)。ISOC在全球拥有约68,000名个人会员。(我自1992年以来一直是ISOC的成员,并在ISOC董事会任职数年。)在哪里更好地讨论网络的未来?ISOC成员来自各行各业;其中很多是用户,而不是运营商或技术人员。他们有广泛的意见。然而,即使ISOC利用其机制与成员协商,即使ISOC就满足Internet未来需求的最佳技术策略达成某种共识,也没有人会有丝毫义务采纳其结果。

  联合国。鉴于联合国在解决世界重大问题方面的表现,我认为没有必要讨论它为解决互联网设计技术战略的可能性。

  产业联盟。理论上,该行业一些大企业可以聚在一起选择一个战略。实际上,这是不现实的:众多的国家里有众多参与者,他们的利益完全相互冲突。大家所能期待的只是众多的竞争策略。

  标准组织。如上所述,25年前,ITU/ISO/IEC均未能满足全球数据网络的需求,这令人吃惊。当然,它们(以及它们的支线组织ETSI等)已经取得了一些巨大成功,特别是在移动电话和许多其他电信基础设施领域。他们擅长于此,也不是未来互联网的敌人,但没有任何理由期待他们能成为互联网技术战略的论坛。(事实上,ETSI已经犯了错误:参见非IP网络。)
https://www.etsi.org/newsroom/press-releases/1749-2020-04-etsi-launches-new-group-on-non-ip-networking-addressing-5g-new-services

  还有许多其他标准组织对互联网有浓厚兴趣,例如万维网联盟,宽带论坛和3GPP。但没有一个能够涵盖Internet基础设施的全部内涵。

  相比之下,IETF是显而易见的候选人。它控制着现有互联网标准,这些标准是未来标准的必然起点。IETF已经通过一份联络声明对国际电联的讨论做出了回应。然而,IETF在专注小的、可分离的工作项(有时称为“片断部分”),回避大的、战略性的问题方面有着悠久的历史。与IETF密切相关的互联网研究任务组在这方面几乎没有什么不同。25年的IPv6设计和部署时间跨度是我能想到的唯一例外,这对IETF来说是极其痛苦和不自然的。仔细阅读IETF的使命声明:IETF的使命是通过产生高质量的相关技术文档,影响人们设计、使用和管理互联网的方式,从而使互联网更好地工作。读一读《互联网体系结构原则》(我是该文档的编辑)。IETF的互联网体系结构委员会(IAB)试图提供“对互联网所使用协议和过程的体系结构的监督”(来自IAB宪章,我也曾参与编辑)。但是,它没有技术控制权。控制权归属于蜂巢。因此,尽管IETF是显而易见的选择,但它充其量只能充当讨论的集中地;它不能决定战略,因为没有任何一个组织可以这样做。

  大家坚持把蜂巢作为战略决策的模型。从某种意义上说,互联网将自行决定未来。就近期而言,我认为IETF是最好的讨论论坛,尽管它不是决策点。

  编辑概况

  Brian E.Carpenter,奥克兰大学荣誉学者。他曾在欧洲核子研究中心和IBM工作,并曾担任互联网体系结构委员会IAB主席,互联网协会ISOC董事会主席和互联网工程任务组IETF主席。他是《网络极客:他们如何构建互联网》一书的编辑,也是50多篇互联网RFC(请求评论)文档的编辑或编辑。他还曾在北京为HUAWEI提供技术顾问。

  本文编辑:Brian E. Carpenter,翻译:张登科

  原文请点击>>Where to Discuss a New Internet?

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