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吴建平:融合到互联网的本质环境里的移动化
http://www.edu.cn   2008-12-18 中国教育和科研计算机网 作者:

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  12月18日消息,由中国移动通信集团公司携手中国教育和科研计算机网CERNET网络中心承办的“第二届CNGI工程技术论坛暨移动互联网国际研讨会”在北京举行。这是继第一届移动互联网国际研讨会成功举办以来移动互联网领域的又一次盛会! 清华大学吴建平教授围绕“下一代互联网的挑战与机遇”做主题演讲,他认为无论从移动的角度来看移动互联网,还是从互联网的角度看它,最后会慢慢融合到互联网的本质环境里面的移动化,使高带宽能够实施。

 

  清华大学吴建平教授

  全文如下:


  吴建平:各位领导、各位专家,早上好!我是最后一个发言,争取能够把时间缩短,我发言题目是“下一代互联网的挑战与机遇”,这个题目比较大,但主要是结合中国的情况谈谈我们的看法,我们知道互联网到中国已经14年历史,明年就是15周年,现在已经达到了互联网最多的世界的国家,在过去一年当中我们国家互联网的人数增加了两千万,到底是什么原因,我们把这个答案留给大家回答,我们的IP地址只有1亿6000万不到,占到全球的地址只有6%,我们的国际带宽增加到了将近五百G,所以我们常常感到国内的互联网之间互联互通是不行的,日本在国内的互联互通达到了几千G的量级,所以国内的互联互动还是我们国家互联网的发展重大问题。

  人数的增加尽管是可观的,但是人均的互联网人数,中国只占全球19%,我们国家的互联网发展面临非常严峻的考验,发达国家可以达到70%,在全球经济发展的大潮中,我们经济发展非常快,但是互联网发展还面临着很多挑战,我们想未来中国想达到或者超过世界的平均水平,我们的无线移动网是最大的潜力,目前的互联网毕竟是几十年前设计的,包括IPv4的网也是第一个主干网在美国发生以后逐渐发展演变过来的,但是到目前为止把全球80%的承载在全球的网上,目前的互联网面临着很多的挑战,这个挑战我们最近这些年的分析大概来自于几个方面,一个方面是它的可扩展性,互联网的可扩展性应该说做得非常好,现在已经扩大到这么大的范围,但毕竟是连接计算机的,未来我们希望互联网从连接计算机到连接到更多的电子装置,甚至连接到所有的电器设备,这个增长是目前我们互联网不能提供的,一个是地址空间,IPv4只有43亿,即便是IPv6地址空间无限大,但用现在的寻址的方式,效率也是比较低的,我们在编址和寻址的基础上大踏步的前进,这个面临挑战不光是工程性的,理论性的基础非常薄弱。

  另外一个问题是互联网的安全问题,如果我们没有一个可信任的互联网,很多的应用就不会放到互联网上去,如果不可靠的话,什么前景都是不能很好地去发展,所以它的安全性是未来我们要解决的重大挑战,它的安全性的解决我们在前几年大量在表面,头疼医头,脚头医脚,我们希望在未来从本质上解决它的安全问题。

  第三个挑战就是来自于端到端的高性能,互联网的很重要的特点就是端到端的特征,现在的互联网发展,许多发展过程中的不太恰当的解决方案已经破坏了端到端的特征,需要对现在的互联网体系架构做根本性的变革,像我们现在的移动手机系统,访问互联网本身在两个网的连接上就有很大的瓶颈,对端到端的破坏老在做地址转换,是非常大的伤害,如果能在互联网上直接移动,性能会大大提高。

  第四个关于实时性,互联网是一个尽力而为的网络,如果我们能够使互联网做到实时控制方面有必要大的改善,不一定有非常快的响应,只要在固定的时间内一定能够响应,互联网的应用前景是非常广泛的,我们很多人类的系统都可以放到互联网上。

  最后一个就是我们的移动,今天我们的主题就是移动互联网,移动互联网的概念也是多种多样的,从搞互联网的角度来看,移动互联网有一种观点就是把互联网本身移动化,我们相信无论是从移动通讯的角度来看移动互联网,还是从计算机互联网的角度看移动互联网,最后会慢慢融合,会融合到互联网的本质环境里面移动化,使得高带宽能够实施。

  所以五个方面的挑战是非常严峻的。下一代互联网的研究就是要解决这些挑战,实际上从互联网的发展历史上看,下一代互联网的研究起始于90年代中期,那个时候互联网刚刚大发展,那时候大家想到互联网的发展会碰到类似的问题,当代的互联网在不断发展,新一代的互联网研究也开始,经过十年的研究,下一代互联网的研究有了比较大的进展,主要是大规模的测试床已经在全球建立起来,当然主要是以学术为主的,1997年为了应对未来互联网的发展,LTE把地址空间扩大到了非常大的范围,但是光有扩大范围还不行,现在的互联网实际上是IPv4加上几千个互联网的协议标准才运营起来的,未来在十年当中,围绕IPv6的相关协议不断地出现,使得IPv6这个标准不断完善,实际上工业界也做好了相当的准备对IPv6,像我们的网络制造商,像中国的华为等等公司,他们现在的提供的网络设备都是可以提供IPv6的,这个三年前还是比较薄弱的,现在所有的设备如果不能提供IPv6的功能,估计销售当中会碰到很多障碍,除此之外,我们软件的开发商和终端的计算机提供者,已经大量地提供了IPv6的功能,像微软的windows提供了很多的操作系统,IPv4反而是选择功能,IPv6变成了根本功能。还有很多计算机制造商都已经能提供IPv6的功能。

  除此之外我们今天也都知道,很多知道的国际上比较著名的信息提供服务商,像我们的Google据说在全球已经提供了IPv6的访问,我们知道中国的QQ最大用户群的网站业提供了IPv6的功能,所以这些都是做好了准备。但是在这个情况下,十年的研究,人们还不是很满意它的进展,所以在2005年左右,美国又支持了这个计划,重新检讨下一代互联网的研究,考虑是不是可以重新设计现在的互联网,按照传统的研究进展不太快,也经过了两三年的进展,使得互联网的基础性研究走得比较快,因为互联网这个人类发明的东西基础研究是比较薄弱的,这个和人类历史上其他的重大发明相比有比较大的差距,人类制造了互联网,但对互联网的认识还非常粗浅,这也是一个非常大的理论课题。

  我们来看看互联网的发展历史,如果我们把互联网的技术的形成过程排除掉,在1986年,intemet是一个新的技术,我们今天的技术已经发生了翻天覆地的变化,我们92年发展的WEB技术,还有现在的大量的P2P的技术,从数据到图象到视频的大量传输中,包括各种各样的应用发布都是不断地增长出来的,但是V4协议本身没有变,得出一个结论,互联网实际上和其他的通讯产品和技术不同的,一直是一边实验,一边开发,一边完善的过程,没有说哪一天就到此为止了,如果有的话我们认为IPv6是新的平台和起点。我们现在如果能建成的话,我们知道未来的20年互联网会有更大的翻天覆地的变化,IPv6不等于下一代互联网,这是我们的一点认识。现在可以看全球的IPv4和IPv6的功能,实际上是非常大的,IPv6网非常小,从布局上也可以看出来,亚太地区和欧洲比较密集,美国反而不密集,全球的主干网,欧盟的所有国家的学术网连接了三千多个大学,这些网都是双站的,IPv4和IPv6,当然还有一些商业网的IPv6的网,实际上下一代互联网的研究,如果以IPv6为标志性的建站的话,最近几年是到了非常紧急的地步,最近几年人们老说IPv4会不会用完,人们都在找寻这个问题,本质上来说,应该说没有一个应用只有在IPv4上能用,IPv6不能用的,只是说它们是不同的平台,如果想提供新的业务的话,新的应用才会越来越多。当07年1月份的时候,突然宣布全球的IPv4地址2010年分配完毕之后,引起了非常大的振动,包括很多运营商感觉到IPv6要来临,好多的技术是很薄弱的,像IETF都把IPv4的大规模寻址以及IPv6和IPTV的经验都作为大会的主题,都变成互联网技术界的非常大的课题,这里面带来一系列的问题,怎么转换,怎么建设新的网络,IPv4和IPv6之间能不能相互通讯,都是非常大的挑战。

  在中国实际上我们互联网是一个学习的过程,我们从94年互联网进中国,经历了第一个阶段的学习、建设,和第二个阶段了解互联网的核心技术,现在到了第三阶段,我们现在实际上是可以了解互联网的基础上学习互联网的基础上,我们是不是可以考虑为互联网的做出重大贡献,最近几年国家花了很多的经费开始这方面的研究,从国家的经费上大家可以看出来,早期包括国家自然基金委的,包括973、863的,03年开始我们国家开始了新一代的互联网的研究计划,这个计划其实在国际上还是有相当的影响,它这个计划实际上是国家的八个部委联合经国务院批准组织实施的重大工程,主要的内容是三部分,一个是建设大的实验平台,第二个建设许多的技术开发和应用项目,第三部分是想把这些项目形成的技术转移到我们的产业界,所有的运营商,03年理想的时候,所有的运营商,教育网、科技网,凡是应用主干网的都参与了这个项目,这是我们12月3号发改委组织了阶段总结和成果汇报会,现在我们有一个主要的展览在清华大学,还有两个分展览在中国移动和中国电信研究院,展示了五年来整个成果,这是形成的主干网,主干网全国原计划20个城市29个结点,最后建在22个城市56个结点,有的是覆盖了20个城市,有的覆盖的其中7个城市,有的是5个城市,总之规模非常大,除此之外还有300个伫立网,还有一些国家没有支持,自愿连上去的,现在网的规模非常大。

  以我们教育网承担的CERNET2为例的话,我们还有几点经验和体会,我们主干网连接了全国20个城市,在25个学校有主干网的结点,这是一个比较大规模的覆盖全国的主干网,IPv6是38个城市,现在是20个城市,除此之外我们连接了六个主干网,还有所有的技术,我们自行开发的网,除了全国的主干网以外,从北京连接到欧盟的,连接到亚太地区的还有中国电信在上海的交换中心,分别连接到新加坡、日本、英国,全球商业的IPv6网,中国的下一代示范网形成了全球下一代互联网的重要组成部分。

  我们在做这个项目的时候也有一些经验和自己的一些体会,第一个,我们建造了一个纯IPv6的网,这个之前很多的国家的学术,一般都是建设双站的,我们立项的时候发现双站的网和纯的网有很大的区别,把4和6建在一起的话,很多是不能独立运行的,6是大量地在在一边的,所以03年我们大胆决策,既然我们认定以后IPv6是未来,我们就建一个纯的,继续保持我们要用IPv4,所以我们现在建了两个网,这个在世界上应该是最大规模的纯IPv6的网,在这个里面和其他的运营商、设备制造商也做了很多的合作,真正使纯IPv6运行起来,要克服很多的技术难题,不管怎么样,经过几年运行得非常好。

  我们想要解决互联网的重大技术挑战我们必须有切入点,必须找一些关键的技术问题开始,我们选择了两个技术很重要,第一个我们发现现在了互联网对原地址不做认证的,引起了互联网最大的漏洞,所以我们想在IPv6里面,把地址认证做一个攻关认证,经过几年努力,已经成立了专门的工作组,我们推动了这个事情,以我们中国的实验为标准,RFC5210也正式得到LTE的标准,另外一个我们选择了一个关于怎么转化,我们当时认为,如果我们建一个纯IPv6主干网的话,IPv4的话,如果接到IPv6上,再访问IPv4上怎么解决呢?所以我们提出了4O6的技术,我们成立了工作组专门解决过渡的问题,4925也得到的批准,总的来说我们克服技术挑战方面有两个开始,有很多技术难点需要我们克服。

  除此之外我们有许多的技术和应用示范在这个网上运行,这是多厂商的主干网,在这个主干网里面除了国产设备占到了60%,多厂家的,几乎是全世界核心路由器的种类都在这个上面,另外4O6的实验,大量的应用已经在网上真正实施,一个是大规模的视频系统,学术界的像手术的观摩现在已经定期在网上开通的,还有我们国家的3TNET的上海的863项目也在网上运行,还有IPv6P2P的内容分发也在网上有很大的流量,另外做得很多其他的项目,像传感器网的,像河流水质检测以及矿山的检测瓦斯,检测安全的系统也纷纷起来,还有一个我们真正基于新一代的移动通信技术也已经开通,手机当然和我们现在手机看起来是一样的,但是不支持我们GSM、CDMA,可以真正在互联网上访问。

  还有一个是我们的家庭,家庭的IPv6的设备现在国内很多家电厂商已经介入到这个项目当中,已经在新一代的家电里面开通这个IPv6的功能,除此之外还有交通的监管系统,现在有两个监管系统在我们网上实施,有的通过GPS采集车流量,还有通过IPv6的监控搜集车流量进行分发。

  特别值得一提的是2008年奥运会官方网站我们首次开通了IPv6的官方网站,这是第一次IPv6官方网站在世界上开通,而且在IPv6的应用上率先做了一个表率,从教育网本身过渡来看我们有一套技术,最近我们得到国家进一步的支持,准备对100个学校全面升级到IPv6,我们现在有两个大的主干网,一个是IPv4,一个是IPv6,如果所有的用户4和6都能访问的话,我们其实已经解决了过渡问题,但是我们必须考虑未来2010年以后,如果没有IPv4地址了,校园网以后只能用IPv6地址了,我们要考虑怎么用纯IPv6,另外还有没有升级的话,也要通过一个装置,所以这个装置叫Transition的装置,总的来说在过渡和并存方面我们下一个阶段非常重要的课题,如果这个能解决的话,可以把这个技术推动到商业街,可以推动下一代移动互联网技术的发展,我的报告说到这儿,谢谢大家。(掌声)

  主持人:非常感谢清华大学吴教授给我们做得精彩演讲,吴教授首先介绍了互联网在中国发展的历程,同时也介绍了今天的第一大主题,CNGI,也就是下一代互联网在中国的实践,吴教授深刻地分析了当前互联网面临的诸多的技术挑战,尤其是IPv4地址非常紧张给我们带来的巨大挑战,应该说不仅仅是我们的高等院校在思考这些方面的问题,应该说中国的产业链都在积极地思考非常严峻的问题,我们运营商也在思考这些方面的问题。我们在分析,我们目前获得的IPv4的地址资源到底能够满足多长时间的需求,总体来看应该说IPv6时代迟早会向我们走来,所以我们觉得我们中国的运营商也好,我们的整个产业链也好,应该携起手来共同面对下一代互联网给我们带来的巨大挑战。

  今天的会议我们首先请我们的政府领导,包括我们工程院的领导给我们详细地介绍了中国互联网的战略和相关的政策,接下来我们运营商、互联网公司和高等院校的权威人士都给我们发表了如何面对挑战的各种新的思考和新的观点,应该来说,这些新的思考,新的观点,包括我们国家的这种战略对我们从今天下午开始进行的四个分会场的进一步的研讨起到了一个很好的指导作用。让我们期待今天下午开始的四个分会场的研讨能够进一步地成功,再次感谢各位领导、各位代表给我们做得精彩演讲,再一次感谢各位来宾积极地参与我们的研讨会,谢谢大家,今天下午的会议两点开始,谢谢。(掌声)

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