解析新一代互联网:每一颗沙子都拥有一个IP地址

目前，亚太地区已出现IP地址的交易。截至目前，全世界IP地址仅剩6%，且有一小部分无法完全分配，全世界约45亿个IP地址今年接近枯竭。采用新一代互联网，IP地址数量将从2的32次方增加到2的128次方，其数量之多可以这么形容：如果地球表面铺上一层沙子，那么每一颗沙子都可以拥有一个IP地址。
　　清华大学教授吴建平在学校食堂吃饭时，听到邻桌的人在议论：经常要到清华来上“IPv6网”，因为“速度实在太快”。吴建平听了很开心，清华的这个“IPv6网”正是他领头建成的第二代中国教育与科研计算机网络，清华大学是这个网络的国家中心，这张网也一直被习惯地称作“下一代互联网”。
　　在亚太地区，目前已出现IP地址的交易。据预测，2010年全世界的所有约45亿个IP地址将被耗尽。而任何计算机或者设备接入互联网的前提是必须要有一个IP地址，显然，互联网的壮大因此陷入了艰难的瓶颈期。这也正是身为“973”计划新一代互联网体系结构项目首席科学家的吴建平正在想办法解决的问题。
　　全球互联网升级扩容，让地球上每一颗沙子都拥有一个IP地址
　　记者：新一代互联网的具体含义是什么？
　　吴建平：新一代互联网是一个没有统一定义的概念，但它肯定是一个与现在互联网不同的网络。核心概念是：既能保持现有互联网优势，又能解决互联网面临的挑战与问题的新一代互联网。
　　可以肯定的是，新一代互联网不是现有互联网的修修补补，两者之间应该是个升级换代的关系。
　　记者：为何会提出建设新一代互联网？
　　吴建平：在今年全球IP地址彻底枯竭后，各个国家将迅速转向新一代互联网。
　　地址协议是互联网信息传输的规范和标准，是互联网赖以存在的基础，也是我们数字化生活的基础。现在的互联网是建立在IPv4协议基础上的，这个协议所“产生”的IP地址约有45亿个，由国际组织分配，如美国3亿人口，拥有15亿IP地址，日本有1.7亿IP地址，韩国则有8000万IP地址。但随着现有IP地址基本耗尽，基本上已经没有地址可分配了，世界互联网发展将受严重限制。
　　我国是IP地址严重匮乏的国家，据权威统计，截至去年底分配到的地址只能让每个上网的人平均只有0.6个IP地址，低于美国的人均5个，日本的人均1个。随着互联网发展和网民数量的扩大，人均IP地址数将逐年下降。目前我国互联网普及水平约是28.9%，发达国家高达70%左右。今后国内互联网用户数量还将翻番，IP地址匮乏的现象将进一步加剧。
　　记者：新一代互联网是怎样解决IP地址枯竭问题的？
　　吴建平：大多数国家和科学家已达成共识，新一代互联网将继续采用IP地址协议，但采用的是“IPv6”版本的地址协议。这也是IPv6网几乎成为新一代互联网代名词的原因。
　　采用“IPv6地址协议”，IP地址数量将从2的32次方增加到2的128次方。有人诗意地形容新一代互联网IP地址的数量之多：如果地球表面铺上一层沙子，那么每一颗沙子都可以拥有一个IP地址。
　　新一代互联网需要继承互联网的优秀“DNA”
　　记者：有专家把新一代互联网称做“下一代互联网”或者“未来互联网”。这仅仅是称谓上的不同，还是技术方向上有差异？
　　吴建平：“新一代”和“下一代”其实是一样的，只是不同的说法。比如我们在“973”项目里，采用“新一代”的说法，在有些国家级科研项目中，则使用了“下一代”，也有人用“未来互联网”的说法。这三个词我认为都是一个意思，如果统一起来会更加明确。
　　记者：新一代互联网在技术方向上是否有争议？
　　吴建平：技术方向上主要有三种不同观点：一个继续走现在的IPv4协议老路，通过地址转换解决地址不足需求；二是继续采用现在互联网的地址协议，但是利用新的IPv6版本解决互联网面临的挑战；另外一种是彻底推翻现有互联网体系，重新建立新的互联网。
　　我们认为，第一个路线仍然无法解决IP地址枯竭的问题，第三个路线是走极端，这方面很多年来一直没有一个整体性的方案或者成熟的路线出现。
　　记者：那为什么选择“IPv6”这个版本的互联网地址协议作为新一代互联网的基石？
　　吴建平：这实际上也是经过多年的研究后逐渐形成的一个共识。我们在总结互联网为什么能够成功时，认为互联网有几个基本的“DNA”，也就是它的几个特征。以现在互联网的“IP”技术路线为例，它在技术上的包容性，在用户和应用上的开放性，都是互联网在“进化”过程中应该继承的。IPv6协议就很好地继承了这些“DNA”。因此，我们认为，采用IPv6协议发展新一代互联网是一条合适的道路。但这并不是说有了IPv6协议一切问题就迎刃而解。IPv6协议是新一代互联网的要素之一，也是必需的一个平台，但还需要在此基础上开发更多的东西，并通过克服一些核心技术难题，循序渐进地过渡到新一代互联网。
　　所以我们经常说，IPv6网是新一代互联网，但新一代互联网并不仅仅就是IPv6网。IPv6网络现在还有很多技术问题没有解决，包括许多过渡期和运营的技术问题。
　　新的互联网可无限扩展，比现在互联网快100到1000倍
　　记者：您能否给我们描述一下，接入新一代互联网后会是一番什么样的情景吗？
　　吴建平：新一代互联网将给我们的生活带来巨大的改变，很多是无法想象的，就像现在的互联网诞生了满搜索引擎、电子邮件、电子商务等传统社会不可想象的应用和服务。
　　当然也有一些现在可以预料到，比如未来的网络视频都将很容易实现高清，一般不再会有延时与跳帧，画面不会“卡住”。再比如，每一个电子设备都可以有自己的IP地址，实现物物相连，从而将信息世界和现实世界连接在一起。数字化、互联化的生活将会真正普及。
　　记者：具体而言，新一代互联网和现在的互联网有什么区别？
　　吴建平：新一代互联网与这一代互联网的区别，大概有这么几点：更大、更快、更方便、更安全——
　　更大，就是解决了IP地址资源问题，使得互联网可无限扩展。
　　更快是将比现在互联网快100到1000倍。现代的宽带概念更多是一种接入概念上的宽带，不是真正的宽带。新一代互联网强调端到端的高性能，未来两个点之间宽带至少将达到100M以上，而一个高清电视所需要带宽是30M。现在的网上直播看似实时传输，实际上要通过好多道接口，而且还存在对传输信道资源的竞争，不是真正的实时。未来这方面将大为改善。
　　更方便，是说未来互联网将是伴随移动终端大行其道的无线互联网时代，可随时随地上网，上网成本将比3G便宜几十倍以上。
　　更安全，则是指从互联网体系着手解决根本性的安全问题，而不是表层的修补。新一代互联网从体系设计上将更加安全，比如不仅要管一个数据包到哪里去，还要解决从哪里来的问题，对网络安全的应对与处理将更加主动和根本。现在的互联网传输数据过程中，发送数据方的身份是可以假冒的，导致没有人对传输的数据负责。比如一个网站被攻击，攻击发起地并不一定是这个数据所显示的发送源头地址，这是互联网目前很大的缺陷。
　　两代互联网将在不知不觉中过渡，国内目前尚无明确时间表
　　记者：我们什么时候能用上新一代互联网？用新一代互联网需要更换现在的电脑吗？
　　吴建平：实际上，我们现在已经有部分人用新一代互联网了，比如清华大学等高校里就有IPv6网。但需要说明的是，互联网有实验物理学特性，不是某一天搞一个切换就变成新一代互联网了，它是一个渐进的过程，是不断成熟、不断发展的过程。新一代互联网毕竟与现在互联网不同，对相关设备、软件的确都需要改变。
　　我们目前正在解决的核心技术之一，就是在用户不知不觉中实现两代网的切换过渡。
　　不过，就目前看，新一代互联网的正式铺开在国内还没有一个明确的时间表。目前，新一代互联网或者说是下一代互联网还主要局限在高校，目前有300多所高校接入或建设了IPv6校园网。
　　记者：国际上对于新一代互联网有什么计划？
　　吴建平：很多国家都有相关的一个国家计划或时间表。美国政府制定了其向IPv6过渡的路线图和时间表，明确2012年运营商将能提供支持纯IPv6的服务；欧盟2008年提出在2010年首先实现25%用户转移到IPv6网络上；澳大利亚政府信息管理办公室2009年发布计划，将其向IPv6过渡的截止期限由2015年调整为2012年。
　　日本、韩国均制定了其IPv6行动计划，目前基本已实现现有应用对IPv6协议的支持。其国内制造和使用的电脑，是支持访问IPv6网站的。
　　记者：国内IPv6网络的发展水平如何？
　　吴建平：我国非常重视下一代互联网或者说是新一代互联网的研究与建设，2003年启动了我国下一代互联网示范工程，其中中国教育和科研计算机网就承担建设了这个工程的核心网，也就是现在的第二代教育网。2004年，第二代教育网建成为世界上最大的一张纯IPv6网络，作为新一代互联网的实验平台。这张网接入了国内300多所高校，是一个开放的平台，大家都可以用它来做新一代互联网的各种试验以及体验。
　　在IPv6网建设上，我们起步比较早，还比较有优势。但目前亟需制定国家规划与时间表，以加快新一代互联网在中国的建设。否则就会落后其他国家，在以新一代互联网为平台的巨大的应用开发方面失去先机。
　　就新一代互联网，我个人认为，学界和产业界应该从战略高度去提高认识，提高紧迫性。互联网已经成为从传统产业升级为现代产业的引擎，新一代互联网技术对中国互联网发展是一个机会，对国家的发展也是一个重要机会。