在当今社会,网络的作用毋庸置疑,它不仅充斥于我们日常生活中的时时处处,更为重要的是,一个国家的经济运行,政治活动,甚至是国家安全都与互联网技术息息相关,因此,对下一代互联网的研究不仅具有重大的理论价值,还有深远的实际意义。本文就针对下一代互联网技术的相关问题进行一定的分析与研究。

1 下一代互联网的发展简介

第一代互联网研究始于二十世纪七十年代,研究方为美国,主要用于军事用途。1994年正式投入商业运营。到了今天,互联网的作用已经远远超出了军事以及商业范畴,深入到了各个领域。但不可忽视的是,互联网作用巨大的同时,也有很多弱点,这些弱点正随着网络的飞速发展而日益突出,成为我们不得不面对的问题。

在诸多缺陷之中,IP地址的有限性尤其重要,亟待解决。所谓IP地址,是指在互联网中用以使每一台计算机独特化、专有化的标识,而在全世界的网络中,每一台计算机所拥有的IP地址都是独一无二的。决定IP地址的是其编码协议,现在所使用的是第四版的互联网协议,即大家所知的Ipv4,由于此协议下编码的位数是32位,因此地址的总个数是2的32次方个,约为42亿。在总数量本不多的情况下,还有着分配不均的问题,突出体现在,美国利用其互联网技术起步最早、发展最快的优势,强制性地控制着全世界远远过半数的IP地址,大大限制了其他国家拥有的地址数量,而分配到我国,则更是小部分中的少数。与如此首先的IP地址相对的,是我国巨大的网络需求,这些都使得网络的便捷性、安全性大打折扣,严重制约着我国互联网的发展,迫切要求新一代IP协议的出现。

90年代初,人们就开始讨论新的互联网络协议。IETF(因特网任务工程组)的IPng工作组在

1994年9月提出了一个正式的草案“The Recommendation for the IP Next Generation Protocol”,1995年底确定了IPng的协议规范,并称为“IP版本6”(IPv6),同现在使用的版本4相区别,1998年作了较大的改动。

下一代互联网协议IPv6能够无限制地增加IP网址数量、拥有巨大网址空间和卓越网络安全性能等特点的新一代互联网协议。IPv6地址分为三大类:Unicast(单播)、Multicast(多播)、AnyCast(任播或泛播)。IPv6地址共有128bit,采用冒号分十六进制法表示,分为八节,每节十六bit。

2 下一代互连网的优势

2.1 大大增长的IP地址数量

正如上文说述,在现行的第四版互联网协议之下,由于编码位数是32位,IP地址的总数只有2的32次方个,而这在下一代互联网中得到了根本的改善。在新互联网技术之下,IP地址的编码将升级成为Ipv6,地址编码的数位也由32位增加到了128位,这样,较之于2的32次方个,下一代互联网之下的2的128次方个IP地址在可预见的未来都大大地超出了人们的需求。于是,更全面更普及的数字化成为可能,不只是计算机,各种电子产品,甚至是日常生活中的家电都能够在互联网上占有一席之地。

2.2 惊人的传输速度

较之于现在的互联网,下一代互联网的一个明显变化就体现在信息输送的方法上,在新方法之下,我们能够体验到更快速更高效的网上生活。毫不夸张的说,那时网络的传输速度能够达到现在的成千上万倍。除了速度更快之外,网络所涉及的领域,服务的种类与内容亦将大大拓展,现在受众还十分有限的一些网络活动,如节目多的难以选择的数字电视,虽相隔万里却如近在咫尺的网络可视电话、在线会议,模拟驾驶模拟运动等各种现实活动的模拟化,在线求医问药,网络课堂等都将走入普通人的生活,使得互联网的便利无处不在。

2.3 安全系数的显著提升

在现有的网络之下,由于互联网安全措施的缺乏,经常出现网上病毒传播,黑客侵入他人电脑,垃圾邮件泛滥等问题。不仅给他人的生活带来了很多不便,更为严重的是,很多机密信息,个人隐私被别人所知悉,甚至公之于众。为了解决这些问题,下一代互联网有针对性地采取了一系列措施以加强网络安全。此外,上文所说的IP地址数量的大幅增加,也有利于锁定黑客,病毒传播者,垃圾邮件的来源,这也能够有效地减少安全隐患。

2.4 IPv6增加了增强的组播支持以及对流的支持

这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会,为服务质量控制提供了良好的网络平台。

下一代互联网的优点不仅仅体现在上面所说的几点,极强的综合性也是其一大特征。这首先体现在各种技术的综合运用之上,相应的,也会促进综合技术产品的研发。此外,固定的网络,移动的网络等各种网络相互交织,互相配合,作为一个有机整体将更好地发挥作用。同时,各式各样的网络服务也会趋于一体化,增加互联网服务的综合化,系统化。在综合性网络,综合性业务的铺垫之下,各种服务业之间也必然走向结盟,实现互利共赢的局面。

3 下一代互联网发展面临的主要矛盾

3.1 网络体系结构的单一可扩展性和网络功能的复杂多样性之间的矛盾

虽然人们认为,采用“边缘论”作为指导思想的基于尽力而为的互联网是体系结构可扩展性最好的网络,但是这种体系结构的可扩展性也仅仅局限在网络互联互通的角度。在支持新的服务方面则表现出越来越多的局限性。例如,很难对组播进行支持,也很难支持大量主机都处于不断移动状态的情形。这些问题出现的主要原因都是由于尽力而为的服务模型只考虑了互联互通的扩展性目标而没有考虑互联网络在服务等其他方面的可扩展性问题。目前的网络体系结构在地址空间、寻址和路由方式、服务类型等方面都很难进一步扩展。

3.2 未知的网络行为与确定的传输控制目标之间的矛盾

基于分组交换的互联网络的流量模型和行为模型还没有得到很好的研究,目前虽然在大规模网络的流量分析中得到了一些基于自相似和长相关的理论成果,但是这些成果背后的科学指导作用还有待进一步发掘。由于流量模型和行为模型的缺乏,导致人们对大规模网络的控制和管理缺乏理论指导,还停留在直观和经验的基础上,这也远远不能满足要求网络提供更好的服务质量的需求。

3.3 网络的脆弱性和安全可信需求之间的矛盾

互联网络作为一个巨大的系统工程,它有其固有的脆弱性。网络上聚集了大量的硬件系统和无数的应用软件,每一种硬件或者软件的缺陷都有可能被利用来对网络进行攻击或者恶意破坏。那么,如何从理论上分析网络的脆弱性并对其进行保护是还没有解决的难题。网络在保证自身安全的基础上,还必须为应用提供所需要的安全功能。如何在应用规模不断增长,性能要求不断提高的前提下保证其安全是一个困难的问题。

3.4 网络体系结构的相对稳定性和网络服务需求的复杂多变之间的矛盾

新一代互联网络的复杂性和多样性使得人们急需对如何构建大规模互联网络服务的理论指导。如何根据新一代互联网络的体系结构建立相应的服务模型,如何快速灵活地为用户提供具有高可用性、良好互操作性和高性能的服务,如何对现有的服务进行协调为端用户提供可重用的服务,如何对服务进行管理,都是困难而极有价值的理论问题。

综上所述,IPv6之下,机遇与挑战并存,作为一个互联网和移动通信大国,在下一代互联网标准和资源分配中占领主动地位是目前我国信息产业发展的重中之重。IPv6作为互联网的核心基本技术,将带动大量相关技术和服务的发展,提升信息产业的整体实力,为中国的信息产业带来新的发展机遇。下一代互联网,有可能打破现有网络经济的格局,而经济格局的打破,必然给整个社会发展乃至国家带来变化。