摘要：首先分析了當前互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)所面臨的新的挑戰(zhàn)，研究了未來互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的發(fā)展情況，接著分析了下一代互聯(lián)網(wǎng)（NGI）協(xié)議標準IPv6，以及互聯(lián)網(wǎng)與下一代網(wǎng)絡（NGN）的之間的關(guān)系。最后，指出電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)三網(wǎng)融合將是未來網(wǎng)絡發(fā)展的必然趨勢。
一、互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)面臨的挑戰(zhàn)
傳統(tǒng)電話和廣播電視等信息網(wǎng)絡的用戶一般只能被動接受服務，與此不同的是，互聯(lián)網(wǎng)在其發(fā)展歷程中一直秉承著“人人參與”的理念，即人人都能夠參與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和創(chuàng)新。互聯(lián)網(wǎng)的每個用戶既可以是信息消費者，也可以是信息提供者。為了實現(xiàn)“人人參與”的理念，互聯(lián)網(wǎng)采用了“端到端透明性”的核心設計原則，即用戶可以利用計算機、手機等終端隨意產(chǎn)生各種信息，網(wǎng)絡只是簡單地、“盡力而為”地傳遞信息而不做任何控制。這種俗稱為“智能終端傻網(wǎng)絡”的體系架構(gòu)簡化了網(wǎng)絡的功能，把信息處理和控制的復雜性最大限度地交給終端節(jié)點（包括服務器和用戶），從根本上提供了人人參與互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和創(chuàng)新的機會。
互聯(lián)網(wǎng)由教育科研的應用環(huán)境向社會化應用場景轉(zhuǎn)變的發(fā)展過程中；出現(xiàn)了很多與體系架構(gòu)密切相關(guān)的問題，如安全、服務質(zhì)量和商業(yè)模式等，使得原來理想化的“端到端透明性”的互聯(lián)網(wǎng)核心設計思想遇到了極大的挑戰(zhàn)。
1.用戶群體發(fā)生變化
互聯(lián)網(wǎng)最初由具有共同愛好的技術(shù)專家設計開發(fā)，在一個規(guī)模很小、關(guān)系密切、操控復雜終端（電腦）能力很強的“小城鎮(zhèn)”內(nèi)的用戶之間自行使用，因此互聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)也就建立在用戶自律和彼此信任的重要假設之上。然而，隨著互聯(lián)網(wǎng)應用范圍的不斷擴大，互聯(lián)網(wǎng)從人人都彼此認識的“小城鎮(zhèn)”發(fā)展到了大家相互陌生的“大都市”，用戶構(gòu)成日益復雜，非專業(yè)人員成為用戶主體，用戶之間的信任度降低，普遍缺乏對智能終端的操控技能，并且不同用戶彼此可能存在利益沖突，使得體系架構(gòu)受到嚴峻挑戰(zhàn)。最初的互聯(lián)網(wǎng)用戶自律和彼此信任的基本假設在用戶群體發(fā)生變化的今天已經(jīng)不復存在，“端到端透明性”為安全攻擊、病毒和其他有害信息的傳播打開了方便之門。
2.應用目的發(fā)生變化
互聯(lián)網(wǎng)初期是由科研團體或政府機構(gòu)管理的非商用的實驗網(wǎng)，而現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到社會化應用階段。“端到端透明性”的互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)割裂了網(wǎng)絡運營商、業(yè)務運營商和用戶三者之間的關(guān)系，產(chǎn)業(yè)鏈不同角色間一些重要功能（如安全）發(fā)生錯位、越位或缺位的現(xiàn)象。此外，機器對機器的通信已成為互聯(lián)網(wǎng)新的應用需求，互聯(lián)網(wǎng)應用中也出現(xiàn)了非智能終端。
二、互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的發(fā)展
互聯(lián)網(wǎng)必將繼續(xù)向社會的方方面面滲透，更加深刻地影響人類的生活和生產(chǎn)方式?；ヂ?lián)網(wǎng)從誕生至今，一直追求的就是不斷降低技術(shù)門檻，為用戶提供一個更安全、更可靠、服務質(zhì)量更高的、更多應用創(chuàng)新能力的、可持續(xù)發(fā)展的開放平臺。未來的互聯(lián)網(wǎng)在很多地方都需要進行改變，但應該繼續(xù)堅持互聯(lián)網(wǎng)所崇尚的“人人參與”的理念。否則，互聯(lián)網(wǎng)將失去前進的動力和方向，就不再是“互聯(lián)網(wǎng)”了。但需要注意的是，堅持互聯(lián)網(wǎng)的理念并不是將“人人參與”所衍生出來的開放、平等、自由和創(chuàng)新等精神絕對化和教條化。開放不等于無邊界和無原則的開放，自由并不是不受任何限制的自由，平等不意味著所有用戶、業(yè)務和應用都必須是一視同仁的。
由于互聯(lián)網(wǎng)的應用目的發(fā)生了很大的變化，而且用戶自律的假設也不再適用，未來互聯(lián)網(wǎng)應對現(xiàn)有的體系架構(gòu)做相應的修正和發(fā)展，以便在新的歷史發(fā)展階段適應新的應用需求。未來互聯(lián)網(wǎng)仍將堅持“端到端透明性”的體系架構(gòu)，但應具有一定的約束條件，即“條件性端到端透明性”。在保證人人能夠繼續(xù)參與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和創(chuàng)新的前提下，通過在網(wǎng)絡中內(nèi)嵌一些對用戶透明的管理和控制機制來抑制用戶的不自律行為，達到平衡產(chǎn)業(yè)鏈不同角色之間的職責和利益的目的。
基于“條件性端到端透明性”核心設計原則的未來互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)，將具有如下典型技術(shù)特征：
●繼續(xù)堅持平等性原則，但在以“盡力而為”作為主要工作方式的同時，鼓勵網(wǎng)絡提供差異化的服務，以滿足商業(yè)模型的多樣化需求。此外，網(wǎng)絡與終端不能完全平等。
●繼續(xù)堅持開放性原則，但應增加網(wǎng)絡對應用的感知和控制能力。網(wǎng)絡對利益沖突或不受歡迎的應用將有能力和手段進行協(xié)調(diào)、控制和懲罰。
●繼續(xù)堅持自組織性原則，但要對其應用場景進行適當控制。應當以適合的手段（例如更好、更可靠的網(wǎng)絡環(huán)境）引導具有典型自組織特征的應用（例如P2P視頻），在能夠抑制用戶不自律行為的可管控的框架內(nèi)發(fā)展，降低網(wǎng)絡安全、商業(yè)模型和服務質(zhì)量等問題的解決難度。
三、IPv6：下一版本的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議
20世紀90年代初出現(xiàn)的IPv6協(xié)議，其主要目標就是在堅持互聯(lián)網(wǎng)基本設計理念的基礎(chǔ)上，通過地址字段的加長來解決IPv4地址短缺的問題，因為地址短缺是當時互聯(lián)網(wǎng)所面臨的最核心問題。然而隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展變化，安全與信任、服務質(zhì)量保證、如何容入無線網(wǎng)絡、嵌入式系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡應用等逐步上升為互聯(lián)網(wǎng)所面臨的核心問題，而地址短缺卻因為各種：IPv4節(jié)約地址技術(shù)的出現(xiàn)和廣泛應用，退居次要位置。
IPv6技術(shù)的核心是擴充互聯(lián)網(wǎng)地址的數(shù)量，它并沒有改變互聯(lián)網(wǎng)原有的設計理念和網(wǎng)絡體系架構(gòu)。然而，互聯(lián)網(wǎng)設計之初所堅持的核心設計原則和網(wǎng)絡體系架構(gòu)，在今天已經(jīng)不適應互聯(lián)網(wǎng)的實際應用，互聯(lián)網(wǎng)目前所面臨的很多難題，包括安全、服務質(zhì)量等，其產(chǎn)生根源都與之相關(guān)。因此，新一代互聯(lián)網(wǎng)必須對現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的設計理念和體系架構(gòu)做出調(diào)整，才能真正解決這些問題。
發(fā)達國家（如美國）認識到了目前互聯(lián)網(wǎng)問題的嚴重性，為了保持其在信息領(lǐng)域的全球領(lǐng)導地位，開展了很多關(guān)于新一代互聯(lián)網(wǎng)的研究計劃和項目。近兩年，這些項目集中在傳感器系統(tǒng)網(wǎng)絡、可編程的無線通信網(wǎng)絡、廣義聯(lián)網(wǎng)以及未來互聯(lián)網(wǎng)設計等幾個方面。其中涉及未來互聯(lián)網(wǎng)設計的項目主要包括：未來互聯(lián)網(wǎng)計劃（Planetlab）、未來Internet網(wǎng)絡設計（FIND，F(xiàn)utureInternetNetworkDesign）行動、全球網(wǎng)絡調(diào)研環(huán)境（GENI，GlobalEnvironmentforNetworkInnovation）計劃、麻省理工的（FARA：ForwardingDirective，AssociationandRendezvousArchitecture）模型和加州大學13網(wǎng)絡體系架構(gòu)研究等等。
GENI計劃是其中最有代表性的一個。其目標包括尋求Internet新的核心功能（如新的域名技術(shù)、尋址技術(shù)和認證架構(gòu)）、增強的網(wǎng)絡功能（包括增強的安全可信架構(gòu)和高可用性設計）和新的Internet服務和應用。希望通過GENI項目研究15年或更長時間內(nèi)人類社會對Internet的需要。
為了實現(xiàn)以上目標，美國國家科學基金會提出了GENI計劃的原始創(chuàng)新原則，除了以下三個原則之外，其他任何顛覆性的建議都有可能得到支持。①光纖通信不變；②采用基于麥克斯威方程組的電磁波傳送不變；③Internet即網(wǎng)際互聯(lián)不變。在此基礎(chǔ)上，GENI計劃明確了其將采取的基本研究思路：有別于傳統(tǒng)的端到端透明的互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，以自頂向下的方式設計新一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)。
雖然10多年前IPv6被選擇作為下一代互聯(lián)網(wǎng)（NGI）協(xié)議，但目前看來IPv6繼續(xù)沿用了現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)，所能夠解決的核心問題與互聯(lián)網(wǎng)目前所面臨的關(guān)鍵問題之間出現(xiàn)了明顯的偏差，難以給互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶來革命性的影響。因此，IPv6只是一種改良性的技術(shù)，從下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議退化為下一個版本的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。
四、互聯(lián)網(wǎng)與NGN
關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)與電信網(wǎng)的關(guān)系，業(yè)界存在很大的爭議。概括起來，二者的關(guān)系大致有兩種：
●互聯(lián)網(wǎng)是電信網(wǎng)的發(fā)展和延伸。即固定和移動電話網(wǎng)只是電信網(wǎng)絡發(fā)展的初級階段，而互聯(lián)網(wǎng)的誕生和發(fā)展成熟（包括NGN）是電信網(wǎng)絡新的發(fā)展階段，是對傳統(tǒng)電信網(wǎng)的繼承和發(fā)展。
●互聯(lián)網(wǎng)是重疊在電信網(wǎng)上的新型信息網(wǎng)絡。即可以把電信網(wǎng)理解成只是為互聯(lián)網(wǎng)提供接入和傳輸比特的管道，互聯(lián)網(wǎng)和電信網(wǎng)的關(guān)系相對簡單，是承載和被承載的關(guān)系。
關(guān)于NGI與下一代網(wǎng)絡（NGN）的關(guān)系，業(yè)界也有兩種典型的看法。一種是電信界的看法，認為NGI是NGN的重要組成部分，兩種技術(shù)互相借鑒，在競爭中發(fā)展；NGI并非NGN必由之路，NGI不是電信的最終目標。另外一種是互聯(lián)網(wǎng)界的看法，認為NGN是未來互聯(lián)網(wǎng)的組成部分，是一個很好的發(fā)展方向；雖然NGN不會是未來互聯(lián)網(wǎng)的全部，但卻是重要的發(fā)展方向之一。二者的看法顯然存在分歧，但是都認為對方是其組成部分之一。
主張NGN的聲音主要來自電信界，標準組織以ITU-T為代表，主要關(guān)注的是融合、架構(gòu)、商業(yè)模型、互聯(lián)互通、安全、QoS信令、固定移動融合（FMC）等。主張NGI的主要來自傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)（計算機界），標準組織以IETF和W3C為代表，主要關(guān)注的是安全、IPv6、音視頻通信、P2P、即時通信、虛擬專用網(wǎng)（VPN）和Web2.0等。
