互联网体系结构的一点认识

中国科学技术大学软件学院-王香港-原创作品转载请注明出处

经过４０多年的发展，互联网（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ）已经成为集信息采集、传输、存储与处理于一体的信息社会的重要基础设施．Ｉｎｔｅｒｎｅｔ设计之初主要用于解决大型机等资源的时分复用问题，计算模式经过单机模式客户／服务器模式、点对点模式发展到目前的云计算模式，但作为互联网最重要技术基础的ＴＣＰ／ＩＰ体系结构却基本保持不变．互联网逐渐成为社会基础设施，现有ＴＣＰ／ＩＰ体系结构面临诸多挑战，未来互联网体系结构成为研究热点．互联网架构设计的核心目标是开发一种能够将现存不同类型的网络互连起来充分利用（复用）的有效技术。互联网出现之前各种不同类型的网络之间是很难进行通信的。

首要目标：持续地提供通信服务

不仅仅要求具有通信的能力，而且要具有错误处理，及错误回复的能力。具体来说，如果两个实体通过互联网进行通信的过程中出现故障使得通信临时中断，它能够重新配置网络恢复通信服务，然后实体间的通信可以继续，而不用重新建立更高层的会话。

第二目标：多种类型的通信服务

消除由于协议类型差异带来的问题。比如不同类型的通信服务在传输速度、延迟、可靠性等方面差别带来的问题。传输服务中最传统的类型是一种双向可靠的数据传输服务。这种服务又被称为“虚电路”服务，适用于远程登陆和文件传输这类应用，这是在使用TCP的互联网架构中首要提供的服务。很早人们就认识到即使是传统的“虚电路”服务也无法满足多样性的需求。

事实上，从最初的协议提案演化到如今的协议标准，它的设计理念已经有了非常大的变化。比如说，最初并没有特别强调数据报和无连接服务，但如今它们已成为了互联网架构。的基础。另一个例子是将架构分层为IP层和TCP层，现在看来这是很基本的架构设计，但它并未出现在最初的协议提案中。这些互联网架构设计上的演变，都是在不断重复的实践过程中产生的，并最终形成了当前的互联网标准。

当前互联网正处于向新一代互联网过渡发展的阶段．对于新一代互联网体系结构的发展方向，支持革命式路线的研究人员认为应该重新设计，但他们提出的方案难以在目前的互联网实际部署；支持改良式路线的研究人员认为应该在现有互联网的基础上进行修改，但某些修改在一定程度上破坏了互联网的设计原则，影响了新应用的部署．

现行互联网在可扩展性、动态性、安全可控性等方面面临的根本性问题，综合比较了面向可扩展性、 面向动态性及可信未来互联网体系结构研究，讨论了相关体系结构存在的问题．1.可扩展性问题.２.动态性问题.３. 安全可控性问题.祥见：<http://cjc.ict.ac.cn/quanwenjiansuo/2012-6/xgg.pdf>

为解决ＴＣＰ／ＩＰ体系结构存在的问题，人们进行了大量研究，并取得了丰硕成果。但真正被全网部署的协议屈指可数．这既有网络规模太大不易统一部署的原因．互联网目前更多地体现为社会经济基础设施，而非单纯的科研设施，除非出现现有体系结构及其改进方法无法承载的新型应用，或者在目前体系结构下互联网即将崩溃，或者进一步网络投资大于预期收益，否则在目前这种状况下，即使对互联网协议进行微小的修改都缺乏部署动力，如ＩＰｖ６产生十余年以来，一直缺乏大规模部署，对互联网体系结构进行革命性全新设计更是无从谈起．毕竟当前的互联网与以前用ＤＮＳ代替ｈｏｓｔｓ．ｔｘｔ以及部署ＣＩＤＲ时的互联网所处的环境已经完全不同．