ipv9_ipv9協(xié)議_中國IPv9大地址利弊分析

　　即使是IPv9的發(fā)明專利，質(zhì)疑者仍不乏其人。據(jù)沈陽博文中轉(zhuǎn)述其采訪中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心首席科學(xué)家錢華林研究員對“中國IPv9”的評價，“上海的‘中國IPv9’與‘IPv4’、‘IPv6’的IETF標(biāo)準(zhǔn)無關(guān)。上海的‘中國IPv9’、‘?dāng)?shù)字域名’與IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組，是負(fù)責(zé)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)和推動的標(biāo)準(zhǔn)化組織）的‘?dāng)?shù)字域名（ENUM）’不是一回事?！?/p>

　　由于現(xiàn)有的IPv4協(xié)議地址空間為1.0.0.0到239.255.255.255（除去127.0.0.0到127.255.255.255）僅有42億個，加上Internet發(fā)展初期由于對互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢估計(jì)不足造成的IP分配不合理性，IP資源十分有限。因此，20世紀(jì)90年代初，業(yè)界以IETF和ISO/IEC等國際網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)組織為中心展開了對下一代互聯(lián)網(wǎng)及未來網(wǎng)絡(luò)的討論，其中曾經(jīng)產(chǎn)生重要影響的有以下標(biāo)準(zhǔn)

　　在中國工程師的不懈努力下IPv9的研究取得了關(guān)鍵性的突破。目前，IPv6成為目前國際公認(rèn)的下一代互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，而IPv9己成為未來互聯(lián)網(wǎng)的的核心架構(gòu)基礎(chǔ)。

　　IPv9的設(shè)計(jì)目的是避免現(xiàn)有IP協(xié)議的大規(guī)模更改，導(dǎo)致下一代互聯(lián)網(wǎng)能向下兼容及更環(huán)保以減少碳排放量。設(shè)計(jì)的主要思想是將TCP/IP的IP協(xié)議與電路交換相融合，利用兼容兩種協(xié)議的路由器，設(shè)計(jì)者構(gòu)想能夠通過一系列的協(xié)議，使得三種協(xié)議（ipv4/ipv6/ipv9）的地址能夠在互聯(lián)網(wǎng)中同時使用，逐步地替換當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)而不對當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生過大的影響。由于ipv9的設(shè)計(jì)合理性，己得到iso及國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會的關(guān)注。

　　中國IPv9大地址利弊研究

　　IPv9海外之友會認(rèn)為，國際智慧學(xué)會提出的這一問題很有道理和價值，而且也正與IPv9技術(shù)密切關(guān)聯(lián)。為此，該會組織了海內(nèi)外專家對此問題從IPv9的角度進(jìn)行了研究，并將研究成果呈交國際智慧學(xué)會審評。國際智慧學(xué)會現(xiàn)將該研究全文公布。歡迎全球?qū)＜覍W(xué)者繼續(xù)對此問題提供意見。

　　一，概述

　　國際智慧學(xué)會IWS-G13051中，指出了大地址與通訊傳輸速度之間的矛盾關(guān)系。解決這一矛盾關(guān)系，僅用非此即彼的簡單二元思維是非常錯誤的，必須使用智慧型多元思維方法，從多個角度來思考解決方案，最終求得魚與熊掌兼得的最佳效果。這是本文的思考立足點(diǎn)。

　　為了更好地說明這個問題，本文將用知名的中國IPv9技術(shù)為實(shí)例。采用這一案例有非常自然的原因，IPv9從一開始就以“大地址”的主張而出名，而中國工信部十進(jìn)制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組的技術(shù)方案中，也明顯繼承了這一思想。而且由于中國IPv9更為成熟，技術(shù)方案細(xì)節(jié)透露得更多，使得我們可以對大地址這一構(gòu)想可以進(jìn)行更為深入的評估。這不僅有利于對IPv9技術(shù)的更為深刻地了解，也有助于以后其他基于大地址方案的研究。

　　二，IPv9大地址的構(gòu)想及演變

　　IPv9是美國IETF在1992-1995年間為取代第一代英特網(wǎng)（Internet）IPv4協(xié)議而試圖開發(fā)的一套網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。IETF曾經(jīng)為其專門成立工作組。其具體的技術(shù)名稱縮寫為“TUBA”，其中的“BA”英文字母代表的是“Big Address”（大地址）。所以，大地址是IPv9的主要技術(shù)主張和特點(diǎn)之一。

　　IPv9提出“大地址”主張有其歷史必然性。早在九十年代初，美國負(fù)責(zé)英特網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的IAB就認(rèn)識到第一代IP地址格式將會在不久的將來面臨地址耗盡的危險(xiǎn)，迫切需要尋求新一代地址協(xié)議，以延續(xù)并擴(kuò)展IP地址空間。導(dǎo)致這一問題的原因就是當(dāng)初IPv4的地址設(shè)計(jì)出現(xiàn)失誤，地址格式太短（32位），以至于地址資源量有限，無法滿足日益增長的地址需求。

　　由于IPv9是最早出現(xiàn)的IPv4替代方案（1992年以IPv7的原始協(xié)議號出現(xiàn)），所以其必然地要提出大地址的主張，以便滿足擴(kuò)展地址容量空間的要求。而后來出現(xiàn)的與IPv9競爭下一代英特網(wǎng)協(xié)議的方案如IPv6也都提出了超過32位地址格式的方案，實(shí)際上都體現(xiàn)了大地址的思想。

　　然而，在美國IETF進(jìn)行下一代英特網(wǎng)協(xié)議評估期間，IPv6和IPv9的地址長度還是有明顯區(qū)別，而且也是引起辯論的一個主要原因。IPv6的地址長度原始設(shè)計(jì)為62位，雖然比第一代協(xié)議長一倍，但被IPv9方案支持者批評為“不夠長，空間增量有限，難以滿足未來需求?！盜Pv9的方案則以128位為主要設(shè)計(jì)指標(biāo)，這要比IPv6的長度多一倍。但是，IPv6支持者則批評IPv9地址太長，沒有必要，而且會增加網(wǎng)絡(luò)傳輸負(fù)擔(dān)。

　　但是，IPv6的128位大地址仍有用眾多的擁護(hù)者。IPv6的68位地址成為其設(shè)計(jì)方案中的一塊短板。當(dāng)然，由于其他原因（如標(biāo)準(zhǔn)化政治因素）導(dǎo)致IPv9被否決，IPv6方案勝出。但具有諷刺意味的是，IPv6方案最后關(guān)頭做了關(guān)鍵性的技術(shù)修改，采納了IPv9的128位地址。

　　這使得一些人認(rèn)為，IPv6與IPv9一樣都是基于大地址的理念。不過，需要知道，IPv9與IPv6之間有很多技術(shù)理念上的區(qū)別，地址長度只是其中之一。即使地址長度，也不意味者IPv6與IPv9的大地址理念是一樣的。這將在后面的第三節(jié)中分析。

　　二，地址長度和網(wǎng)絡(luò)傳輸負(fù)擔(dān)

　　從IPv9與IPv6競爭的歷史經(jīng)驗(yàn)看，可以得出以下一些觀察結(jié)論：

　　1， 地址長度對地址空間資源量有決定性影響。地址越長，地址空間資源就越多。

　　2， 地址長度設(shè)計(jì)應(yīng)該有遠(yuǎn)瞻性，有足夠的長度來保證長遠(yuǎn)需求。

　　3， 足夠長的地址格式將保障該格式的長遠(yuǎn)實(shí)用價值。

　　4， 所以，大地址具有必要性和優(yōu)越性。

　　5， 地址越長，對信息發(fā)送和轉(zhuǎn)發(fā)的時間就越長，這是不可回避的矛盾。

　　6， 但從IPv6最終采用IPv9的128位地址結(jié)果看，問題不在于地址是否需要大，而是在于需要多大。關(guān)鍵在于如何取得地址資源增加與網(wǎng)絡(luò)傳效益之間的平衡。

　　7， 如果地址有特定長度的需求（如128位），即使會導(dǎo)致一些傳輸負(fù)擔(dān)，也是必須要采納的。

　　8， 服務(wù)需求性與網(wǎng)絡(luò)傳輸負(fù)擔(dān)這兩者之間如果需要做優(yōu)先選擇，前者應(yīng)該獲得首要考慮，這應(yīng)該成為未來網(wǎng)絡(luò)的一個基本原則。

　　三，中國IPv9的大地址理念

　　下一個要解決的問題是IETF的IPv9與中國十進(jìn)制網(wǎng)絡(luò)的IPv9的地址長度有何區(qū)別已經(jīng)如何評估其利弊的問題。

　　首先要解決的是，是否IPv6已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大地址的目標(biāo)和性能要求。需要指出的是，盡管IPv6最終模仿了IPv9的大地址理念，采用了IPv9方案的128地址格式，但其并沒有完全實(shí)現(xiàn)大地址概念。這是應(yīng)為，IPv9的基礎(chǔ)格式是128位，但還有更長的地址格式的構(gòu)想。比如RFC1606和1607中都提出過長達(dá)1024位地址的構(gòu)想。當(dāng)年的TUBA工作組曾經(jīng)考慮過這個方案，但由于其過于復(fù)雜，并沒有對其形成具體的技術(shù)方案。以至于后來被視為愚人節(jié)笑話。所以，IPv6并沒有完全滿足IPv9大地址的長度規(guī)劃。

　　而中國IPv9才真正落實(shí)了“大地址”的理念。這表現(xiàn)在：

　　1， 中國IPv9地址的基本長度是256位，這要比IPv6和美國IETF的TUBA方案都要長一倍。這就意味著更長的地址，更大的網(wǎng)絡(luò)資源空間和更多的應(yīng)用設(shè)計(jì)可能性。

　　2， 中國IPv9還對超過256位地址長度進(jìn)行了研究，特別是對1024位的應(yīng)用進(jìn)行了論證研究，使得這一被認(rèn)為是不可實(shí)現(xiàn)的幻想變成實(shí)實(shí)在在的實(shí)用技術(shù)。

　　3， 中國還首創(chuàng)性地對超過1024位（如2048位）的地址格式進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)了其實(shí)用價值。比如，中國專家創(chuàng)造性地提出了字符直接路由技術(shù)及地址加密技術(shù)，而這技術(shù)的前提之一是足夠大的地址長度空間。1024位地址是不夠的，2048位才能滿足這一需求。

　　4， 中國IPv9的地址技術(shù)不僅僅是長度增加，還帶來應(yīng)用方面的許多優(yōu)越性。中國十進(jìn)制一種地址格式設(shè)計(jì)中加入了年輪設(shè)計(jì)，使得地址的管理和使用增加了許多獨(dú)特優(yōu)勢。

　　5， 中國IPv9的地址長度增加，從而可以解決原來由于地址短，只能采用點(diǎn)分十進(jìn)制，從而不得不增加應(yīng)用域名系統(tǒng)以方便用戶，從而增加了尋址開支及由于多增加的技術(shù)程序，從而實(shí)際降低了效率和增加了開鎖。由于中國IPV9地址的長度可以容納現(xiàn)有的域名長度，所以可以直接當(dāng)作字符IP地址用。從用提高了效率和安全性，特別是云計(jì)算路徑中的安全系數(shù)。

　　從這些方面看，中國IPv9不但落實(shí)和完善了大地址技術(shù)方案，還創(chuàng)造性地開辟了許多實(shí)用性技術(shù)，使得新網(wǎng)絡(luò)體系的競爭性更加強(qiáng)大。中國的IPv9地址長度及實(shí)用性能不但遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過IPv6，而且還跨越了美國上世紀(jì)的TUBA技術(shù)構(gòu)想。

　　四，IPv9大地址如何克服網(wǎng)絡(luò)傳輸效益問題

　　上述描述可能更會引起人們擔(dān)心：1024-2048位的地址會更加加重網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)。對于這個擔(dān)心，我們認(rèn)為需要從更多的方面來理解：

　　第一，如果沒有應(yīng)用需求，中國專家是不會盲目地提出增加地址長度的。既然有特定的地址長度需求，進(jìn)行這樣的設(shè)計(jì)就是合理的。因?yàn)槿缜八f，滿足需求是第一位考慮。比如，2048位地址是出于地址加密的考慮。而地址加密將來肯定會有廣泛的應(yīng)用需求，因?yàn)槠鋵τ谛畔踩饬x重大。而提高信息安全保障能力正是空杯設(shè)計(jì)的未來網(wǎng)絡(luò)的首要訴求之一。

　　第二，與IPv6的單一固定地址長度不同，中國IPv9采用了復(fù)合型地址格式，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)初IETF認(rèn)為無法設(shè)計(jì)的多長度地址方案。中國IPv9不但有256位-2048位的超長地址，而且還有少于64位的短地址長度，甚至少于32位的超短地址格式。未來網(wǎng)絡(luò)可以針對不同的需求提供不同的地址格式。中國專家發(fā)明的“定位不定長，定長不定位”等技術(shù)成為落實(shí)這一方案的關(guān)鍵。

　　第三，由于多長度地址格式的設(shè)計(jì)，未來網(wǎng)絡(luò)的短地址長度也有節(jié)省網(wǎng)絡(luò)傳輸時間的效應(yīng)，這可以抵消超長度地址的不利影響。

　　第四，中國十進(jìn)制網(wǎng)絡(luò)所設(shè)計(jì)的其他網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和傳輸協(xié)議還有更多的節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源的設(shè)計(jì)，比如字符直接路由、基于終端的域名解析、三四層復(fù)合架構(gòu)、本地優(yōu)先傳輸協(xié)議等可以有效地提高網(wǎng)絡(luò)性能，在很多應(yīng)用場景下可以使超長度地址所產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)忽略不計(jì)。

　　中國IPv9技術(shù)在地址長度上不但有自己的特色設(shè)計(jì)，更有實(shí)用化的現(xiàn)實(shí)考慮，還采用了多種綜合技術(shù)來確保網(wǎng)絡(luò)性能得到提升，而不會導(dǎo)致因?yàn)榈刂烽L度過長而帶來網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)過程的負(fù)面影響。

　　五，結(jié)論

　　綜上所述，大地址不會帶來網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，特別是采用字符地址直接替代域名。通過減少不必要的繞彎環(huán)節(jié)，直接將字符對應(yīng)二進(jìn)制機(jī)器語言，可大幅降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)。特別是小地址的設(shè)計(jì)將可大幅降低無線蜂窩的近距尋址開銷。并可增加信息安全。

　　中國IPv9既落實(shí)了大地址理念，更創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)了其實(shí)用空間，使得未來網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力得到提升。而且，中國IPv9通過全新框架的設(shè)計(jì)，還采取多種措施提升網(wǎng)絡(luò)傳輸性能，這可以使得大地址所產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)得到抵消甚至忽略不計(jì)。這正體現(xiàn)了“魚與熊掌可以兼得”的優(yōu)良設(shè)計(jì)理念。

　　目前技術(shù)領(lǐng)域的一種“見木不見林”的趨勢值得關(guān)注。有些專家在評估新技術(shù)時，為了表現(xiàn)自己“眼光敏銳”，往往滿足于吹毛求疵，指出一點(diǎn)小毛病就將新方案全盤否定。這是不智慧的行為。我們希望評審專家們要善于全面地評估，綜合考量，即使發(fā)現(xiàn)小問題，也不要匆忙下結(jié)論，而是應(yīng)該深入研究，看看這些問題是否可以解決，要給足夠的時間和機(jī)會讓方案提出者進(jìn)行方案的補(bǔ)充和辯護(hù)。

　　如此，中國的創(chuàng)新能力才能得到提升，中國IPv9才能提高中國網(wǎng)絡(luò)與信息安全保障的希望。