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一个与现有商业互联网平行演进的下一代互联网平台正在全球范围内迅速扩展。由于目前商用互联网面临诸多难以克服的技术困境,下一代互联网已成为新的全球技术竞争制高点,被各国政府、科技界和产业界作为战略性的科技发展问题而给予极大关注。 早在美国发起FIND计划之前两年,我国就正式启动了CNGI,紧接着又在科技部“973”计划项目中,启动了新一代互联网体系结构的基础研究。中国教育和科研计算机网CERNET承担了CNGI工程里最大的一个核心网——CNGI-CERNET2,并在下一代互联网体系设计的基础研究中取得了可喜的成果。 应该说中国互联网已经经历了学习和使用、技术和攻关这样两个阶段,现在进入研究创新的历史阶段。国家对下一代互联网的研究支持也从技术攻关,实验基础设施建设到现在基础理论和全面的技术开发。在下一代互联网研究方面,我们已经有了初步的成果,在国际互联网上有了一定的话语权。 自主创新是我们在建设下一代互联网过程中贯彻始终的原则,这种创新是全方位的发明与创造,这也是与第一代互联网的根本性区别。 自主创新之一:突破核心技术,打破国外垄断 路由器是互联网最重要的网络设备,用来寻找最佳路径传输信息,被称为互联网的枢纽和“交通警察”。互联网就是由分布于全世界的无数个大小不一的路由器连结起来的,由此形成了主体脉络。作为互联网的主要节点设备,路由器的处理速度是网络通信的主要瓶颈之一。 由于高端路由器技术难度极大,目前国际上只有极少数国家能研制开发。IPv6核心路由器是面向下一代互联网的最关键设备。高端路由器长期以来基本上是美国产品独霸市场。CNGI-CERNET2的建设,为我国在互联网关键技术及设备的自主创新提供了前所未有的推动力及机会。根据CNGI项目要求,国产设备要求在50%以上,一批国产的IPv6产品应运而生。CNGI-CERNET2这个真实的网络平台,也为国有关键设备提供了重要的试验环境,促使华为、比威等一批公司的相关产品在实际运营中迅速成长、成熟。 比威IPv6核心路由器BE12016就是其中的代表。 2004年初IPv6核心路由器BE12016由清华大学计算机系和比威公司共同研制成功。6月1日,作为国内第一个通过信息产业部入网测试的国产路由器,通过信息产业部组织的技术鉴定。目前,该路由器已成功地应用于国家863计划“新一代互联网技术综合试验环境”和我国第一个下一代互联网CNGI-CERNET2试验网。 具有完全软、硬自主知识产权的IPv6核心路由器BE12016,是一种可以提供IPv6/IPv4功能的双栈核心路由器,主要用于下一代互联网的核心主干网。它采用高速分布式路由体系结构和先进的高速交换矩阵,具有3200亿比特的信息交换能力和9600万次的分组报文转发能力,达到400万条IPv4/IPv6动态可调路由表项,采用硬件技术实现了各种IPv6/IPv4分组报文的线速转发;它提供TCP、UDP、IP、ND、ICMP、RIPv2、RIPng、OSPFv2、OSPFv3、BGP4+和PIM组播路由协议,具有10/100/1000M以太网和155M/2.5G POS接口类型;它还提供配置隧道、6to4隧道、4to6隧道,以及NAT-PT等过渡协议、SNMP网络管理协议、IPsec和IKE等安全协议、完善的访问控制和过滤机制,同时提供方便、友好的控制管理界面。 BE12016的研制成功并达到当时国际同类产品的技术水平,标志着我国已基本掌握了下一代互联网的核心路由器关键技术,对于保障我国互联网的安全运行和服务水平,提高我国在下一代互联网技术中的国际竞争力,具有重要的战略意义。 自主创新之二:建设纯IPv6网,摒弃走IPv4老路 1986年的互联网只有131个网络,85个网关,每周只有160M数据包,1988年6月,全网只有173条路由。到2006年,骨干网上已经有18万条路由,11.9万个CIDR聚合。按照这样的趋势,预计12年后,路由表里将会有50万条记录。IP地址、前缀、路由的增长态势在很长一段时期内不会改变,用IPv6取代IPv4,对于解决网络可扩展性、移动性等现有问题切实可行,而且是创造一种全新的可持续增长的惟一途径。 国外下一代互联网发展,多是走双栈发展的稳妥的保守思路。表面上是IPv4、IPv6双栈,但实际上基本上是走IPv4的老路,IPv6的很多技术并没有真正使用。 IPv4实际只是定义了传输的地址协议格式,再与其他2~3000个协议共同实现下,才成为现在的互联网。或许是因为在第一代互联网技术上的领先造成的惰性,目前国外在研究下一代互联网中,仅仅把IPv4调整成IPv6,只是换了传输数据格式,实现方法基本上还是原来的,实际上还是在走IPv4的老路。也就是说继承IPv4的实现方法,在上面实现IPv6功能,IPv4能解决的就不用IPv6,实际上解决不了根本问题。 从一开始,以专家们就定位,我国下一代互联网首要重点就是重新设计规划互联网的体系结构,这一思路也得到了国家相关部门的高度重视。国家自然基金委及科技部先后拨专款支持该项目,并在973项目中设立新一代互联网体系结构基础研究。 美国人开始下一代互联网研究10年后,不得不反思自己的下一代互联网上技术路线的不足。在大讨论的基础上,美国推出了一系列重新设计规划新一代互联网体系的计划,包括FIND计划和GENI计划。而此时,中国在新一代互联网体系设计上的一些成就已经引起了国际上的关注,并申请了专利。 拥有自主知识产权的国产核心高端路由器,全新的新一代互联网体系架构,共同搭建了一个完全的真实的IPv6的互联网环境,也为我国在下一代互联网整体推进与创新,创造了条件与基础。 自主创新之三:提出IPv4 over IPv6过渡思路 应用是互联网快速发展最根本的动力,如何从IPv4向IPv6稳妥移动,是一个无法回避的挑战。 CNGI-CERNET2大胆提出了IPv4-over-IPv6的思路,即让IPv4的应用全部建立在IPv6的网络上,让大家在应用中,逐渐适应新的网络,彻底解决两个网络的过渡问题,不至于在走不动的时候,再重新返回来走老路。IPv4-over-IPv6中,我们提出的是非显性隧道和AS关联的高效地址转换技术,这里解决了传输、映射、可管理、可扩展等技术难题,并产生了一系列的技术专利。 2007年下半年,IETF公布的RFC 4925——“4over6过渡技术问题描述”,使得这一思路在国际上得到众多的认同。这也是中国大陆第一个非中文相关的国际标准。 自主创新之四:基于真实源地址认证,构建可信网络 互联网在给各行业带来天翻地覆的变化的同时,也带来了巨大的挑战,这就是网络安全问题。它几乎成为互联网永恒的话题。 在分析研究第一代互联网的安全问题时,最大的问题是寻址结构问题。即现在的互联网在处理一条信息时,不管来源,只管送到哪里,这就相当于信上没有从哪里来的地址信息,只有送达地点信息。再加上没有真实地址,难以寻找安全攻击的源头,造成了安全漏洞,形成最大安全问题,所有安全问题由此而产生。 要解决这一问题,一是需要充足的IP地址,二是需要解决认证等技术。IPv6已经解决了IP地址的问题,剩下的就是源地址认证问题。正是基于这一分析,在CNGI-CERNET2的研究建设上提出了必须从技术上保证网络寻址结构的设计,以创建安全可信网络。 源地址网络寻址体系的建立,将彻底改变互联网不可信的形象,对于提高互联网的管理水平,将产生颠覆性变化。这一在新一代互联网的创新思路,已经引起了国际互联网界的重视。2008年7月底,爱尔兰都柏林,第72届IETF国际互联网工作组会议新成立一个工作组——SAVI(“真实源地址”工作组),这是由中国人推动成立的IETF工作组。 SAVI工作组以接入子网内的源地址验证为起点,系统地完成源地址验证相关机制的标准化问题。研究和实现真实地址寻址结构,可以为上层安全服务提供一个可信任的网络基础设施,对于构建可信任的下一代互联网有着重要的意义。这些可信任应用可以解决传统电子邮件系统中邮件地址的真实性问题;解决垃圾邮件的追查机制,杜绝垃圾邮件和邮件病毒;解决传统BBS系统中用户行为责任追溯和用户隐私保护之间的矛盾问题;解决SIP通信系统在可信网络的环境中的安全问题等。 与此同时公布的RFC5210正是这一创新思想的集中体现,这个文档提出了一个真实源地址认证寻址结构。通过这一结构,可以直接解决一些伪造源地址的DDoS攻击,比如Reflection攻击等;可以使得互联网中的流量更加容易追踪,使得设计安全机制和网络管理更加容易;可以实现基于源地址的计费、管理和测量。这也是中国大陆第一个非信息类的RFC。 在下一代互联网上能赢得机会,赢得尊重,最根本的原因是,我们建设下一代互联网就是一个自主创新的过程,是一个彻底的发明与创造,而不像第一代互联网仅仅是跟进。因为是新东西,没有成熟的模式可照抄,照搬,必须自己去探索。我们虽然起步晚了一点,但我们没有再一味跟着美国跑,而是用自己的脑子去发现问题,去提出解决的办法。领先的美国,惰性促使其并不是积极地创新,而这正是我们后进者的优势。我们用创新赢得了时间,赢得了机会,从而赢得了尊重。 |
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