中国参与国际互联网IP协议研发现状及主要问题研究 |
| 2012-07-30 11:20 作者：石晓军 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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硅谷网7月30日消息 （原文载于《硅谷》杂志）随着信息技术的发展，互联网IP协议也日趋成熟，相应衍生的产品也愈来愈广泛，而中国是否应该或者准许参加IP协议的研发也成为争议的话题。首先对IP协议的发展与现状进行分析与比较，之后提出中国参与国际互联网IP协议研发的必要性，并归纳总结当前中国参与互联网IP协议研发所面临的主要问题。研究结果可为国家信息化建设策略制定提供借鉴。
1互联网协议发展分析
1.1国际互联网IP协议重要地位
IP（英文InternetProtocol的缩写，即指互联网协议），是互联网协议组中一个重要协议，最初是为解决互联网网络连接和计算机通信问题而设计，由于它的广泛包容性、开放性和可扩展性特点，使全球各种不同传输网络所采取的不同协议和技术相对比较容易地加入到互联网体系结构中来，从而形成现有互联网庞大而实用的协议模型（见图1）。可以说，IP协议是互联网取得成功的最主要原因之一。
图1互联网易于扩展的沙漏状TCP/IP协议模型
随着互联网协议组的持续扩充，IP协议使得各种以IP为基础的业务能够在不同的网络上实现互通，尤其是电信网、计算机网和有线电视网（即人们通常所说的“三网”）均能接受IP通信协议，这为“三网融合”提供了可能，从技术上为国家信息基础设施奠定了最坚实的基础。正因为如此，各主要国家和地区，以及大型企业、专业研究机构都在积极参与可满足全世界全面信息化需求的新一代互联网协议的研究和应用，防止被边缘化，使国家的经济和安全利益受到损失。
互联网从1992年开始由国际性组织互联网协会（ISOC）进行全面管理及发展促进，而互联网有关协议的开发由互联网协会（ISOC）的下属技术组织互联网体系结构委员会（IAB）的互联网工程任务组（IETF）进行开发与标准化。国际互联网现行协议为IPv4（互联网协议第四版）。为解决现行的IPv4网络面临的地址枯竭和路由表急剧膨胀等问题，互联网工程任务组（IETF）从20世纪90年代初开始提出了一系列解决方案，其中部分方案被遗弃，部分方案被作为过渡方案，其中IPv9（互联网协议第九版）的提案得到了中国信息产业部的支持，具备一定技术自主性，而IPv6（网络协议第六版）提案发展最为完善，已在2006年由IETF确定进入实用阶段。
1.2新一代互联网协议各版本发展现状
IP经历了很多版本，其中有互联网工程任务组（IETF）推荐的标准，也有其他专业组提出的系列版本。从IPv0到v3，互联网协议还仅仅停留在设想的层面，没有应用到实际的网络中。这也意味着IPv4是作为实际应用到网络的第一个版本。随着网络需求的增大，各个专业组也对互联网协议提出了新的想法，如IPv6、IPv7、IPv8和IPv9（IPv5主要应用于视频流媒体，与IPng无关），这些协议都曾经作为国际标准的候选者，但最终只有IPv6被IETF选中，因此尽管称呼上，我们把互联网协议的不同版本按照顺序排列，但实际上他们之间不存在迭代关系。
下面本文将从技术层面对IP各个版本的协议进行分析：
1）IPv4本身也经历了几次变革，最初的时候提出了IPinIP的想法，主旨是利用两个IPv4层来解决地址匮乏的问题，后来发展为IPAE，同时也被认为是SIP的过渡方案；之后，由SteveDeering提出把IP地址位数增加到64位的想法，而且把其中一些过时的字段去掉，这个想法被认为是SIP的成熟方案；后来，PaulFrancis又提出了PIP方案，方案中计划改变IP地址结构，利用标识符区分地址，支持高效的路由策略，实现移动性；在1994年9月，PIP与SIP合并，形成了SIPP方案，此方案把SIP的简单性和PIP的灵活性有机的结合在一起，在报头后的数据报中添加可选项，进而减小报头，提高路由器在处理过程中的速度和性能，本方案采用64位地址；通过以上几次变革，IPv4得到极大改善，但仍然没有从根本上解决空间问题。
2）1992年，IPv6出现，协议采用128地址，此协议在IPv4基础上做了比较大的改变，产生了本质的变化。其中，地址空间得到了巨大的扩充，安全性也被突出，能够对每个终端进行全球化的管理，众多优势很快得到了全球各个国家与专业组的大力支持。到1994年，IPv6被指定为国际标准，其中包含74个相关标准，同时，国际6Bone试验床对其功能、性能、适用性等问题进行同步试验。直到1998年底，IPv6才逐步完善，具备实用的能力。在此期间，6TAP方案（以ATM交换机为核心的IPv6项目）也开始在洲际构建网络并进行试验。中国是在2001开始，由中科院牵头，启动CNGI计划，开展了新一代互联网技术综合试验环境的研究，主要目的在于构建IPv6试验网，实现核心路由器国产化一节解决IPv6在中国应用的一些相关问题。2006年，IETF正式批准IPv6投入使用。
在这里需要说明的是，中国对于IPv6标准化工作的重心主要放在接口与协议相关标准测试和相关设备的测试标准上，总体来说，主要体现在IPv6在中国的应用上，而中国对于IPv6协议本身并不占有研发的主动权。当然，在应用过程中，中国需要依据本土化特色对国际标准给予的一些选项做选择，以及完成网络设备入网测试等相关工作。此部分工作应该交由中国通信运营商处理，但国内电信业尚属与国有经济范畴，因此，IPv6测试、入网等相关工作已经成为了政府管制的一部分。而IPv4到IPv6的转化过程比较漫长，涉及设备广，因此，制定设备标准以及设备测试标准在短期内还是必要的，特别是对于公用网络服务质量和网系间的互联互通问题仍需要谨慎对待。
3）1989年，提出了IPv7方案，也被称为TP/IX，采用64位地址，后来由RobertUllmann逐步完善。后来，IETF的RFC1475进行了详细的描述，在1993年演变成了CATNIP（参见RFC1707）。方案中提出了RAP路由协议和快速信息包处理的思路，希望用统一的个数对IP、CLNP和IPX等信息进行定义，这样的话，可以为OSI/TP4、TCP、UDP和SPX等众多的传输协议进行统一支持。但此方案并没有得到国际上的支持。
4）1992年，提出了IPv8方案，由JimFleming发进行完善，没有得到过多的认可。
5）1992年，提出了IPv9方案，即TUBA（TCPandUDPwithBiggerAddresses，见RFC1347），方案计划采用ISO/OSI的CLNP协议，其中20B的NSAP地址可用于OSI的传输协议的平台，但方案中描述的地址过于庞大，最终被IETF放弃。后来引入了DDNS技术，演变成了256地址的十进制网络协议。
此方案得到了中国信息产业部科技司支持，希望能够在国家安全、互联网控制权、地址分配权、信息监控权、技术专利拥有权等方面有所突破。后来，信息产业部组织专家成立了“国家十进制网络标准工作组”，将《数字域名规范》列为行业标准，并纳入2003年国标制定计划，同时，推动相关技术对外的交流等活动，力图得到国际的广泛认可。在此期间，国内各学校与研究部门也不断加盟，完成了12km24-96芯的主干网、北京与杭州两地互通试验等项目，目前已基本实现了基于IPv9网络设备国产化，实现了IP地址硬连接、域名分配、与IPv4互联互通等功能。此外，相应的视频会议系统，Wi-Fi设备，域名视频监控系统，网关、手机等系列应用设备也成功研制。
从IP协议各版本的发展来看，核心技术的导向主要倾向于需求的牵引，而技术本身的迭代尚没有达到引领互联网升级的程度；从另一个角度来说，一个版本的应用能力不仅取决于版本技术的适应性，同时还牵扯到国家间的利益关系。但不论是从哪个角度来说，中国都必需要寻求一条主导互联网使用及其核心技术发展的道路。
2中国参与或自主研发互联网协议的必要性
根据IP协议的发展历程及其带来的产业变革发现，我国参与或自主研发互联网协议有以下几点必要性：
1）增强信息产业国际市场竞争力的重要举措。在当前国际互联网竞争环境中，IT类标准是信息领域里争夺的核心，导致这个情况的主要原因是互联网背后所带来的经济利益。据不完全统计，互联网IPv4协议项下技术的运用，创造了万亿美元的产值；预计，IPv6协议项下技术的运用，其产值是IPv4的数倍。中国作为互联网的使用大国，需要加强技术引领，特别是未来的“三网融合”，IP作为核心技术之一，中国更应该参与或自主研发，推动信息产品国产化与系列化，占领产业高端。
2）落实国家安全政策的迫切需要。国际互联网深入到国家政治、经济、国防、民生等方面有多深，对国家的安全就有多重。影响我国信息安全与网络安全的因素有很多，但其中最主要的原因是由于网络技术的落后与引领技术的受制于人。就已互联网IP协议来说，发明专利在美国人手里，相应的应用系统如域名系统、地址分配等也都由美国人拥有知识产权，这就意味着中国在引进国外先进技术的同时也可能引进了诸多不稳定因素，甚至是某些组织为中国准备的特有陷阱与后门。尽管，现在的国际互联网组织声称其合作与发展都是在国际合作组织管理下进行的，是公正的、安全的。无疑，这种认识是天真的。中国的国家安全绝不能建立在国际组织“公平与安全”的承诺之上。积极参与，加强技术研发，以自主知识产权技术为核心构建国家安全体系应是我国信息产业发展的基本国策。
3）中国国家信息基础设施发展的必由之路。中国国家信息基础设施建设与发展是一项长期的系统工程，不可能一蹴而就。但是万里之行，始于足下。中国在国际互联网基础理论研究、基础设施的研制和网络技术运用与发展等方面已失去一次机会，相关技术研发与运用滞后。中国应抓住新一代互联网发展的机遇，迎头赶上。应制定和完善相关发展战略，支持国有、民营、甚至私营企业积极参与研发，从理论基础入手，在网络结构、关键技术、标准规范、系统集成等方面夯实基础，确保国家信息产业战略发展目标全面实现。
3在新一代互联网发展中我国面临的主要问题
1）互联网协议中国化不易与国际标准化握手。从2003年年底中国政府宣布将实施无线局域网国家标准（WAPI）的实施过程来看，要想使用拥有自主知识产权的相关技术，必然会触及相关国家和国际厂商的利益，随之而来的就是国际舆论压力和不对称标准所带来的层层阻力。可见，实现互联网中国化不仅是技术问题，还有主权、利益的竞争，也就是无形信息疆域的竞争。当然中国在这场竞争中不可能称霸，但需要成为“信息联合国”的常任理事国，具备保卫自己的利益安全、不受侵犯的权利，促进公平发展。
2）互联网协议相关技术储备严重不足。由于我国电子信息技术发展起步晚，加之长期处于支撑配套的从属地位，且持续投入力度不够，这使得我国电子信息技术发展长期以来都是以跟踪仿制为主，具有自主知识产权的互联网协议相关技术非常稀少，无法形成完善体系，难以产生全局效应和经济效益。虽然中国的IPv9协议技术的发展已近十年，但相信其技术的运用与完善还有很长路要走，冲破国际上的围追堵截更需一番周折。
3）缺乏信息产业发展总体规划。梅特卡夫法则提出：网络的价值随着网络用户数量的增加而按几何级数增长。目前，IETF提出的IPv6已经进入应用实施阶段，其规模与效益将会远远领先于我国具有自主知识产权的IPv9。提出重要的IT标准必须考虑时机、实力、外部效应、经济效益、政治影响等因素，以及对组织与产业长期利益的影响；还涉及相关企业的配套，以及受制于实体已有设备和环境的制约程度。中国在信息产业发展应分几步走，如何确保中国在信息领域里的国际地位以及如何推动自主信息产业发展等问题上尚无清晰的战略思想和具体政策做引导。
作者简介：石晓军、1982年7月31日出生、男、汉族、通信工程硕士学位、中国电子科学研究院工程师、主研军用电子信息系统。 |
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