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杨鹏 未来网的第三种思路

发表日期:2015年12月11日      共浏览 608 次      编辑:


报告的题目是双结构未来网络,这个题目可以考虑叫未来网的三种思路。

什么是互联网呢?很难下一个精确的定义,至少有下面的特征,它是一个基于分组交换和TCP的互联网,它是一个一直在不断演进的,并且提供多样化服务的全球性复杂巨系统,规模庞大,用户众多,应用不断涌现,影响既广且深。互联网面临很当的问题,一个是可扩大性问题,互联网要追求可扩大性,必须要在系统里面引入更多的复杂性,一旦复杂了,系统就变的很脆弱,要消除这种脆弱性,要让它有更好的建造性,就出现了复杂性和建造性的泥潭。互联网在解决内容的安全和可信方面还是非常的困难。

移动性是以地址为中心的,它是身份和位置紧密的绑定。还有高能耗,能耗消耗非常严重。围绕着是否要全面替代现在的IP网络的主体结构,未来有革命和演进的两种思路。全面替代的思路可能的后果是什么样呢?将会遭遇到部署开销大于变革收益的尴尬窘境。

这样的情况下去思考,这么多年的发展,互联网究竟产生了什么样的变化?互联网设计的初衷是支持端道的通信,互联网现在没有其他网络可以替代它,对于对流型传输应用,没有其他的网络比它做的更好。WEB的出现,改变了互联网的主流应用范型。

互联网早期设计的初衷和现在所承担任务的不一样,在NDN里面有一个描述,NDN在2010年项目里面有这样一句,最初要做端到端通信的,现在让它承担一个非常大的工作,要做内容的分发。

尽管互联网碰到这么多问题,但是我们认为互联网并不是一无是处,还是有很多的优势,最大的优势是支持端到端的最佳的结构。它确实出现了一些问题,对于它薄弱的地方,是不是可以引入一个补充的自己的结构,使得互联网的结构变的更好一点呢?我们想把全面替代的思路变成部分的替代,可以由单的结构变成双的结构,在这样的思路下面,原来说的革命和演进,这是两个矛盾对立的思路,实际在我们这样的思路下面,可以得到和谐的互补。

其中二元结构的依据是什么呢?一对一的互联和一对一的互联是不一样的,同时的完全匹配这个问题,也许永远做不到。

交互性的通信和辐射内容共享都是很基本的传输,不是一个可以代替另外一个。自然界里面任何一个复杂的分布都可以用高斯分布和米率分布叠加而得到,他们互不包含,但是一起叠加。

在当前的主流的应用范型,已经变成内容的共享,和互联网的统计规律,已经明显的表现出现有的互联网当中,既不相衬的是什么呢?执行内容分发的不是物理上具有天然辐射传输优势的广播结构,而是受凉受带宽限制,这样就看到互联和共享是两个需求,现在互联网面临的是两副重担一肩挑,互联网正面临不能承受之重。以现有的互联网作为它的主结构,播存结构作为它的辅助结构。这就使得现有的互联网仍然可以是分组交换的,仍然可以有它的设计原则,可以分成沙漏的模型,有物理广播,可以形成点到面辐射传输,有存在的缓存,就可以构造出物理上的超小的事件。

有一个比较简单的描述,互联网作为主结构,它可以保持它的优势,继续的向前演进,刚才提到的方案还可以在这里继续做演进,同时对于它的共享应用,辐射性传输的需求,我们借助与波存结构,可以给未来的网络带来物理变革。有了这个辐射和复制,可以营造出一个超小跳数的物理环境,可以在网络里面有范存的概念。有了UCL,可以使内容的提供方和内容了需求方之间进行匹配,可以提供主动的服务。通过划界主要矛盾来解决现有的一些问题。

下面有一个问题,为什么我们特别的要提出这个广播呢?里面的考虑是这样,信息科学是介于物质科学和生命科学之间的一门学科,信息具有总量守恒和可繁殖的双重属性。一对一的互联是总量守恒的信息搬运,它对应于单播,1对N的共享则是总量不守恒的信息繁殖。物理广播不限用户数目,可天然规避总量守恒,体现全民共享的信息可繁殖需求。播存次结构依托无限量的存在的缓存或者叫内容库,容易实现享流量的无标度扩展。下面要介绍一下在这个体系里面起沟通作用的统一的标签,就是UCL,它的研究背景,以内容为中心,彰显了人的地位,因此表明人的行为是深刻的影响了互联网的规律,互联网当中的信息每天通过新生主页展现的内容不可胜数,充斥其间的,既有大量冗余的相似的信息,又有形形色色的片面信息。

在内容大数据的时代,要科学的共享互联网内容的大数据,必然面临三个科学问题,共享怎么样普及全面,服务怎么样匹配个人,国家怎么样依法管理。对于共享怎么样普及全民,用播存次结构可以让这个内容和便捷的到达终端用户,但还是有一个问题,怎么样应对大数据和和无序化的挑战呢?对于内容的提供者来讲,他怎么样表达内容的要义,对于读者来讲怎么样表达自己的兴趣爱好,同时还有第三方面,内容的管理者怎么样对内容的共享实现可控可管。

前面建立二元结构未来网络,可以打比例分担核心网共享流量,但是,以网页形式展现的内容本身繁杂无序,仍然阻碍以内容为中心的理念的落实,因此,理顺网络内容大数据需要新的创意。定义具有单位矢量性质的内容元数据,网络里面的大数据是杂乱无章的,如果有了相应描述的元数据,也就是UCL,就可以把杂乱无章的尽量有序化。它将与内容有关的三个种类,将作者、读者、管理者有机的融合在一起。

UCL这是一个基本的格式,正式的格式比这个还要复杂。这个格式已经成为了新华社的行业标准,我们正在就这个标准申请国家标准,已经立项。

有了双结构和次结构,双结构为了网络,将会带来更好的内容安全可信,这两个概念是不一样的,各有侧重,从接收到使用的保障,可信更强调内容本身的真实合法性。现在我们的广播技术已经比较的成熟,我们可以以一些机制的保证向下,让这个广播员也是可信赖的。可以实现内容和内容源的数据相分离,还有内容的签名,可以保证为这个内容提供更多的保障。

双结构里面次结构在紧急的状态下,主结构和次结构可以结合,可以全天候保障内容范在可达性。从电信到定量的综合集成的思路,这个思想是研究系统论的,我们国家非常著名的科学家钱学森提出来的。

用这样的思路,我们可以把互联网里面的大数据实现去冗取精,去伪存真。经过时间的累计效应,可以通过后机,来消除内容的片面性。我们进一步讨论在双结构网络里面可以为国家的网络主权做一个安全备份。中国要从网络大国走向网络强国,拥有国家网络主权至关重要。中国已经掌握了一套独特的同步卫星广播技术,我们早期知道在卫星广播里面发生一件事情,自那以后,我们国家卫星广播技术有了很大的发展。借助于这样技术的支持,可以提升非法攻击的物理门槛,来阻绝网络的攻击。

双结构网络一个非常重要的特征,它在和平的时期,播存次结构可以均等的渗透全国,营造出天波地存,国聚民享的环境,缩短内容共享流量的路由跳数。在互联网主结构不可用,比如灾害、战争、网络瘫痪等的紧急状态下,播存次结构可以体现和保障国家的网络主权。在次结构里面是单向辐射的广播,主结构里面是服从随机网络,主结构为广大的网民带来了自由和民主。

未来网络要期盼某种不同于TCP的新体系结构,但是,新体系结构是用来全面替代还是半体,传统的体系结构至少在十年内全面替代既不可能,也无必要。生物学有共栖生存的概念,两者聚在一起,对一方有利,对另一方无害,或对双方都有利。

李院士非常关心我们的论坛,新华社北京12月9日电,国务院新闻办公室9日上午举行新闻发布会,宣布第二届世界互联网大会将于12月16日到18日在乌江乌镇举行,大会的主题是互联互通,共享共治。

谢谢大家。