写在前面
互联网的主题技术是它的系统结构；
推动互联网系统结构发展的底子动力是它承载的业务；
本文从互联网发展过程动手 ，分析业务变动对互联网系统结构的影响 ，为当前钻研提供经验借鉴。
1.互联网的主题技术是什么—互联网系统结构
2.互联网系统结构发展经历的三个阶段
3.当前互联网系统结构的技术创新
一、互联网的主题技术是什么—互联网系统结构
习主席在2016年提出：“互联网主题技术是我们最大的‘命门’ ，主题技术受造于人是我们最大的隐患”。那么 ，什么才是互联网的主题技术？作为一名从事互联网技术钻研的工作者 ，我感触 ，互联网的主题技术绝不是各人日常生涯中使用的各类网络利用和平台 ，美团乎？高德乎？淘宝乎？No ，No；チ闹魈饧际蹙褪撬南低辰峁。
那么 ，什么才是互联网的系统结构？抽象来说 ，互联网系统结构是一整套基础技术系统和和谈规范 ，是便捷、高效地构建互联网的执行手册。若是把互联网建设迸作为盖屋子 ，那么互联网的系统结构就是这套屋子的“地基”和“四梁八柱” ，是互联网这座屋子的“骨架”。具体来说 ，它明确了互联网的物理与逻辑组成、职能组织与配置、交互流程与数据体式等等一系列内容；チ慕ㄉ枵吆驮宋呙钦茄∪≌庋囊徽卓蚣 ，为用户构建便捷、健康、活跃、安全等的网络环境。
互联网的系统结构都有哪些关键身分呢？在此引用吴建平院士的概想：互联网系统结构的关键身分就是它的“传输体式、转发方式、路由节造”。我理解 ，传输体式决定了互联网的“通用说话” ，即决定各人用哪种“说话”甚至是“包裹大局”把信息发给接管方；转发方式决定了互联网中信息的“传送步骤” ，即决定选取“多幼我丁口相传”的接力方式还是“一幼我专门跑一趟”的专线方式？或者选取其他步骤？路由节造决定了互联网的“传送蹊径” ，即选择“走哪条路”（类似高德导航）来传信息。
系统结构是互联网最主题的技术 ，是整个互联网建设和运行的执行基础。这么多年 ，我们致力钻营的指标就是要在互联网系统结构层面获得突破 ，要为互联网的发展讲出自己的“通用说话、传送步骤和蹊径”。
二、互联网系统结构发展经历的三个阶段
本节从互联网所承载的业务启程 ，分析这些业务的变动对互联网系统结构演进所产生的动力 ，探求互联网系统结构技术的发展过程。
关于互联网系统结构的汗青发展阶段 ，好多人都有分歧的理解 ，也从分歧的角度给出了多种划分规划 ，为该领域的钻研提供了很好的支持。本文暂且先选取其中的一种划分步骤（划分凭据和具体标志性事务不在本文会商领域内 ，有关内容请各人自动忽略） ，把目前为止的互联网发展过程划分成三个阶段：科研试验网络阶段、消费型商用网络阶段、信息基础设施阶段。
1、第一个阶段（1969－1990)：科研试验网络阶段
好多人以为互联网发源于美国国防部高级钻研打算署（ARPA）于1969年起头执行的ARPANET（阿帕网）打算 ，其初始指标是保障“暗斗”国际布景之核进攻下军事通讯网络的可生计性（事实上 ，好多当初参加了互联网设计的工程师并不认可这种概想）。同时 ，ARPANET也为科研资料共享和科学尝试等提供“盛开、共享、平等”的网络支持 ，如各大学图书馆之间电子资料的共享、各科研机构推算机的协同推算等。这一阶段互联网用户的需要相对单一 ，重要以图片、文件等为主 ，且互联网使用环境相对封关 ，用户规模幼 ，使用者自律性较高档。
到十九世纪70年代 ，国际上已经形成了几十个推算机网络。但由于它们的数据体式、网络和谈、组网方式等都不一样 ，这些网络只能支持内部推算机之间的互联通讯 ，相互之间依然不能互通。为此 ， ARPA又对ARPANET的设计指标进行了美满 ，即通过一种统一、便捷的方式把这些已有的推算机网络互联起来 ，形成一个“将已有网络进行互联”的网络（internetwork） ，简称就是各人目前所熟知的“Internet”。
在此必要注明的是 ，业界最初关于“因特网”和“互联网”的概想理解并不一样。其时除了“Internet”（因特网）之表 ，还有很多其他的互联网如“欧盟网”（Euronet）、“欧洲信息网”（EIN）、以及美国的“国际学术网”（BITNET）等等。它们在网络技术和利用的飞速发展过程中逐步融合隐没 ，而Internet不休发展成为各人最熟悉、使用最多的互联网 ，最终大部门使用者默认就把“因特网”和“互联网”等同起来。
M.I.T的David Clark教授在"The design philosophy of the DARPA internet protocols"一文中 ，对ARPANET的设计指标进行全面总结 ，将其综合为“互联现有网络”这一顶级指标和“可生计性”、“支持多样服务”、“兼容多种网络”、“支持散布式治理”、“支持终端便捷接入”、“价值有效”、“资源可审计”这7个次级指标。
在这一阶段 ，互联网的设计者们萦绕这些指标 ，充分阐扬他们的聪明才智 ，提出了一系列在今天看起来依然极度心奇有效的技术如分组互换技术、最短蹊径优先算法等 ，以及一系列互联网和谈如TCP、UDP、ICMP、RIP、DNS等 ，当然还蕴含最驰名的网际互联和谈IP；赥CP/IP的互联网分层和谈模型 ，实现了ARPANET与其他类型网络之间的数据报文无缝传输 ，为互联网的急剧形成和发展奠定了坚实基础。应该说 ，在互联网建造和发展的过程中 ，它的系统结构都由于多多的设计者们的集体创造力而趋于美满、健全。
ARPANET的设计指标以及由此而提出的一系列技术 ，是在其时的国际布景下面向相对特殊、单一的利用需要而构建的互联网雏形 ，其拥有设计单一、档次清澈蹬着点 ，为互联网的急剧推广遍及和利用奠定了坚实基础。
2、第二个阶段（1990－2010)：消费型商用网络阶段
互联网在其第一阶段获得的成功 ，使得研发者和使用者都意识到了它潜在的巨大价值和作用 ，也直接促使了互联网的治理者决定把它向通常苍生推广利用。
1990年 ，国际上第一个提供贸易Internet拨号接见服务的公司“The World comes on-line”起头运营 ，标志取互联网正式进入贸易网络时期。同年 ，ARPANET正式关关；1994年 ，美国允许贸易本钱染指互联网建设与运营 ，互联网从尝试室进入了面向社会的商用时期 ，起头向各行业渗入。
1994年4月 ，中国“中关村地域教育与科研示范网络（NCFC）”通过美国Sprint公司接入Internet的64K国际专线开明 ，标志取中国被国际上正式认可有Internet的国度。之后 ，Chinanet等多个互联网络项目在全国领域相继启动 ，互联网起头进入我国公家生涯 ，并得到迅速发展。
这一阶段的互联网处于规＜本缗蛘徒锥 ，起头急剧渗入到了人们日常生涯的各个领域 ，从学术钻研到股票买卖、从学堂教育到娱乐游戏、从联机信息检索到在线居家购物等 ，成为推动世界经济发展和社会进取的沉要媒介。截止2007年1月 ，互联网已经覆盖233个国度和地域 ，网民达到10.93亿 ，用户遍及率为16.6%。同时 ，互联网作为全球性的消费型商用网络 ，多多的ISP参加到国际互联网服务的产业链中 ，其内容和服务市场发展异；钤 ，推动形成了一批拥有全球影响力的互联网企业 ，如Google、Yahoo、eBAY等。
在这个阶段 ，互联网承载的业务逐步由文件、图片等向语音、视频等多媒体变动 ，并逐步发展成为覆盖人民苍生日常生涯各类需要的消费型商用网络。我以为 ，这一阶段的沉要事务就是电话网和广播电视网的IP化。经过多年发展 ，运营商充分意识到了互联网系统结构的单一、高效、便捷蹬着势 ，或对已有网络进行IP化刷新 ，或是在新一代的电信网络架构选取IP技术等。事实上 ，我国在这方面做出了极度沉要的贡献如“三网融合” ，它的汗青布景指标把传统电话网、广播电视网等电信业务搬到互联网上来 ，用互联网技术提供诸如VoIP、IPTV等服务。
这一阶段的代表性技术就有赫赫有名的万维网技术（World Wide Web ，简称WWW） ，以及为相识决地址受限问题的NAT（地址转换和谈）和提供服务质量的资源预留和谈（RSVP）等 ，当然也蕴含在一些已有和谈的基础上升技满如IPv6、SSL、IPSec等。
3、第三个阶段（2010至今)：信息基础设施阶段
应该说 ，目前互联网仍处于其发展的第三个阶段。此时 ，随着以信息技术为主题的新一轮科技革命的生长鼓起 ，互联网日益成为创新驱动发展的先导力量 ，并推动互联网技术与经济社会各行各业深度融合发展（典型案例我国百度、阿里、腾讯等互联网企业的急剧发展） ，推动互联网不休向新一代信息基础设施演进 ，为各行各业创造价值。
关于这个阶段的起头功夫 ，不太好确定。我在此暂且以美国启动的国度宽带打算为起点进行会商。2009年4月8日 ，美国联国通讯委员会颁发正式启动当局投资总额达72亿美元的国度宽带打算 ，并于2010年颁布了其执行细则。该打算旨在将高速互联网接入服务遍及到美国的每个角落 ，为各行业提供高质量的信息网络服务。之后 ，世界列国纷纷积极出台各类支持政策 ，推动互联网的发展。事实上 ，我把“2010年”当成互联网向信息基础设施发展的起头功夫节点 ，大局大于内容。
作为全球信息基础设施 ，互联网在各类信息网络利用发展立下了汗马业绩。在此阶段 ，诸多专业性的用网需要 ，促使互联网的宽带接入能力、基础互联能力、需要适配能力、规模运营能力等均得到了显著提升 ，对互联网系统结构也产生了好多影响 ，
我以为 ，互联网向信息基础设施发展 ，至少有如下两个沉要的技术性标志：
第一个标志是移动通讯网络的IP化。移动通讯技术的急剧发展和遍及 ，使得它的每一次升级换代都备受各人关注。由于它一方面必要在高速无线接入、宽带通讯等技术方面不休突破功耗、带宽等瓶颈 ，另一方面更必要信息网络技术在转发节造、路由节造等方面的能力提升。近年来 ，移动通讯网络出格是其主题网技术 ，逐步向互联网融合 ，使得互联网作为信息基础设施的作用越发凸显。好比移动通讯网络中的切片技术 ，其根基思路和道理就和互联网专家们之前提出的“虚构网”极度类似。
第二个标志是云技术的提出。借用百度百科中关于“云技术”的界说 ，“云技术是指在广域网或局域网内将硬件、软件、网络等系列资源统一路来 ，实现数据的推算、贮存、处置和共享的一种托管技术。”从这个界说就能够看出 ，云是构建在互联网系统结构基础上的、一种与物理资源散布无关的信息服务提供方式。因而 ，云概想的提出就是但愿在海量的差距化网络资源基础上提供信息服务 ，是在互联网无处不在又必不成少的情况下的新技术破茧而出。
这两个标志 ，反映出了互联网作为信息基础设施之后 ，信息服务市场的主体细分和职能融合。
通过本节对互联网系统结构发展的三个阶段进行总结 ，我们不难发现 ，这些年在无形之中持续推动互联网系统结构发展的底子动力 ，就是“业务需要”。正是由于互联网在分歧的阶段 ，慢慢形成了明确、强烈的需要 ，如第一阶段的科研试验需要 ，第二阶段的消费需要 ，第三阶段的公共承载需要 ，才可能持续不休的为互联网发展注入急剧发展的动力。
三、当前互联网系统结构的技术创新
随着互联网与经济社会深度融合发展 ，互联网+、工业4.0等成为国民经济命脉领域的新支柱 ，互联网在当前社会中表演的角色日益增多 ，使得用户对网络的专业化、个性化需要不休提升；多元化终端类型、接入方式不休发展 ，人-人、人-机、机-机、网-网通讯等成为常态 ，要求互联网必须为海量业务提供多元、个性、智慧、高效、鲁棒等服务。
这时辰 ，互联网的需要来自哪里？我以为 ，互联网的需要不仅来自于通常生涯苍生 ，更来自于互联网的业务巨头。哪些利用或者行业可能代表互联网的需要？是各人耳熟能详的BAT ，更是各人接触较少但极度关键的能源、金融、工业、政务等行业；チ谧魑畔⒒∩枋┐嬖诘耐 ，也必要为这些行业提供高质量的网络保险如：为政务提供安全、可信等的网络服务 ，为工控提供时延敏赣注低开销等的网络服务 ，为能源提供确怯注自动等的网络服务。
因而 ，在上述需要的牵引下 ，互联网将出现出多模态融合环境状态 ，不仅地面网络出现出多样化或多元化的状态 ，并且向空世界海协同的网络状态演变 ，覆盖表太空、地球空间、陆地、海洋等天然空间 ，为天基、空基、陆基、；雀骼嘤没У幕疃峁┬畔⒎务基础设施；同时 ，互联网还将以多元化技术体造及其共存、协同发展的网络环境状态 ，满足从“2C”到“2C”&“2B”转变中的分歧服务需要；最后 ，互联网将不仅可能提供超低延长、确定性时延、用户可界说及火速按需服务等服务 ，并且还要可能提供高靠得住和高安全服务。
事实上 ，近年来互联网系统结构的主题技术一向处于蓬勃发展状态 ，国内表有关钻研和实际成就颇丰 ，这为互联网系统结构下一步的创新提供了优良的技术储蓄。本文重要从以下四个方面做简要介绍。
首先 ，以SDN/NFV、可沉构等为代表的“柔性机关”理想从理论走向实际；チ“柔性机关”的指标是 ，对互联网系统结构中的互联和谈和拓扑关系、软/硬件资源配置等身分 ，选取职能沉构、资源动态调度、可编程转发节造等步骤伎俩 ，使互联网获得盛开、可扩大和自演化等能力 ，从而为各类多元化、个性化利用提供精密化可定造的网络构件和服务 ，提升传输效能并优化资源配置等。
其次 ，多样化寻址和路由技术创新酝酿沉大突破。突破传统以网际互联为指标的IP技术的能力瓶颈 ，发展与现实物理世界需要直接匹配的多样化寻址路由技术 ，也是多多从业人员钻营的指标。现实上 ，IPv4向IPv6的发展 ，已经是互联网在该方向上迈出的一大步。同时 ，以内容标识、身份标识、甚至地理标识等为基础的新型寻址路由技术发展迅速 ，已在多种边缘网络中初步利用并获得优良成效。近年来极度热点的VLAN/VXLAN、SD-WAN、分段路由SR等技术 ，也应该属于这个方面。
之后 ，互联网“无人驾驶”技术钻研异；钤。近年来 ，大数据分析、人为智能等在互联网系统结构中的利用技术蓬勃发展 ，在此基础上成立拥有“无人驾驶”能力的互联网运行机造 ，成为学术和产业界索求的沉点。典型规划就是Albert Mestres等人提出的知识界说网络KDN概想。KDN通过动态监测网络状态并基于机械进建算法进行分析决策 ，进而优化网络配置和机能。国内表有关运营商和企业等也纷纷发力 ，提出了意图网络、随选网络、自驱动网络等。
最后 ，内生安全设计成为互联网发展的“沉中之沉”。近年来 ，各类网络威胁日益增多 ，如回绝服务职能、域名劫持、用户隐衷泄露等。为此 ，业界纷纷提出了多种步骤 ，如各人常见的IPSec/SSL、防火墙等技术。然而 ，若何推进互联网安全技术研发由表挂式向内生性转变 ，在信息系统软硬件供给链不成信的生态环境下实现互联网安全 ，成为亟待解决的问题。近年来 ，科研人员提出的拟态机关、软件界说安全、零信赖和可信推算等 ，为解决互联网的内生安全问题提供了强力支持。
写在最后
在分歧的发展阶段 ，互联网承载的业务分歧 ，推动了互联网系统结构的不休发展变动。当前 ，互联网作为一种信息基础设施 ，出格是承载了电力、金融、工业等垂直行业利用之后 ，其业务需要出现出了越发多样、复杂、不确定等特点 ，导致互联网系统结构的创新势在必行。
然而 ，互联网系统结构的创新 ，并不是要从整体颠覆现有互联网来搞一套全新的互联网 ，而是对现有互联网系统结构的主题技术和运行逻辑等进行创新 ，在总体设计方面给出互联网下一步演进发展的规划 ，通过兼容性部署和增量式发展 ，使得现有互联网焕发出新的“内源性”朝气和活力 ，从而持续不休的丰硕和美满互联网的能力系统。
起源：亚太网络钻研APNet
