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国际智慧学会创新智慧研究会的博客

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IPv9解秘(23): 中国IPv9大地址利弊研究  

2014-03-18 21:01:20|  分类: 合作发表 |  标签: |举报 |字号 订阅

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国际智慧学会未来网络信息中心 文件总编号IWS-G14017    2011年315

 

国际智慧学会未来网络信息中心(HK-FNIC简讯

 

IPv9解秘(23

中国IPv9大地址利弊研究

 

20131121日,国际智慧学会未来网络信息中心曾经发布未来网络智慧大挑战(2):如何解决地址长度与传输负荷的矛盾IWS-G13051)。文件指出了大地址与网络传输效益之间的矛盾,并向全球征求克服这一矛盾的设计方案。

IPv9海外之友会认为,国际智慧学会提出的这一问题很有道理和价值,而且也正与IPv9技术密切关联。为此,该会组织了海内外专家对此问题从IPv9的角度进行了研究,并将研究成果呈交国际智慧学会审评。国际智慧学会现将该研究全文公布。欢迎全球专家学者继续对此问题提供意见。

一,概述

国际智慧学会IWS-G13051中,指出了大地址与通讯传输速度之间的矛盾关系。解决这一矛盾关系,仅用非此即彼的简单二元思维是非常错误的,必须使用智慧型多元思维方法,从多个角度来思考解决方案,最终求得鱼与熊掌兼得的最佳效果。这是本文的思考立足点。

为了更好地说明这个问题,本文将用知名的中国IPv9技术为实例。采用这一案例有非常自然的原因,IPv9从一开始就以大地址的主张而出名,而中国工信部十进制网络标准工作组的技术方案中,也明显继承了这一思想。而且由于中国IPv9更为成熟,技术方案细节透露得更多,使得我们可以对大地址这一构想可以进行更为深入的评估。这不仅有利于对IPv9技术的更为深刻地了解,也有助于以后其他基于大地址方案的研究。

二,IPv9大地址的构想及演变

           IPv9是美国IETF1992-1995年间为取代第一代英特网(InternetIPv4协议而试图开发的一套网络协议。IETF曾经为其专门成立工作组。其具体的技术名称缩写为“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的主要技术主张和特点之一。

           IPv9提出大地址主张有其历史必然性。早在九十年代初,美国负责英特网架构设计的IAB就认识到第一代IP地址格式将会在不久的将来面临地址耗尽的危险,迫切需要寻求新一代地址协议,以延续并扩展IP地址空间。导致这一问题的原因就是当初IPv4的地址设计出现失误,地址格式太短(32位),以至于地址资源量有限,无法满足日益增长的地址需求。

           由于IPv9是最早出现的IPv4替代方案(1992年以IPv7的原始协议号出现),所以其必然地要提出大地址的主张,以便满足扩展地址容量空间的要求。而后来出现的与IPv9竞争下一代英特网协议的方案如IPv6也都提出了超过32位地址格式的方案,实际上都体现了大地址的思想。

           然而,在美国IETF进行下一代英特网协议评估期间,IPv6IPv9的地址长度还是有明显区别,而且也是引起辩论的一个主要原因。IPv6的地址长度原始设计为62位,虽然比第一代协议长一倍,但被IPv9方案支持者批评为不够长,空间增量有限,难以满足未来需求。”IPv9的方案则以128位为主要设计指标,这要比IPv6的长度多一倍。但是,IPv6支持者则批评IPv9地址太长,没有必要,而且会增加网络传输负担。

           但是,IPv6128位大地址仍有用众多的拥护者。IPv668位地址成为其设计方案中的一块短板。当然,由于其他原因(如标准化政治因素)导致IPv9被否决,IPv6方案胜出。但具有讽刺意味的是,IPv6方案最后关头做了关键性的技术修改,采纳了IPv9128位地址。

这使得一些人认为,IPv6IPv9一样都是基于大地址的理念。不过,需要知道,IPv9IPv6之间有很多技术理念上的区别,地址长度只是其中之一。即使地址长度,也不意味者IPv6IPv9的大地址理念是一样的。这将在后面的第三节中分析。

二,地址长度和网络传输负担

           IPv9IPv6竞争的历史经验看,可以得出以下一些观察结论:

1,       地址长度对地址空间资源量有决定性影响。地址越长,地址空间资源就越多。

2,       地址长度设计应该有远瞻性,有足够的长度来保证长远需求。

3,       足够长的地址格式将保障该格式的长远实用价值。

4,       所以,大地址具有必要性和优越性。

5,       地址越长,对信息发送和转发的时间就越长,这是不可回避的矛盾。

6,       但从IPv6最终采用IPv9128位地址结果看,问题不在于地址是否需要大,而是在于需要多大。关键在于如何取得地址资源增加与网络传效益之间的平衡。

7,       如果地址有特定长度的需求(如128位),即使会导致一些传输负担,也是必须要采纳的。

8,       服务需求性与网络传输负担这两者之间如果需要做优先选择,前者应该获得首要考虑,这应该成为未来网络的一个基本原则。

三,中国IPv9的大地址理念

   下一个要解决的问题是IETFIPv9与中国十进制网络的IPv9的地址长度有何区别已经如何评估其利弊的问题。

   首先要解决的是,是否IPv6已经实现了大地址的目标和性能要求。需要指出的是,尽管IPv6最终模仿了IPv9的大地址理念,采用了IPv9方案的128地址格式,但其并没有完全实现大地址概念。这是应为,IPv9的基础格式是128位,但还有更长的地址格式的构想。比如RFC16061607中都提出过长达1024位地址的构想。当年的TUBA工作组曾经考虑过这个方案,但由于其过于复杂,并没有对其形成具体的技术方案。以至于后来被视为愚人节笑话。所以,IPv6并没有完全满足IPv9大地址的长度规划。

   而中国IPv9才真正落实了大地址的理念。这表现在:

1,          中国IPv9地址的基本长度是256位,这要比IPv6和美国IETFTUBA方案都要长一倍。这就意味着更长的地址,更大的网络资源空间和更多的应用设计可能性。

2,          中国IPv9还对超过256位地址长度进行了研究,特别是对1024位的应用进行了论证研究,使得这一被认为是不可实现的幻想变成实实在在的实用技术。

3,          中国还首创性地对超过1024位(如2048位)的地址格式进行了研究,发现了其实用价值。比如,中国专家创造性地提出了字符直接路由技术及地址加密技术,而这技术的前提之一是足够大的地址长度空间。1024地址是不够的,2048位才能满足这一需求。

4,          中国IPv9的地址技术不仅仅是长度增加,还带来应用方面的许多优越性。中国十进制一种地址格式设计中加入了年轮设计,使得地址的管理和使用增加了许多独特优势。

5,          中国IPv9的地址长度增加,从而可以解决原来由于地址短,只能采用点分十进制,从而不得不增加应用域名系统以方便用户,从而增加了寻址开支及由于多增加的技术程序,从而实际降低了效率和增加了开锁。由于中国IPV9地址的长度可以容纳现有的域名长度,所以可以直接当作字符IP地址用。从用提高了效率和安全性,特别是云计算路径中的安全系数。

从这些方面看,中国IPv9不但落实和完善了大地址技术方案,还创造性地开辟了许多实用性技术,使得新网络体系的竞争性更加强大。中国的IPv9地址长度及实用性能不但远远超过IPv6,而且还跨越了美国上世纪的TUBA技术构想。

四,IPv9大地址如何克服网络传输效益问题

           上述描述可能更会引起人们担心:1024-2048位的地址会更加加重网络负担。对于这个担心,我们认为需要从更多的方面来理解:

第一,如果没有应用需求,中国专家是不会盲目地提出增加地址长度的。既然有特定的地址长度需求,进行这样的设计就是合理的。因为如前所说,满足需求是第一位考虑。比如,2048位地址是出于地址加密的考虑。而地址加密将来肯定会有广泛的应用需求,因为其对于信息安全意义重大。而提高信息安全保障能力正是空杯设计的未来网络的首要诉求之一。

第二,IPv6的单一固定地址长度不同,中国IPv9采用了复合型地址格式,实现了当初IETF认为无法设计的多长度地址方案。中国IPv9不但有256-2048位的超长地址,而且还有少于64位的短地址长度,甚至少于32位的超短地址格式。未来网络可以针对不同的需求提供不同的地址格式。中国专家发明的定位不定长,定长不定位技术成为落实这一方案的关键。

第三,由于多长度地址格式的设计,未来网络的短地址长度也有节省网络传输时间的效应,这可以抵消超长度地址的不利影响。

第四,中国十进制网络所设计的其他网络架构和传输协议还有更多的节约网络资源的设计,比如字符直接路由、基于终端的域名解析、三四层复合架构、本地优先传输协议等可以有效地提高网络性能,在很多应用场景下可以使超长度地址所产生的网络负担忽略不计。

中国IPv9技术在地址长度上不但有自己的特色设计,更有实用化的现实考虑,还采用了多种综合技术来确保网络性能得到提升,而不会导致因为地址长度过长而带来网络负担过程的负面影响。

五,结论

综上所述,大地址不会带来网络负担,特别是采用字符地址直接替代域名。通过减少不必要的绕弯环节,直接将字符对应二进制机器语言,可大幅降低网络负担。特别是小地址的设计将可大幅降低无线蜂窝的近距寻址开销。并可增加信息安全。

中国IPv9既落实了大地址理念,更创造性地发现了其实用空间,使得未来网络的服务能力得到提升。而且,中国IPv9通过全新框架的设计,还采取多种措施提升网络传输性能,这可以使得大地址所产生的网络负担得到抵消甚至忽略不计。这正体现了“鱼与熊掌可以兼得”的优良设计理念。

目前技术领域的一种“见木不见林”的趋势值得关注。有些专家在评估新技术时,为了表现自己“眼光敏锐”,往往满足于吹毛求疵,指出一点小毛病就将新方案全盘否定。这是不智慧的行为。我们希望评审专家们要善于全面地评估,综合考量,即使发现小问题,也不要匆忙下结论,而是应该深入研究,看看这些问题是否可以解决,要给足够的时间和机会让方案提出者进行方案的补充和辩护。

如此,中国的创新能力才能得到提升,中国IPv9才能提高中国网络与信息安全保障的希望。(IPv9海外促进会供稿)

 

国际智慧学会未来网络信息中心(香港)
2014年3月15日

(签章)

联系:icwisdom5000@yahoo.com

 

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