網絡協議傳奇(四):小心求變演進路
被尊為“互聯網之父”的溫頓·瑟夫后來去了谷歌,仍在做著自己喜歡的事。說起他參與發明的互聯網,他似乎也充滿意外:“社交網絡、商務應用、移動設備等新鮮事物不斷涌向互聯網,互聯網規模已經增長了100萬倍以上,沒有多少事物能像互聯網這樣不間斷地發展。但我們創建的那些老協議卻依然可用。”是的,歷經時間的磨礪,老協議“依然可用”,一切偉大抑或自豪皆在此間流露。
(圖片來源:包圖網)
協議演進中的漫長微調
互聯網核心協議在相當長的時間內幾乎沒有發生什么顯著變化,業內的人們應該還記得,在上世紀80年代,TCP/IP成為互聯網基礎協議之后,網絡上多數流量僅需要用到少數幾個核心協議:IPv4(對數據包進行路由)、TCP(將數據包轉化為連接)、SSL/TLS(進行連接加密)、DNS(命名所接入主機)以及HTTP(超文本傳送協議)。
多年之后我們發現,這些核心協議的技術演進只是做了一些微調:TCP實現了擁塞控制,TLS緩慢完成小幅修改,DNS引入了安全擴展協議,HTTP增加了一些新的標頭與方法。唯一變化顯著的是IPv4向IPv6的演進,而它也正在網絡運營商那里受到高度關注。
IPv6的slogan足夠***:將給地球上每一粒沙子分配一個IP地址。它要解決的是IPv4地址資源行將耗盡的問題。
[IPv4協議出生于1981年,彼時可見的只是為數不多的電腦接入網絡,但后來蜂擁而至的除了電腦,還有手機、電紙書、機頂盒、互聯網電視、智能電力當中的諸多設備、城市監控當中的攝像頭和傳感器、醫療儀器……。]
IPv6并不***,它在中國的發展狀態也被冠以“起大早趕晚集”,以目前情形,發展IPv6會由國家和市場雙輪驅動,而國家政策層面的驅動在2017年11月被再次強勢啟動。事實上,我國早在2003年就提出了IPv6發展計劃,由此可見,網絡協議的技術演進牽一發而動全身,確實需要政府層面的戰略導向引導,殊為不易。
不***的網絡協議
地址問題只是冰山一角。面向未來,TCP/IP們還要面對諸如增強現實AR/虛擬現實VR、物聯網、自動駕駛、觸覺互聯網、人工智能AI/機器學習ML等新應用,這些對它們的沖擊已不再是單純的IP地址資源問題,也不僅僅是端到端IP連接、服務質量(QoS)、安全性、移動性、智能網管、可贏利商業模式等問題,它們將使TCP/IP這樣的網絡協議設計之初所依托的應用類型、技術能力和理論假設面臨極大挑戰。
互聯網是人類的偉大發明,但互聯網從來不是基于***的協議和標準才得以發展,否則也不會需要近五千個協議標準才構成當前的格局——互聯網把這些協議協同在一起,構成了一個異常復雜的整體,用以支撐原有的應用和不斷加入進來的新應用。
網絡協議們一直都面臨著演進、迭代的壓力,老協議不可能永遠停留在“可用”層面,正如前文提到的那些曾經星光閃耀的早期網絡協議族,發展到今天,僅有TCP/IP協議還在不斷地完善,并產生了許多新的協議,其它網絡協議幾乎都已停滯不前,甚至無人再談及和使用。
網絡協議進入求變時刻
如今,更為重要的變化正在出現——核心互聯網協議也正在發生重大變化,盡管這種變化將***限度保持與現有網絡兼容,但它仍將會對廣大網絡用戶產生重大影響。
Mark Nottingham(互聯網架構委員會的成員,IETF的HTTP和QUIC工作組聯合主席)認為,互聯網擁抱重大變化的驅動力在于:核心互聯網協議存在的諸多局限已經非常明顯,特別是在性能方面已經造成了重大問題。由于應用與傳輸協議的自身結構存在不足,網絡資源無法得到有效利用,而這又導致最終用戶面對糟糕的性能感受,特別是在延遲方面。
正因為如此,業界開始抱有強烈的動機以演變或替換這些現有協議——因為大量事實證明,即使是極小的性能收益也會對用戶體驗產生巨大影響。
另一個時不我待的危機在于,如果延遲這個核心演變的進程,后面的互聯網也許將會失去改變的機會——對響應進行壓縮的HTTP代理使得我們很難部署新的壓縮技術;中間件中的TCP優化機制亦使我們很難對現有TCP作出改進——隨著時間的推移,互聯網協議的演進工作將變得越來越困難,直至舉步維艱。
事情遠未結束。在互聯網商用化后暴露出來的一系列問題中,最棘手、最難解決的還是安全性問題。2013年發生的愛德華·斯諾登(Edward Snowden)的“棱鏡門”事件,讓每一個普通老百姓都認識到了網絡安全的重要性。此時,我們又遇到了一個網絡協議中的特殊存在——網絡安全協議,說它特殊,全在于它現在已經成為了網絡協議技術演進的主陣地,而它的技術演進之路也更為泥濘不堪。
參考資料:
- 揭開數據中心網絡協議家族史
- 互聯網怪談9:沒有阿帕網,就沒有互聯網
- 百度百科 TCP/IP協議
- 網絡的基本概念和分類
- 阿帕網:“冷戰”催生的傳奇作者:劉洋 發布時間:2012-05-17 來源:環球財經
- 回顧互聯網的前身——“阿帕網”
- TCP/IP協議維基百科/百度百科
- 技術往事:改變世界的TCP/IP協議
- 從計算機和計算機網絡的發展看TCP/IP協議的重要性 陳中煒
- 網絡安全協議在計算機通信技術當中的作用與意義
- 計算機通信技術當中網絡安全協議的作用剖析
- 施樂的悲劇 環球財經 楊濤編譯
- 《連線》雜志文章《TCP/IP設計者卡恩與互聯網的***次“圣餐”》
- 《計算機網絡(第5版)》
- 互聯網簡史
- 拜讀一下計算機界牛人前輩們
- 百度百科:BSD
- IPv6的未來
- 第9章 網絡安全協議(https://wenku.baidu.com/view/cd6d092b647d27284b7351ec.html)