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中国航天科工集团网络信息总体部首席科学家、国家“千人计划”专家傅承鹏博士
本文通过互联网诞生和发展过程中经历的三个里程碑的故事讲述，阐述互联网发展的核心技术诞生和修正带来的产业发展和社会巨变，最后半个故事上演才刚刚开始，正在进行中，抓住这一“牛鼻子”将会为我国网络空间的治理和发展带来什么样的未来呢？
值此2018年世界IPv6日之际，响应2017年11月26日中办国办联合印发《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》号召， 作者也期望以此文向中国IPv6发展道路上做出巨大贡献的首长、领导、院士、专家、学者、企业家以及各行各业的同仁致敬！
故事一
今天我们有很多互联网应用，有音乐和视频播放软件、电邮、网站、有文字输入法，有各种电商，不管是BAT，还是京东，此外， 我们有铜线、光纤、无线、3G、4G、未来的5G、6G等等，这一切都是基于TCP/IP，互联网核心的核心就是由TCP/IP来支撑的， TCP/IP就是互联网的发动机。TCP/IP的发明人是想在不可靠传输线路上实现可靠传输，比如说光纤，或者是铜缆，或者是无线，它是一级接一级链接的，在广州的一个用户，发送一个信号“0”到北京，大家今天觉得对方收到的一定是“0”是不是? 无论线的质量有多高，但是“0”要穿过这么多相互接力联接的线缆和无线传输媒介，要做到100%传输是不可能的，在不可靠的传输媒介上实现可靠的传输，在上个世纪70年代，是一个悖论，是不可能完成的事情。但是，在1972年，当时美国国防部先进研究项目局经理Kahn，申请了一笔经费，聘请了刚从UCLA毕业的博士Vin Cerf, 他们当时研究的课题就是在不可传输上实现100%可靠的传输。今天你发一个微信给你的同事或家人，比如说“我爱你”，他收到的一定是“我爱你”，而不是“我恨你”，如果变成“我恨你”就变成大问题了，Vin Cerf与Kahn 于1974年发表的研究论文《A Protocol for Packet Network Intercommunication》奠定了其互联网之父的地位。
9年后，1983年1月1日，“互联网几乎一夜之间升级了，当时所有联接在互联网上的机器全部更换，它的内核全部从NCP更换到TCP/IP，传输要求100%的可靠，为什么在那时几乎一夜间可以完成更换呢？原因是什么呢? 大家想一想，其实也很简单，因为当时只有约300台机器，当时全球也就300台机器联网，所有机器的内核在一夜之间全部更换，也就是从不可靠的传输在一夜之间要变成全部可靠传输，互联网产业从此开始启航！”
从83年1月1日之后才开始有了互联网产业。互联网产业中第一个诞生行业就是路由器，今天花几十块钱、几百块钱就可以买一个路由器，但是80年代末90年代初的时候一台大型路由器价格可是几百万美金一台。今天路由器已经是非常之便宜了。除了路由器产业外， 互联网软件就更多了，比如电邮、DNS、BBS、gopher等，也是从1983年1月1日起开始启航！
故事二
1986年，由于网络规模在发展，用户在发展，从300台到1986年接近几千台，有3000多台机器联网，发展了近10倍。几年间发展10倍，大家知道，一个城市发展了十倍会发生什么事情呢，就像广州，人口会急剧地增加，当时美国劳伦斯国家实验室和伯克利大学连接线路带宽是32Kbps，虽有32Kbps带宽，但实际传输结果常常只有40bps，下降了800倍，比如像北京的二环、三环高速公路，设计时速是80公里每小时，但是车速有时只有1公里每小时，设计时速与实际速度相差很远，为什么呢? 就像今天的城市一样，道路可能设计的越来越宽，但是车速却上不去，原因是所有用户的车都无节制地涌进道路上，没有管理，或者管理不到位。网络也是同样道理，当从300台到3000台机器的时候，所有的数据包——每一个数据包就相当于一台小车 -- 在网络上传输的话，它基本上是无节制的，最后的结果是什么呢，大家知道北京2012年有一个节日下午，从北京东城到西城，开车要3个小时，走路也才20分钟，这就是堵塞的结果，网络面临同样的问题。这个问题经过两年时间深入研究，在1988年的一篇研究论文《Congestion Control and Avoidance》成功地解决了网络拥塞和大规模扩展问题，其核心是仅仅在互联网发动机内核上改变了几行代码（TCP Reno），也就是七、八行计算机程序代码的改变，就成功解决了网络大规模的拥塞问题，从此以后互联网从来没有发生过拥塞崩溃，世界上没有任何一个系统能像互联网如此庞大，而且还没有拥塞崩溃，当然偶然发生的崩溃不是网络本身导致的，而是人为导致的。
1996年，美国克林顿政府将用于互联网TCP/IP网络技术推向国内外市场，在推动国内信息化高速发展的同事，更领导和全面推动全球向信息公路的发展，为当时政府带来高达3万亿美元网路经济业绩。更进一步的是，网络经济完全改变了各国间传统的政治、经济、军事的概念。
故事三
第二个故事也是诞生了巨量的互联网产业，奇迹还在继续发展，上世纪90年代，无线网诞生，但是互联网设计时的假设是在有线传输媒介上，它的假设不是在无线传输上，因为无线传输是不稳定的。假设条件出错就会导致所有的判断就会出错，所以互联网在无线传输上导致数据包误判丢失。90年代的时候，所有的研究者都在研究怎么把互联网从有线推向无线，也就是移动互联网的问题。TCP Veno、TCP Cubic、TCP Westwood等都是这行业当中的顶尖研究学者在互联网发动机上提出的改进成果，再一次修正了互联网的发动机，这一次修正又催生了巨量的移动互联网产业，今天所有在手机上的应用全部属于移动互联网产业， 全球移动互联网用户就达到数十亿。
半个故事
故事在继续中，以上三个故事已经成为过去式，接下来跟大家分享半个故事。我们知道互联网规模是不断扩大的，从最初的300台机器联网到3000台机器联网，再到3亿台机器联网，再到几十亿台的手机移动互联网，互联网继续扩张，扩张到现在正在进行的物联网，这个发动机又得改进了，发动机不适合这么巨大的网络规模。互联网的发动机就是这样诞生、发展、修正、再发展、再改进，每一次的改进都会诞生天文数字的产业。今天的物联网、云计算、三网融合、大数据等等对地址的巨额需求，IPv4的地址总共就是43亿地址，中国只有3个亿的地址，约7%，今天在中国联网的数据是多少呢，仅中国移动已经是6到7亿手机用户了，中国移动、中国联动、中国电信加起来手机用户就已经是近十亿，怎么办呢? 我们只有用私有地址，私有地址会面临一系列的问题，所以IPv4变成了一个巨额的成本，以前IPv4地址是不需要花钱的，现在每一个地址都要有成本 (约每月从20元到100元不等)，而且私有地址破坏用户的唯一性，带来很多不必要的成本开销，所以对整个产业发展造成了巨大的障碍！
工信部中国信息通信研究院预测，全球到2020年需要500亿地址，中国到2020年需要100亿地址，巨额地址缺口解决的唯一途径就是IPv6，它可以做到一个人可以拥有10亿个地址，你一生所经历的所有东西都可以用唯一的IPv6标识，换句话说，地球上每一粒沙子可以分配一个地址。尤其移动互联网，今天的水表、电表可能就放一个芯片它都需要一个地址，互联网的发动机需要再次升级，不过这次升级比当时的升级要难的多得多，当时简单，是因为只有300台机器，如果今天我们需要升级，以前我们在家里上网，电脑关了，那个地址就不会被人使用了，但是今天你离开了家里，它的地址是联网的，所以万物在线、万物互联都需要所有地址都在线。
“十二五”期间，国家要求在“2014年至2015年开展大规模部署和商用，实现国际互联网协议第4版与第6版主流业务互通”，今天我们要升级到IPv4必须要跟IPv6互联互通，这是一个最基本的原则，如果不能互通，新的产业不可能起来，所以产业技术的核心不在于IPv6本身，而在于互通的技术。所以这次“IPv4与IPv6互联互通技术”再次推动互联网向一个更大的范围。尽管“十二五”期间由于这样那样的原因未实现既定目标，国家“十三五”纲要再次明确提出要求“超前布局下一代互联网， 全面实现向互联网协议（IPv6）演进升级”。《国家信息化发展纲要》更在三处提出要向下一代互联网迈进。2017年11月26日中办国办联合印发《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》，更是表达国家对IPv6发展的坚定决心和坚固意志。
面对万物互联、智能时代的到来，互联网发动机的这次修正会催生多大的产业呢? 我们知道，所有的有线网络都在这次升级的覆盖之中，所有的无线网络也一定在这次升级覆盖之中，所有未来的物联网也在这次覆盖之中，每一次发动机的修正所催生的产业都是天文数字，这次也不例外。一个海量的地址空间，表示有更多的用户可以接入更大的市场，互联网诞生，如果地址不能变成唯一，整个信用的基石就会崩溃，当你地址变成唯一的时候，信用就会诞生。可靠的信用交易的社会，它的市场会快速诞生和规模发展。
全球的IPv6正在发展之中，中国也正在发展之中。
刚才给大家分析了三个半故事，三个故事已经成为事实，半个故事正在上演，我相信在未来的5年到10年整个中国的信息化会发生天翻地覆的变化，当然发动机的改变是这个天翻地覆变化当中一个极其关键的环节。互联网产业发展到今天，光有发动机也不行，还是要有应用，它是一个巨大的生态系统，有设备商、应用商、运营商、集成商、行业协会、大学、科研机构、金融机构，希望能够在政府的主导下，在产业联盟的协调下，共同构建下一代互联网的产业生态系统，充分发挥已掌握的发动机技术立足中国，快速走向全球!
作者介绍：
傅承鹏博士，国家“千人计划”专家，现任中国航天科工集团网络信息总体部首席科学家，国家下一代互联网产业技术创新战略联盟首席科学家。主要从事互联网核心协议及互联网基础架构的研究，是中国教育科研网创建时的参与人之一，曾任中国联通下一代互联网首席科学家。
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