CCCF专栏 | 戴维•阿兰•格里尔：下一代网络将是什么样子？

我们现有的技术，包括 TCP/IP 协议和域名系统，都无法支持未来网络。而按照托马斯•库恩 “范式转换”的观点，网络技术可能会出现突变。

然而从某些方面来说，我对这本书的误解反映了互联网本身，甚至在某种程度上反映了所有计算技术的问题。每一个接触过互联网的人对互联网技术可以做什么都仅有有限的理解。他们只看到了这些技术在他们自己的问题、领域和需求上的使用。但互联网已经在一个又一个不同领域被广泛应用，它不仅将个体与个体联系起来，还几乎为所有个人和机构揭示了一种新的工作方式。

至少有三个重要的原因让我们去审视互联网的现状。首先，正在成长的一代是互联网的原住民，他们从未经历过没有互联网的时代，在所有国家都是如此。他们常常在不经意间让我们尴尬地谈起在我们拥有全球化的数字通信网络之前这个世界是什么样子。我告诉他们，从前电话是固定在墙上的；从前邮件是写在纸上的；从前洗照片需要使用化学药品；甚至在不太久之前，当我们的配偶去到世界的另一边出差时，我们不得不和对方说再见，而直到他们回来之前双方都不会再有交流的机会。

需要重新审视互联网现状的一个不那么怀旧的理由是，在过去五六年间，互联网已经显示出它设计的落后。我们一直在要求这种20世纪80 年代设计的技术去做一些在它设计之初从未认真考虑过的事情。我们当前面临诸如网络地址紧缺、安全性以及聚合大量数据之类的问题。单就这些问题而言，每一个都可能成为迫使我们对现有互联网做出本质性改变的动力。

最后，对于互联网我们已经有近三十年的经验，目睹了它是如何改变我们的制度，摧毁旧的生产、教育和管理手段。同时我们也认识到，20 世纪 90 年代初在互联网兴起的最初岁月里那种整合的力量已经不复存在。我最开始使用网络时，几乎所有的用户都是研究人员、工程师、科学家或是学者。他们都接受过常规互联网的培训，这样的培训帮助互联网联结在一起。而现在只有一小部分互联网用户属于该类别。说互联网是由科研与教育所支撑，就像在说计算是以数值分析为中心一样，因为大多数最开始的使用者都将计算机用于数值计算。从某个特定的方向开始并不意味着一定就会一直沿着这个方向走下去。

克拉克博士的新书内容丰富，包含了大量关于网络现状的重要信息，以及网络工程师和计算机科学家推进网络技术发展的各种想法。然而它对自己的描述并不准确。编辑声称该书“精美且易于阅读”，并且“对法律决策者、政策倡导者和实施者、企业家以及任何与互联网相关的人士都有价值”。实际上这本书是作者关于互联网技术和政策思考的一个总结。它的强大之处在于克拉克博士对互联网的相关文献了如指掌，并且亲自贡献了其中一些有趣的部分。如果你需要索引互联网方面的文献，那么这本书将是一个很好的起点；但是如果你试图了解网络的新方法，可能会感到沮丧。即使作为一个熟悉互联网相关文献的研究者，我依然需要不断地从 IEEE 和 ACM 电子资料库中查阅原创文献，这些文献帮助我更清楚地了解研究人员计划如何设计下一代网络通信。而在《设计未来网络》中这方面的陈述不甚详尽。

当然，这反映了关于互联网的基本问题。我们声称通过互联网可以访问世界上的所有信息，但人们实际上并不需要所有的信息，他们仅仅希望获得那些有用的信息。一个“盲目”的网络——在传递信息时不知道也不关心究竟在传递什么，并不是帮助我们获取所需信息的最佳工具。为了发挥互联网的作用，我们需要应用程序、资料库、搜索引擎以及其他技术工具。根据过往的经验，我们知道这些工具所取得的仅仅是部分的成功。它们倾向于向我们提供已知的信息，往往需要稍许推动和刺激才能向我们提供所需要的东西。

一些利用人工智能和机器学习的新工具可以帮助我们对互联网上的信息进行分类，这些技术为互联网的未来勾画出了美好的前景。然而我们知道它们其实并不完美——这些技术会增加网络流量。另一个显而易见的问题是它们无法帮助我们处理物联网生成的数据。而很显然在未来五到八年内，传感器和数据聚合器将能够在物理、经济、社会和政治等方面为我们观察世界提供内涵丰富的视角。

如果按照克拉克博士的观点，现有的互联网尚不足以容纳我们很快就可以获得的全部信息。我们既没有可以传输它们的网络，也没有网络能够兼容可以帮助我们理解这些信息的技术工具。克拉克博士提出了一个大胆的观点：我们现有的技术，包括 TCP/IP 协议和域名系统，都无法支持未来网络。（平心而论，作者也承认包括他自己在内，没有人能够准确地预测网络的未来。他把自己的最后一章标记为“高度不确定的”，并且抱怨已经“厌倦了对未来一次又一次的预言” 。）

基于他的论述，我们似乎不太可能渐变式地演进到新的网络架构。我们在现有的网络架构上投入了太多的资金和科研努力，因而希望能够对信息的基础设施作逐步的改良。而按照托马斯·库恩 “范式转换”的观点1，网络技术可能会出现突变。当网络无法提供新应用所需要的服务时，或者无法经济高效地提供服务时，“范式转换”就会发生。我们已经快忘记了在 20 世纪 90 年代所发生的“范式转换”：20 世纪 80 年代的网络所使用的大多不是分组交换技术，而是一种被称为“存储转发”的技术，例如AOL、Prodigy、Tymnet、Bitnet 等公司和网络使用的都是这一技术。存储转发技术无法支持交互式会话、超链接或媒体流，而 TCP/IP 可以支持这些服务，因此它很快被TCP/IP 网络取代。

这一变迁很大程度上已经被遗忘，因为很少有互联网先驱曾经使用过那些网络。他们所使用的是 Arpanet 和 CSNET等预示着互联网真正诞生的网络。在《设计未来网络》中，作者认为下一代互联网可能以同样的方式出现。也许某些团队将开发出支持新应用的新通信技术，新技术能以更新、更简单的方式进行管理。很快我们将决定这项新技术将成为新一代的互联网，而旧的网络在我们有时间去哀悼失去它的损失前就会消失。关于这样的网络究竟是什么，《设计未来网络》至少给了我们一些启示。

作者介绍

戴维·阿兰·格里尔(David Alan Grier) 2018CCF杰出贡献奖获得者。电气与电子工程师协会计算机学会(IEEE-CS)前任主席、IEEE Fellow（会士）、Computer杂志主编。乔治·华盛顿大学名誉教授，华盛顿特区Djaghe LLC公司的技术总监。IEEE Computer杂志编辑(2019)。

CCCF特邀译者：孙晓明

中国科学院计算技术研究所研究员

脚注

1   托马斯·库恩(Thomas Samuel Kuhn, 1922—1996)，美国科学史家，科学哲学家。在库恩的科学哲学思想中，“范式”(paradigm)是一个核心概念，是指从事某一科学的研究者群体所共同遵从的世界观和行为方式。所谓“范式转换”(paradigm shift)，是指一个领域里出现新的学术成果，打破了原有的假设或者法则，从而迫使人们对本学科的很多基本理论做出根本性的修正。——编者注

中国计算机学会

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