超級網際網路是指以現有的網際網路、能源網、建築網、工業網、廣播電視網、金融網、電話網、環境網、電報網、衛星網、微波網等為基礎,按照分散式根伺服器的域名解析系統,採用全球唯一的網路邏輯地址連結,而可信地址是其優選。這個通信網路是開放的,擁有公共協定群,超級網際網路的地址協定可以是分組數據技術的 IP協定、接替協定,抑或與之兼容的其他協定,並擁有相關的信息基礎設施。這個網路建基於高速無線、有線的通訊鏈路基礎之上,組構網路之上的網路集群生態,實現人、機、網的柔性合一和全方位服務。超級網際網路是與能量及其排放物、貨幣並列的將所有商品聯繫起來的通貨,也是與海洋、太空並列的全人類共同繼承的財產。為此,“超級網際網路”也可以稱謂為“超級互動網”、“超級全球網路”、“超聯網”。
簡介
超級網際網路可以向不同的商品體系滲透並將它們智慧型化地連線起來,從而創造巨大的經濟效益,改變人類的生產方式和生活方式。打造超級網際網路已成為世界上最頂端的智慧和高級別的戰略主題,世界將充分利用這個機會如同建造貨幣體系一般,發展“超級網際網路”,頻寬比特等將如同不同的貨幣投放規模一樣將與之聯繫的商品提升到更加智慧型化水平。我認為,未來十年將成為以世界主要大國建設超級網際網路的重要機遇期,把握這個機遇的國家將立足國際分工的頂端之列,擁有這個完整產業鏈的國家才能稱之為製造大國。基於網際網路標準的傳統,超級網際網路的基礎設施應該採取開放性的國際標準,從這個意義而言,世界信息基礎設施的建設將大大增速。在這個轉型過程之中,主要的電話網路、電視網路、能源網路、建築網路等將實現超級互聯,它們的諸多運營方式將告別以前的軌道,成為網際網路的一部分。
提出前景
IPv4地址總庫碼址資源配罄之後,美國國家基金會支持的下一代網際網路設計計畫(GENI)將於2011年3月15日召開新的年會,新的網際網路體系結構設計正在成為全球發展的最高端戰略主題。在這個背景下,武建東教授在國際上第一個提出了發展“超級網際網路”的思想體系,作者這個學說的提出使中國成為繼美國GENI計畫、歐洲LP7行動之後,擁有高端網際網路戰略學說的國家之一。武建東教授的觀點已受到國際上廣泛認同,2010年9月21日,武建東教授曾應約出席了國際智慧型電網聯盟、美國能源部主辦的智慧型電網全球論壇並在首日發表演說,特別分析了新一代網際網路與能源網變革的意義。大會官網資料介紹時亦稱,武建東教授是“全球少數幾個思想領導者”。超級網際網路思想提出之後,引起學術界、產業界廣泛關注,武教授也被稱為“超級網際網路”學說的奠基人。
基本特性
與傳統網際網路相比,超級網際網路在產業制高點、運轉模式、體系結構、資產效率管理、基礎信息設施、頻寬、監管模式、市場運轉模式、制度創新力度、拉動產業增長體量、造就的社會結構等各方面都有關鍵點之不同。
就目前基於Internet構造的產業組織體系而言,它主要包括人和網路的體系互動,其發展面臨的主要挑戰是信息的整合,其核心權力主要來自建基於IPv4的網路協定及相關服務體系,我國在上述領域並不領先,而超級網際網路建設的組織體系主要包括人、複雜化的機械與機械系統和更高級網路的多層次互動,挑戰主要來自生產和生活行為的潮流管理、人機網系統實體互動的效率和全方位服務,其權力則主要來自建基於新的通信協定的體系架構、標準的創新能力和柔性系統集群的開拓力量。這個轉型之中,我們可能成為後來居上者。
基於以上分析,可以判斷:超級網際網路具有以下基本特性,即全球性、網路地址的唯一性和可信性、共同的協定性、互動性和網路柔性。從級別而言,超級網際網路將是一個高端網路,開拓從太空到商業市場的廣大前景。我想,作為最大的人造網路,它可以更好地服務人類。
三個階段
照顧到超級網際網路的組織結構變遷的特性,我們可以將這個網路的進化劃分為三個階段,即:預備網路階段,主要是發展多種網路共生的複合網絡;領先網建設的轉型階段,主要包括構建從集中到分散的邦聯化網路,或者稱之為智慧型網路;大規模套用網路階段,主要是實現超級網路的建構。
建構超級網際網路的預備網路:發展多種網路共生的複合網路
作為超級網際網路的前期建設,中國可採取如下戰略推進。
其一,採取多頭出擊的“合圍戰略”建設新一代網際網路
通過域名管理體制、IPv6地址升級和組網、移動網際網路建設、分散式網際網路架構、路由器創新等多頭出擊,以超級網際網路為總體發展目標,分步合圍地實現網際網路轉型,並以所行網際網路變革戰略採取高一級結構、高反應機制的方式推進。
其二,採取直接啟動的模式,加快構建新一代網際網路根體系和編訂域名管理行動規劃
2011年即直接啟動設計新一代中國網際網路根伺服器體系,並通過充分開展國際交流,以開放、兼容、互動、跨代的原則實現國際協同。為此,一方面可以積極接觸並納入國際網際網路現有的域名管理機制;另一方面作為建立中國可信網際網路的主體架構;最後如可能,納入超級網際網路的根伺服器體制。
其三,採取戰略模式設計、成熟度模型、工程試驗、網際網路升級行動計畫等並重路線
構建超級網際網路的核心,不是因為技術上是否可行,而是我們的思想方法是否可以領先,為此,應加快構建超級網際網路的成熟度和其他配套項目。
其四,實施將能源網、氣象網、工業網、建築網、交通網兼容進超級網際網路的各專項網路的集成建設
新一代網際網路的核心不是建立IPv6地址,而是建立這個網路的“心臟”,也即構建將現有網際網路、能源網、氣象網、工業網、建築網、交通網等全部兼容進來的開放運行的架構。
在一時解決不了變革傳統域名管理體制之情況下,能源網、氣象網、工業網、建築網、交通網等可能演化為行業專有網,這種網路仍然屬於等級制網路,用戶的互動權將受到牽制,它滿足壟斷者的利益可能會更多。我是主張將這些網路作為網際網路的一部分來建設的,實行網際網路化,為此,誰能夠將能源網、氣象網、工業網、建築網、交通網等實體網路組裝進網際網路,誰就擁有網際網路的制高點。
其五,從國有機構開發新一代網際網路為主過渡到大規模財政刺激、國有機構、民間機構、外資機構齊頭推進的戰略,實行較美國、印度、日本、韓國等更加擇最佳化的市場準入環境和支持政策
從壟斷建設、購買技術體系等轉型到本土化開發,這是一個國家自信的表達,也是誕生原創性世界革新成果的基礎。
其六,實現新一代網際網路的高普及政策
中國正處於城鎮化、工業化階段,與此同時,也正處於網路化、低排放建設階段,未來十年,中國應借IPv6等網際網路的變革將網際網路普及率提高到60‰以上,實體經濟的網際網路化應力爭達到50‰以上,達不到這個水平,中國就不能稱為網際網路強國。
其七,未來5年建立無線、有線、太空並重的中國高速網際網路
美國、日本、韓國、歐洲等都在推進高速網際網路,它們已經成為代表一個國家文明水平的關鍵標誌,據此,中國應該發展並建立世界上第一流的無線、有線、太空並重的高速網際網路,實現多網路的集成建設,建議這個目標在2015年初步實現。
其八,推進新的網路安全模式構建,發展高性能、實時性、可擴展性、安全性、可信碼址資源的網際網路系統
新一代網際網路的核心是擴大它在實體經濟中的無限版圖,為此,它的力量不僅需要將實體經濟虛擬化,更需要實現將實體經濟資源可信化的管理,這就是建立與此前不同的網際網路——可信、安全、穩定、準實時的網際網路。
其九,建立世界領先的超級網際網路國際試驗床
在超級網際網路的革命中,居於第一位的領導者不是工程師,也不是企業家,而是思想家團隊。我們對網際網路的大戰略的研究也應該從傳統的規劃模式變遷到架構設計上來,這個架構包括流程和標準兩個部分,它們應該成為中國網際網路設計的試錯和創新的大本營。
其十,推進以城市和國家大型實體網路為中心的新一代網際網路建設
信息積累與土地積累一樣應該成為城市和實體網路發展的命脈,減權讓利則應該是啟動中國信息市場新變革的關鍵,推動600多個城市和數萬個各種網路的集成發展是歷史賜予中國獨一無二的機緣!
建構超級網際網路的領先網路:推進從集中到分散的邦聯化智慧型網路構建
領先網路建構的體系模式就是將現有網際網路作為升級版網路的組成部分,建議以IPv6地址二分之一以內的資源轉予有關國際專業機構安排分配。例如,全球智慧型電網聯合會、氣象網路等機構負責運作,重組網際網路的域名管理機制。據此,可以建設可信性網際網路,創新網際網路架構,並新增一定量的根伺服器,設定於網路需求旺盛並啟動IPv6升級的國家,而且,新增根伺服器可以邦聯化形式運作。為此,有必要藉助可信網路建設,兼容能源、氣象、環境等網路,形成IPv6的內生擴張機制;以有線、無線並重方式推進建設IPv6網路,開闢電視、電信、電腦、電錶等能源表計終端、感測等終端系統整合之路;推進電信、網際網路、微波網、衛星等不同網路設施和系統的互動協同;構建網路之上的網路,實現人、機、網的柔性合一和全方位服務;實現網際網路與實體經濟的有機可信結合;實現大網路與微聯網相結合的模式。我們也可以將上述網路稱為智慧型網路建設。
構建智慧型網路的網際網路應注意如下問題。
1.網路設施:大力推進國際高速寬頻網路建設,發展新型國際主幹網的最佳化互連機制
至2015年建立中國無線、有線並重的高速網際網路。有效打通廣播電視、衛星、移動通訊、電信、電力通訊、交通通訊等頻譜資源的最佳化設計和運營的戰略大通道,通過上述網路的合併更好地發展超過3G以上的寬頻無線網路,提前部署領先世界的更高端的寬頻網路並建立市場運營平台,加快推進電力、交通、電信、電視等有線寬頻網路資源的市場準入和資源整合。
2.網路地址資源的升級模式:減少升級成本,增加代際銜接
推進基於IPv6協定並預留更高連線埠的網路體系建設,唯路由器等網路設施建設應預留足夠升級空間,網路終端應放寬市場創新和兼容能力。中國應成為無線路由器、核心路由器、接入路由器、無線網路路由器、智慧型流控路由器、三層交換機等路由設備的世界概念創造國,以及製造和研發中心。
3.推進根和域名管理體系的改革,兼容不同基礎設施運行
4.中國根伺服器:加快建立中國的IPv6域名系統(IPv6-only DNS)
申請在中國設定根域名服務體系,未來5年內做好設定多個跟域名系統的計畫;為解決從IPv4到IPv6之過渡,建立雙協定棧域名系統,實施IP位址的穩定升級。
5.採取普及性IPv6地址資源分配政策:設立IPv6商業化成熟度套用模型
以生產商、運營商設立示範網、試驗床的方式推進IPv6地址資源部署,實施從用戶申請到 IPv6地址直接配置用戶和用戶申請相結合之機制轉變,即或者通過生產商新設備自帶IPv6地址,或者通過運營商直接配置用戶地址方式解決市場碼址資源的社會化普及問題。在此過程中,中國可以財政投入方式大規模補貼10億以上的IPv6地址資源的社會化配置,實施世界上最領先的IPv6地址的規劃和分配方案。
6.推進高速、高清晰度的視頻互動體系建設
發展基於無線、有線並重的高清晰度的視頻互動體系,建立人造網路的視頻環境,發展世界上領先的行動網路系統。
7.中國智慧型網路可採用基於IPv6協定(Native IPv6)並預留升級模式的網路結構
鑒於中國網路用戶複雜,可分別支持IPv4和IPv6的用戶網接入,比較理想的道路是採取國家支持的政策,有效地將中國IPv4網路整體平移進IPv6或更高級別的網路,打通IPv4和IPv6網路。
8.建立新的網路安全模式,發展足夠可信安全的網際網路系統
9.大力發展基於IPv6網路的視頻服務、電子商務、即時通訊、新型電子郵件或信息郵包、網路管理等各項新興網際網路服務
10.發展智慧型網路屬於積累戰略
這一進程將由眾多的偶然、獨立、連續的變革行動構成,最終的這些變革只有納入下一代超級網際網路體系的行動節點才能實現較高效益。與發展超級網際網路的大規模套用網相比,這個時期屬於過渡性、應急性階段,這個體系的規劃和創造行有賴賢哲的智慧思想和學說、國家的直接行動、開放的市場環境、業界的體系革命、商業模式、設施製造等綜合能力的整合,其中,思想革命應該屬於第一位的。
建構超級網際網路的大規模套用網
構建超級網際網路的技術路線應注意如下問題。
1.發展國際超級寬頻網路,組構新型國際主幹網互連機制
未來5~10年應在國際社會推進超級寬頻網路建設,發展快速、超速寬頻體系,倡導以 1Gbps(千兆)以上高速網路構建先進國家的信息基礎設施。大批量釋放巨量無線頻段服務機動寬頻,推動電視頻譜資源轉型為市場化寬頻資源,推動衛星頻譜資源的廣泛利用,提高國際寬頻的覆蓋率和普及率。中國更應垂範世界率先建設涵蓋城鄉、海洋、空間和跨國的超級寬頻網路。
為此,推進主要國家雙邊、多邊或國際上1Gb/s以上的主幹網互聯、備連模型和協定群最佳化行動;優先推進建設歐亞大陸、美洲大陸超級互聯實驗網;加快推進中、美、歐、日等網際網路大國多種網路、多種方式互聯體系建設;加大國際間主幹網互聯的最佳化實驗和運行;建立國際主幹網互聯的成熟度模型,建立新型的國際主幹網備用互聯預案、實案。
超級寬頻網路是發展超級網際網路的物質基礎,是未來10年中國經濟建設最核心的創新工程,沒有超級寬頻網路就沒有21世紀中國的競爭力!
2.建立超級網際網路的分散式域名管理機制
修正目前的域名管理體制的基本緣由乃是這個體系的天然缺點,即有限的組織模式、受限的市場兼容能力、限制創造性的架構模式,也就是說以一個有限度的網際網路的組織模式互動對應不受限的市場、技術、社會的增長力量。誠如“夫所以養而害所養,譬猶削足而適履,殺頭而便冠”。
實際上,以美國為主的13個根的網際網路域名管理體制是美國創造網際網路的權力延續,它具有集權、等級和階層化可控制性、可預見性、可觀察性、較高效率、域名的定量管理、非主權化等優勢特徵,也具有少數權威統治、架構窒息、依賴美國、協定繁縟、隨機地址風險、安全管理有待完善、非人格化、較少激勵機制、強調先占原則、市場擴張受限等不足。基於此,超級網際網路追求的目標就是以具有自動晉級機制、容納不同網路需求、激勵市場擴張、滿足不同技術和市場創造力、自然配置域名、安全、高效、經濟等方式建立智慧型化、分散式、廣域化的新型域名服務體系。
超級網際網路將在確保全全的情況下,實現既有網際網路、能源網、生物網、環境網、工業網、金融網等多種網路的互動體系建設。
3.固定碼址和隨機碼址
農業社會人們通過驛站、飛鴿、快馬、烽火、特殊符號、身體語言等方式傳遞信息;工業社會人類建造了通訊產業,它包括從有線的電話到無線電技術套用;信息社會或者後工業社會人們造就了網際網路、專業網、行動電話、視頻信息傳遞、衛星通信等更為創新的溝通方式。在這個轉變過程之中,定址模式也從固定碼址演變為網際網路的隨機碼址。定址和路由是IP協定最複雜的主題,所謂定址就是劃分和組合子網以及將 IP位址分配給各個終端節點,各個網路端點都需要配置路由器,特別是網架間的路由器,它決定著如何傳送IP數據包。實際上為了減少網路的複雜性,路由器只是簡單地將數據傳送到下一個匹配目的地址的路由前綴的本地網關,也就是IPv4時代的網際網路只提供盡力服務,這種服務也可以視為不可靠,內含丟失數據包、重複到來、數據損壞、數據包傳遞亂序等問題。從通信技術而言,隨機地址也許是一種跨越;從網際網路兼容實體經濟而言,也可能是一種障礙,建築網、能源網、交通網、新一代Wi-Fi、雲計算服務、氣象等需要更新的固定碼址技術和服務,例如,充電電池與任何充電連線埠的接軌就需要內置晶片的真實信息,而隨著物理網路的大規模網路化,這個需求必將更加殷切。
固定碼址為推動“撒錢”式信息支出提供了可能,為了建立並活絡新一代網際網路市場,大國需要實行新的免費的信息財政支出,具體而言就是初期實現免費的域名解析服務,通過運營商、生產商為用戶提供生產和服務的免費網址,以將現有的實體經濟體系跨越式搬運進新一代網際網路世界。通過信息財政支出需要明確,網路碼址是生產和生活設施與生俱來就應當擁有的智慧型屬性,是生產端和消費端、供方和需方平等互動的基本設定,也是將世界翻轉為智慧型化的理想途徑,或者說,信息社會建設的基本模式就是網架建設的公共化和服務的商業化,這也是智慧型經濟最大化的有效途徑。
4.底層協定
要建立真正的超級網際網路,就必須完成架構轉型,而任何架構的設計基點都必須從底層協定著手。
網際網路的底層協定建基OSI模型,這是一個開放性的互連參考模型,擁有7層結構,每層結構都可以劃分為若干子層,每一層執行某一特定任務和實現在相同的層次上相互通信。OSI模型的7層結構包括物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、話路層、表示層和套用層。設計網際網路的底層協定之時,電腦網際網路還是一個不能與電視網、電信網、電報網等比擬的巨細網路,TCP/IP協定採用了四層級結構,即套用層、傳輸層、互連網路層、網路接口層。也就是說當初設計網際網路時是從眾網之一網的角度設計的,屬於管窺天下;而今天我們幾乎是從萬網之網的集合角度出發設計的,屬於俯視天下。為此,底層協定就必須從萬網整合的歷史大角度上安排,再造新一代網際網路的底層協定。基於以上歷史原因,網際網路、電信、電報、移動網、電力網、電視網等每一種網路都建立了屬於自己的基礎設施,服務自己的專用服務,以致資源浪費巨大,架構也難以實現革命性整合。目前中國推進的“三網合一”也不過是另一種傳統網路。人類需要設計並運營新一代的可以兼容各個網路、設施、系統、終端的超級體系,以實現各個終端、以各種方式、與任何人進行多種便捷大頻寬交流。
整合設計
建議推進多種網路的底層協定的整合設計,將相關網路的系統結構設計畫分為三層,即基礎層,互連、接口、傳輸等智慧型交換和配置層,套用層,由此可以簡化網路管理體系,提高多種網路效率,節省能源資源,實現電視、電信、廣播、網際網路、電力網、衛星網、移動網、氣象網等的網路整合。