内容与地址双驱动网络研究.docx
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1、一、前言网络空间是继陆权、海权、空权、天权之后的第五大主权领域空间,与国家安全、社会稳定、信息主权休戚相关。作为网络空间的主要载体,互联网已经广泛渗透到人类社会的政治、经济、国防、外交、教育、医疗、社交等方方面面,成为人类活动不可或缺的重要基础设施。然而,以支持端到端通信为设计初衷的互联网传输控制协议/网际协议(TCP/IP)协议体系,因互联网半个世纪以来不间断持续演化的成功,以其强大的惯性力在人们意识里续写“IP之上,万物皆能的神话。人们对网络空间有多少期待,对互联网的TCP/IP体系结构就有多少冀望。但是,在互联网的通信与传输功能退而为其次的今天,互联网所承载的内容受到人们的空前关注,才发
2、现本质上基于地址驱动的互联网体系结构,与“以内容为中心的网络空间应用需求正背向而行。今天的互联网己经变成内容大数据的露天堆放场,网络空间日益涌现的内容大数据多源异构、体量庞大、复杂多样,难以治理的碎片化内容使互联网越来越混乱失序,为互联网的可持续发展带来严峻挑战。研究界对未来互联网的发展深切关注,互联网之父VintCerf倡导互联网应该普惠全民的普惠发展理念,国际互联网协会主张把互联网接入作为一项基本的人权,万维网之父TimBerners-1.ee则强调互联网应该秉执为全民免费提供内容服务的福利性宗旨。近年来,我国政府高度重视网络安全和互联网的可持续发展,为了营造良好的网络生态,保障人民的合法
3、权益和维护国家安全,构建天朗气清的网络空间,国家互联网信息办公室在2020年发布实施了网络信息内容生态治理规定。互联网中不断发生的各种网络攻击事件,正在直接威胁社会稳定和国家安全。然而互联网体系结构在设计之初对安全重视不够,各种安全问题愈演愈烈。近年来,国内外学术界也开始积极探索更加安全可信的新型安全架构:如基于生物拟态现象提出的拟态防御网络架构,类生物免疫机制的网络安全架构,基于主动免疫计算模式的可信网络架构,地址驱动的互联网安全架构,此外还有基于区块链的互联网内生安全架构和多边共治的多标识未来网络架构等。另一方面,采取以内容为中心研究思路的内容驱动新型网络也受到越来越多的重视,主要研究方案
4、包括TRlAD、DONA、CBCB.PSIRPNetInf、CCN、SoFlA、NDN和XIA等。互联网本质上采用的是一种单纯地址驱动的网络体系结构,它所面临的挑战主要来自于它与网络空间以内容为中心的新应用范式间的不匹配。为此,我们受自然界中不同物种间互利共栖现象的启发,提出一种内容与地址双驱动网络,它在内容智能治理方面的设计初衷及实现机制在文献中己有阐释,本文更多地从网络体系结构顶层视角审视双驱动网络的内容驱动与地址驱动二元本质,系统性介绍该项研究的创新理念及最新进展。本文所提出的内容与地址双驱动网络,通过整合地址驱动互联网主结构和内容驱动播存次结构,希望为破解互联网发展困局提供一种合理可行
5、的解决方案。二、内容与地址双驱动网络发展需求厘清互联网体系结构的现状,分析新形势下的互联网发展需求,对于研究新型网络体系结构至关重要。回顾互联网的发展历程,它显著地推动了人类文明进步,但同时也带来了许多问题和挑战。这些问题和挑战,主要发端于20世纪末。从20世纪90年代初开始,随着互联网商业应用的解禁,以及Web的出现和飞速发展,互联网的主要应用范式,已经从关注端到端数据传输,转变为重点关注网络所承载的内容。随着论坛、微博、微信、社交网络、短视频、直播平台等自媒体的兴起及大数据时代的来临,使得互联网用户由之前的单纯消费者逐渐转变为内容的生产者,而互联网体系结构在内容治理基础方面的先天不足,导致
6、互联网也成为网络谣言和虚假信息等肆意散播的混乱空间,互联网作为人类共同精神家园的公信力正在被极大削弱。深入分析身处发展困境中的互联网,究其本质,其体系结构虽然仍基于地址驱动的TCP/IP协议,但其主要职能却已经背离早期互联网以端到端数据通信为目标的“地址中心设计初衷,转变为向海量网络用户提供以内容为中心的内容共享服务。端到端原则是传统互联网体系结构的重要设计原则,在其指导下设计的互联网体系结构,是一种以数据传输可达性为目标的地址驱动网络体系结构。然而,由于互联网主流应用范式已经向内容共享发生深刻改变,从而使互联网内容的大数据趋势不断加剧,因而呈现出这样的格局:规模无上限(scale-free)
7、的用户,在网络资源及其使用方式(网络协议等)都受限(scale-limited)的互联网环境,通过多跳转接的方式对规模无上限(scale-free)的内容进行共享。这无疑会加剧互联网流量的爆炸性增长。学术界己经注意到单一地址驱动的传统互联网体系结构与“以内容为中心的主流应用泛型之间的不匹配,PSIRP和NDN等近年来广受关注的内容驱动新型网络相关研究,反映出网络体系结构所关注的重心从面向地址向着面向内容的重大转变。但是,这些研究方案多数奉行的是完全重构(clean-slate)的激进路线,往往容易从一个极端(地址驱动唯一论)走向另一个极端(内容驱动唯一论)。然而,今天的互联网已经发展成为一个复
8、杂的生态系统,包含构成极其复杂、利益诉求彼此各异的为数众多的建设者和使用者,因此对互联网体系结构的任何变革都将牵一发而动全身。综上所述,研究新型网络体系结构的合理研究思路是:“以内容为中心只是未来互联网的发展目标,它并不唯一对应于网络体系结构的“推倒重建,任何新型网络体系结构都必须协调好新网络(内容驱动)和现有互联网(地址驱动)之间的关系。对于端到端对流交互型应用而言,面向地址的互联网体系结构仍然是目前己知的最佳网络体系结构;而且,在可预见的时间内,互联网体系结构的这种优势,依然难以被取代。因此,不能在短期内动摇互联网的主体地位。要破解当前互联网所面临的发展困局,一种高效的可行出路就是摒弃非此
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- 关 键 词:
- 内容 地址 驱动 网络 研究
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