IP地址唯一的用途就是創(chuàng)建了一個互聯(lián)網(wǎng)空間。IPV4是上帝的禮物,它用最簡單的方式設計了一個有限的空間,這個空間改變了人們的生活,也改變了人們的思維方式。
隨著人們需求的增加以及技術的提高,IPV4所創(chuàng)建的空間已經(jīng)受到了限制,越來越多的成員需要獲得一個空間位置,有限的空間位置即將被完全使用。于是IETF(互聯(lián)網(wǎng)工程任務組,InternetEngineeringTaskForce)設計了IPv6,目的是增加IP空間的容量。
IPv6,也就是互聯(lián)網(wǎng)下一代網(wǎng)際協(xié)議(IPng),所謂的“下一代互聯(lián)網(wǎng)”,是1994年IETF會議上提議的發(fā)展計劃。
有限空間無法解決數(shù)量增長危機
空間是運動的存在和表現(xiàn)形式。運動有兩種具體的表現(xiàn)形式:行為和存在。行為是相對彰顯的運動,存在是相對靜止的運動。具體事物只有在一定的空間里才能存在。一滴水、一粒沙、一個原子、一線光都存在于一定的空間里。
位置作為表現(xiàn)形式,一切具體的行為、現(xiàn)象、事情都在具體空間里發(fā)生、發(fā)展和結束,都以具體的空間規(guī)定作為表現(xiàn)形式。
空間是一個很難描述和認識的東西,但是我們記住一個典型的特征就可以了,就是“位置”,位置是空間的表現(xiàn)形式,規(guī)定了成員的存在特性。
一個有限的空間是指其位置的有限,位置的有限也就決定了空間里成員的有限。
在一個合理的空間里,其成員是變化的,是有生命周期的。我們所生存的宇宙是一個無限空間,無限空間是指其空間位置是可以根據(jù)需要無限增加的,這并不是說存在一個不可量化的無限空間?茖W家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)我們的宇宙在不斷地膨脹,并且不斷有新的星系在誕生。舉這個例子來說明互聯(lián)網(wǎng)空間必須是無限空間或許并不恰當,因為也有科學家認為宇宙會收縮,但是至少現(xiàn)在的情況是在增加空間容量的。
所以合理的互聯(lián)網(wǎng)空間也必須是可以無限增加的,而空間的增加不能改變已經(jīng)存在的成員的特征,空間的增加不能影響空間的運行。如果空間位置數(shù)量的增加導致原來在這個空間里的一切成員發(fā)生改變,而這種改變不是自然的進化,而是需要強大的外力干預來完成,那么事實上是在創(chuàng)建一個全新的空間。IPv4向IPv6的轉(zhuǎn)移實際上實在創(chuàng)建一個全新的互聯(lián)網(wǎng)空間,同時將摧毀IPv4空間的一切。
IPv6的設計缺陷
IPv6和IPv4一樣,是一個有限的空間。IPv6人為地設計了很多復雜規(guī)則,專家在設計這些復雜規(guī)則的時候,并沒有考慮當這個空間的資源用完以后該怎么辦,而是非常自信的認為IPv6是不可能用完的。這個想法在1994年剛剛提出來的時候或許可行,但是現(xiàn)在已經(jīng)進入了云計算時代,地球上每平方米1000個地址是永遠不夠的。萬物相連里的萬物不僅包括人們生產(chǎn)的產(chǎn)品,也包括地球上的動物植物以及其它東西。
由于IPv4和IPv6是不同的設計方案,其規(guī)則和技術有很大的改變,因此從技術上講,如何確,F(xiàn)有業(yè)務和應用不受到網(wǎng)絡層技術和產(chǎn)品過渡的影響是至關重要的。有專家認為,IPv4向IPv6遷移的困難,并非僅僅中國面對和難以解決。日本現(xiàn)在也面臨同樣情況,從IPv4如何邁到IPv6上去;而日本研究IPv6時間更長,至少比中國要早五年,但其現(xiàn)狀也同樣不樂觀,這也說明在實際應用中,向IPv6遷移存在困難。
IPv6的缺陷在于:
數(shù)量的有限。安全的空間必須能夠解決數(shù)量增長危機。
太多的復雜的功能。IP地址的唯一用途就是指定互聯(lián)網(wǎng)空間的位置。而現(xiàn)在的IPv6已經(jīng)增加了太多的要求,比如安全。一個真正的安全的空間里,位置是唯一的,空間成員的行為所攜帶的位置信息是不可篡改的。如果需要其它的外力干預來保證位置的唯一性,那么這個空間的設計是不合理的,它將導致更加復雜的問題,比如外力本身也是不安全的,其它的外力將有可能改變這個外力的特性。
封閉的排他性的設計方案。這是一個丟棄性的設計方案,當使用這個方案的時候,就意味著放棄其它的已經(jīng)存在的東西。由于沒有繼承IPv4空間的特性,因此當使用IPv6的時候,就必須放棄IPv4。同樣,當需要一個更大的IP空間時,就必須放棄IPv6空間。
云計算空間
沒有哪次人類的重大科技革命能夠形成獨立的博弈體系,盡管計算機、互聯(lián)網(wǎng)極大地推動了人類科技進步,但是它們只是作為現(xiàn)有的博弈空間里的構成粒子,相對于博弈空間里的龐大粒子來說,這些粒子的影響是微不足道的。比如google的搜索引擎技術對于信息管理來說是重大的技術革命,但是它在現(xiàn)有的博弈空間里幾乎沒有多大影響,google只是利用自己的技術,按照現(xiàn)有的商業(yè)游戲規(guī)則,在局部有限的范圍內(nèi),讓更多的利益流向自己。Google只是利用博弈空間里的區(qū)域信息不對稱狀態(tài),采用一種技術手段在有限范圍內(nèi)改變了局部財富的流向。假如Google現(xiàn)在退出博弈空間,并不會影響這個博弈空間的正常運行,隨著時間的推移,其它的博弈主體會慢慢忘記Google。
然而云計算不同了,或許我們目前不能體驗云計算最終帶來的影響,但是可以靜下心來想象一下,當真正的“智慧地球系統(tǒng)”形成以后,人類的生活將會是什么樣的狀況。云計算不僅僅帶來技術的革命,會帶來商業(yè)服務模式的革命、思維方式的革命、社會經(jīng)濟結構的革命,形成云計算博弈空間體系。在初期階段,這是一個和現(xiàn)實博弈空間平級滲透的博弈體系,相互關聯(lián)又彼此獨立,但是最終將形成一個統(tǒng)一的云計算博弈空間,實現(xiàn)虛擬信息空間和現(xiàn)實物理空間的融合。
什么是云計算
盡管云計算目前沒有統(tǒng)一的定義,但是人們可以想象它的影響,作為一個革命性的時代,它將改變現(xiàn)有的社會結構,實現(xiàn)人和自然界萬物的和諧。
中國電子學會云計算專家委員會委員趙文銀通過和哲學、經(jīng)濟學、東方文化、數(shù)學、軟件開發(fā)以及云計算研究等不同領域的專家學者進行交流討論,并在實踐應用的基礎上提出了包含東方文化思想的定義。云計算是以應用為目的,通過互聯(lián)網(wǎng)將必要的大量硬件和軟件按照一定的結構體系連接起來,并隨應用需求的變化不斷調(diào)整結構體系創(chuàng)建的一個內(nèi)耗最小、功效最大的虛擬資源服務集合。
云計算最終要做什么
云計算將把地球上的萬物和人類的行為活動連接在一起,形成一個實時、動態(tài)監(jiān)控的有機整體,也就是智慧地球系統(tǒng)。
智慧地球系統(tǒng)包括大氣圈系統(tǒng)、巖石圈系統(tǒng)、生物圈系統(tǒng)、人類活動圈系統(tǒng)等等。這些系統(tǒng)有機的關聯(lián)在一起,形成一個混沌系統(tǒng)。人類對某個地方的環(huán)境的改變,比如修建一個小水庫,或許會導致全球氣候的改變,這就是“蝴蝶效應”。
在智慧交通系統(tǒng)里,每輛通過感應器成為成為系統(tǒng)里的一個成員,車在行駛的時候,可以感知臨近車的狀況,以及路面其它事物的狀況,因為所有的事物都通過感應器連接在一起了。
在醫(yī)療云體系里,每個人都可以根據(jù)需要,隨時了解自己的身體狀況,因為這個人已經(jīng)通過感應器把身體的相關信息連接到了全球醫(yī)療云里,他可以讓醫(yī)療云里的任何一個醫(yī)院的醫(yī)生來為自己服務,這個醫(yī)生可以在任何一個國家,醫(yī)生只關心服務的報酬而不關心病人所在的地理位置以及病人的身份。
在教育云里,知識、學生、老師、家長、學校等等已經(jīng)連接成為一個有機的整體,邊遠貧困山區(qū)的學生同樣可以獲得發(fā)達城市學校老師的指導。一個優(yōu)秀的老師的實時講課場景可以在教育云體系里同時出現(xiàn)在不同的地區(qū),老師只關心講課的報酬,不關心學生的多少,虛擬化讓學生的聽課成本變得很低,以至于任何一個貧窮的孩子都可以獲得最好的教育。
IPv6的應用將給云計算帶來巨大的災難
智慧地球系統(tǒng)里的每個組成成員都有一個空間位置,也就是IP地址,因此對IP地址的需求量是巨大的。
移動互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展將會消耗大量的IP地址。3G的網(wǎng)絡在IP方面是非常高效的,特別是在端到端的模型方面。
物聯(lián)網(wǎng)不僅會消耗大量的IP地址,而且對IP地址的需求是動態(tài)、無限增加的。在2009年,物聯(lián)網(wǎng)有關組織已經(jīng)確認RFID已經(jīng)是物聯(lián)網(wǎng)的一部分,它是涉及到了各種各樣的物體,涉及到小的設備的聯(lián)網(wǎng),設備本身是用戶非常重要的互相連接的物體。它們之間要進行通信,而且會成為非常重要的通信的環(huán)節(jié),它們是通過IP來連接的。
云計算給我們帶來了兩大難題,而且是必須要解決的難題。一個是軟件危機,另外一個是數(shù)量增長危機。
由于IPv4地址資源很快就會消耗完,因此很多專家呼吁盡快把現(xiàn)有的應用轉(zhuǎn)移到IPv6上。由于從IPv4向IPv6的轉(zhuǎn)移需要解決很多問題,企業(yè)要花費很大的資金,因此進展很緩慢。如果真的完成了從IPv4到IPv6的轉(zhuǎn)移,將有可能在云計算時代給人類帶來巨大的災難。
IPv6是1994年設計的,當時并沒有預計云計算的出現(xiàn),并且會實現(xiàn)萬物相連構成智慧地球系統(tǒng)。按照當時的想象,IPv6可以讓地球的每平方米有1000個地址,數(shù)量已經(jīng)足夠了,這種思維和最早設計IPv4是一樣的。
從IPv4向IPv6進行轉(zhuǎn)移,其成本盡管巨大,但是也是可以承受的,同時對在轉(zhuǎn)移過程中造成的損失也是可以容忍的。但是從IPv6向下一代IP版本轉(zhuǎn)移的時候,由于IPv6的數(shù)量已經(jīng)足夠龐大,其造成的影響是無法承受的。
在一個封閉有限的空間里生存是不安全的,因為有限的空間無法解決數(shù)量增長危機。人類在這方面是有認識的,當生存的空間很小,而人口在不斷增加時,人們會感覺到安全嗎?云計算會給人類生產(chǎn)的每一個產(chǎn)品給出一個唯一的序列號,并且給定一個IP地址,這樣便于管理以及進行產(chǎn)品跟蹤。IPv6是一個封閉的有限空間,當IP資源消耗到一定的數(shù)量的時候,空間就變得不安全了,因為人們需要尋找一種復雜的方法來給增加的成員指定地址,而這種方法同樣只能解決有限的數(shù)量。這種打“補丁”的解決方案讓IPv6空間更加不安全。
云計算空間需要無限增加的IP地址
云計算最終將把虛擬的信息世界和現(xiàn)實的物理世界連接為一個有機的整體,實現(xiàn)智慧地球系統(tǒng),因此云計算需要用最簡單的方法獲得無限的地址資源,以便管理不斷增加的成員。因此正確理性地評估IPv6,尋找新的IP方法,是非常有意義的。因為目前的云計算、網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)處于早期階段,對IP地址的要求不高,IPv4還可以支撐一段時間,給人們提供一定的時間來尋找新的革命性的技術。
作為新一代信息技術的探索和應用者,北京乾坤化物數(shù)字技術有限公司(http://em258.com)研發(fā)了數(shù)百項核心技術和關鍵技術,而其中的一項發(fā)明專利是解決無限IP資源空間的方法。該方法設計的IP地址樹可以提供無限的地址資源,具有以下幾個特征:
從根開始,無限生長的多叉樹,每個樹結點是一個IP地址。
IPv4的全部地址位于樹的根附近的區(qū)域。
樹是按照遺傳特征進行生長的,從一個結點開始,其后面的所有結點是該結點的后代。如果指定該結點為某個地區(qū)的根結點,則該地區(qū)內(nèi)的所有IP地址可以通過該結點生長出來。
構造類似人腦的網(wǎng)狀網(wǎng)絡結構。具體設計如下,首先是主干,也就是IP地址樹;其次是相同層的結點連接,一個結點可以和多個結點連接;第三是不同層之間的連接,一個結點可以和多個結點連接。
IP地址的識別是通過對代碼本身的識別來完成的。
(本文作者系中國電子學會云計算專家委員會委員趙文銀)