給互聯(lián)網(wǎng)換個架構？

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互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)已經(jīng)有超過 40年的歷史了。40多年來，這個原本只是用于科學研究的試驗網(wǎng)絡走出了實驗室，成為了普通大眾生活中不可或缺的一部分。然而，今天的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境已經(jīng)與40多年前大不相同，互聯(lián)網(wǎng)逐漸顯露出諸多不適，比如IP地址不足、安全性不夠等，進而影響到了互聯(lián)網(wǎng)進一步發(fā)展。為此，科學家們想出很多辦法，特別是在架構層次上，如研究人員提出的內容中心網(wǎng)絡、作者中心網(wǎng)絡等。值得一提的是，所有研究都圍繞兩個最為核心的問題—安全和性能。

內容中心網(wǎng)絡:用名稱識別內容

世界著名的計算機技術研究機構PARC（Palo Alto Research Center,帕克研究中心）正在進行一項關于未來的互聯(lián)網(wǎng)架構的研究，即內容中心網(wǎng)絡(Content-Centric Networking，CCN)，該研究的目的是解決由于互聯(lián)網(wǎng)的文件內容過于龐大（特別是多媒體內容）而導致傳輸越來越慢這個問題。其核心思想是改變以往根據(jù)內容的保存地址來識別和傳輸內容的方式，也就是放棄使用IP地址來識別存儲內容的傳統(tǒng)方式，而是使用文件名和URL來識別內容本身。

這一架構針對的是現(xiàn)存的網(wǎng)絡架構存在的缺陷：即如果要從互聯(lián)網(wǎng)上獲得某個內容，就一定要和數(shù)據(jù)的保存地（服務器）進行直接連接，即使這個內容已經(jīng)被某個用戶下載到離我們很近的某個設備上亦然。這種方式不僅會浪費時間，更糟糕的是，如果服務器恰好此時宕機，就暫時無法獲得這個信息了。過去由于互聯(lián)網(wǎng)上傳播的內容量不太大，這個問題還不十分明顯，而如今，由于高清視頻以及3D內容的出現(xiàn)，文件越來越大，幾十個GB的文件在互聯(lián)網(wǎng)上并不少見，這些文件的下載給網(wǎng)絡帶來了很大負擔。

內容中心網(wǎng)絡的思路是讓用戶能讀取離他最近地點的內容，從而改善網(wǎng)絡性能。Van Jacobson是該項目的技術負責人，這位3年前的Cisco首席科學家來到PARC后一直主導著這項技術的研究工作。他說：“在互聯(lián)網(wǎng)上已經(jīng)有了很多EB級大小的文件，而IP網(wǎng)絡不是為這樣的內容而設計的。未來的P2P網(wǎng)、內容分發(fā)網(wǎng)絡、虛擬服務器和存儲都必須根據(jù)這一現(xiàn)實進行調整?！?/P>

在CCN架構中，電影、文件或電子郵件等內容將擁有一個結構化的名稱以方便用戶搜索和檢索。內容都有自己的名稱，而沒有位置，所以用戶能夠找到最近的一份拷貝。在實際操作中，用戶無需告訴網(wǎng)絡他想聯(lián)到哪個服務器，而只需告訴網(wǎng)絡自己想要的內容。網(wǎng)絡會廣播給本網(wǎng)絡內所有機器，查看是否有用戶需要的內容，然后做出響應。這與BitTorrent有些類似，不過規(guī)模要大得多。

“比如說，你想看紐約時報，你看到的可能來自任何一個保存有這個內容的電腦。”Jacobson說，這種解決方案更為安全，因為終端用戶可以決定他們希望收到的內容，而不會再收到一堆他們不想要的垃圾信息。“在這種模式下，信任來自數(shù)據(jù)自身，而不再是來自存儲數(shù)據(jù)的電腦。

Jacobson認為CCN更適合今天需要復雜中間件的應用，而且更容易應對突發(fā)性的下載（如同時下載某個多媒體文件）。另外，CCN不僅能給公用的互聯(lián)網(wǎng)帶來改進，而且也能給局域網(wǎng)帶來性能上的改進。比如，在CCN中你不再需要分別建立三個連接來完成你的PC、筆記本電腦和手機上的日程安排同步，每個設備都可以給其他設備發(fā)送一個請求，查詢日程安全是否有更新。

Jacobson計劃先把CCN網(wǎng)架構在現(xiàn)有的網(wǎng)絡架構之上，最終他希望徹底取代現(xiàn)有的網(wǎng)絡，從根本上改變計算機在包級別上的通信方式。

作者中心網(wǎng)絡:減少內容“污染”

格雷諾布爾（Grenoble）的法國計算機科學及自動化研究所（INRIA）的研究人員也正在研究一種互聯(lián)網(wǎng)架構—作者中心網(wǎng)絡（Owner-Centric Networking，OCN），這種互聯(lián)網(wǎng)架構的目標是防止數(shù)據(jù)被隨意修改，同時加強互聯(lián)網(wǎng)的隱私保護。

研究人員之所以提出這種想法是因為今天互聯(lián)網(wǎng)上的內容（文檔、郵件、圖片、視頻等）實際上是沒有保護的，常常被不同的人拷貝到互聯(lián)網(wǎng)的很多不同地方，既浪費寶貴的存儲空間，而且一旦內容被發(fā)布到網(wǎng)上，作者就馬上失去了對內容的控制。

造成這一問題的根源在于互聯(lián)網(wǎng)永遠不會失去“記憶”。一旦 信息公開，從理論上說，它就會永遠保存下去。同時，現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)架構對內容的復制沒有任何限制，也沒有給內容作者合適的辦法讓他們刪除或者修改自己發(fā)布在互聯(lián)網(wǎng)上的內容，特別是一旦別人轉帖之后，作者根本就不知道這些內容傳播到哪里了。這就帶了很多與隱私有關的問題，比如，有人可能未經(jīng)作者的同意收集他們的信息—企業(yè)主利用社交網(wǎng)站（如Facebook）監(jiān)視自己的雇員。

法國計算機科學及自動化研究所的研究人員認為，未來的互聯(lián)網(wǎng)應該給內容的作者以充分的自主權，作者應該可以檢索他們之前張貼到互聯(lián)網(wǎng)上的內容、收回這些內容或者修改它們，換而言之，互聯(lián)網(wǎng)應該能夠正確地“遺忘”。

而到目前為止，關于互聯(lián)網(wǎng)的架構設計中幾乎沒有涉及這個問題。有些可能還會加劇這個問題，比如，內容中心網(wǎng)絡（CCN）在某種程度上就會加劇內容的“污染”問題，因為CCN把關注點落到內容本身而不是保存內容的地址，內容不僅可能保存在作者原來發(fā)布的服務器上，而且可以保存在其他很多地方。結果，更加劇了內容傳播的速度，讓作者更沒有辦法控制這些內容或者甚至根本就不知道這些內容傳播到哪里。法國計算機科學及自動化研究所的研究人員認為，如果能與作者中心網(wǎng)絡相結合，內容中心網(wǎng)絡可能會是一個更有吸引力的辦法。作者中心網(wǎng)絡由兩個步驟構成：

第一步是內容的分發(fā)和控制。與CCN一樣，內容閱讀者可以看到他們感興趣的內容，但與CCN不同，這些內容保存或者緩存在作者可以控制的地方，這樣作者可以很容易地檢索到。這些存儲地點當然會考慮閱讀者的需求，但內容一定都在作者的控制之中。也就是說，無論這些內容保存在哪里，一旦需要作者可以對之進行添加和修改甚至收回。就像放風箏一樣，無論它飛多遠，放風箏的人手中都會攥有一根線，任何時候都可以收回“風箏”。

第二步是內容的訪問。用戶如果需要訪問某一內容，它不能下載（除非是作者），而只能通過一個授權鏈接訪問。與今天的用戶可以很隨意地把內容保存在本地機上不同，作者中心網(wǎng)絡中，用戶所能保存的只是一個鏈接而已，就像一個只有鏈接的郵件一樣，收件人要閱讀的實際內容保存在其他的地方，同樣，一個聊天記錄也只是保存有指向保存聊天實際記錄的鏈接。

目前，作者中心網(wǎng)絡還處于基礎研究階段，還有很多問題有待解決，特別是不能徹底解決隱私保護問題。比如，不能阻止服務提供商（如搜索引擎）收集信息用于其他商業(yè)目的。這些問題還需要結合其他辦法（如匿名網(wǎng)絡）來解決。另外，也不能從根本上防止惡意侵權，如盜版，這些問題還需要結合一些安全協(xié)議（如SPKI認證）和相關的法律手段。畢竟，技術的作用是有限的，就像技術不能徹底防止環(huán)境污染一樣，內容“污染”也不能完全靠技術來解決。