网络协议传奇(四)：小心求变演进路

被尊为“互联网之父”的温顿·瑟夫后来去了谷歌，仍在做着自己喜欢的事。说起他参与发明的互联网，他似乎也充满意外：“社交网络、商务应用、移动设备等新鲜事物不断涌向互联网，互联网规模已经增长了100万倍以上，没有多少事物能像互联网这样不间断地发展。但我们创建的那些老协议却依然可用。”是的，历经时间的磨砺，老协议“依然可用”，一切伟大抑或自豪皆在此间流露。

(图片来源：包图网)

协议演进中的漫长微调

互联网核心协议在相当长的时间内几乎没有发生什么显著变化，业内的人们应该还记得，在上世纪80年代，TCP/IP成为互联网基础协议之后，网络上多数流量仅需要用到少数几个核心协议：IPv4(对数据包进行路由)、TCP(将数据包转化为连接)、SSL/TLS(进行连接加密)、DNS(命名所接入主机)以及HTTP(超文本传送协议)。

多年之后我们发现，这些核心协议的技术演进只是做了一些微调：TCP实现了拥塞控制，TLS缓慢完成小幅修改，DNS引入了安全扩展协议，HTTP增加了一些新的标头与方法。唯一变化显著的是IPv4向IPv6的演进，而它也正在网络运营商那里受到高度关注。

IPv6的slogan足够极致：将给地球上每一粒沙子分配一个IP地址。它要解决的是IPv4地址资源行将耗尽的问题。

[IPv4协议出生于1981年，彼时可见的只是为数不多的电脑接入网络，但后来蜂拥而至的除了电脑，还有手机、电纸书、机顶盒、互联网电视、智能电力当中的诸多设备、城市监控当中的摄像头和传感器、医疗仪器……。]

IPv6并不完美，它在中国的发展状态也被冠以“起大早赶晚集”，以目前情形，发展IPv6会由国家和市场双轮驱动，而国家政策层面的驱动在2017年11月被再次强势启动。事实上，我国早在2003年就提出了IPv6发展计划，由此可见，网络协议的技术演进牵一发而动全身，确实需要政府层面的战略导向引导，殊为不易。

不完美的网络协议

地址问题只是冰山一角。面向未来，TCP/IP们还要面对诸如增强现实AR/虚拟现实VR、物联网、自动驾驶、触觉互联网、人工智能AI/机器学习ML等新应用，这些对它们的冲击已不再是单纯的IP地址资源问题，也不仅仅是端到端IP连接、服务质量(QoS)、安全性、移动性、智能网管、可赢利商业模式等问题，它们将使TCP/IP这样的网络协议设计之初所依托的应用类型、技术能力和理论假设面临极大挑战。

互联网是人类的伟大发明，但互联网从来不是基于完美的协议和标准才得以发展，否则也不会需要近五千个协议标准才构成当前的格局——互联网把这些协议协同在一起，构成了一个异常复杂的整体，用以支撑原有的应用和不断加入进来的新应用。

网络协议们一直都面临着演进、迭代的压力，老协议不可能永远停留在“可用”层面，正如前文提到的那些曾经星光闪耀的早期网络协议族，发展到今天，仅有TCP/IP协议还在不断地完善，并产生了许多新的协议，其它网络协议几乎都已停滞不前，甚至无人再谈及和使用。

网络协议进入求变时刻

如今，更为重要的变化正在出现——核心互联网协议也正在发生重大变化，尽管这种变化将最大限度保持与现有网络兼容，但它仍将会对广大网络用户产生重大影响。

Mark Nottingham(互联网架构委员会的成员，IETF的HTTP和QUIC工作组联合主席)认为，互联网拥抱重大变化的驱动力在于：核心互联网协议存在的诸多局限已经非常明显，特别是在性能方面已经造成了重大问题。由于应用与传输协议的自身结构存在不足，网络资源无法得到有效利用，而这又导致最终用户面对糟糕的性能感受，特别是在延迟方面。

正因为如此，业界开始抱有强烈的动机以演变或替换这些现有协议——因为大量事实证明，即使是极小的性能收益也会对用户体验产生巨大影响。

另一个时不我待的危机在于，如果延迟这个核心演变的进程，后面的互联网也许将会失去改变的机会——对响应进行压缩的HTTP代理使得我们很难部署新的压缩技术;中间件中的TCP优化机制亦使我们很难对现有TCP作出改进——随着时间的推移，互联网协议的演进工作将变得越来越困难，直至举步维艰。

事情远未结束。在互联网商用化后暴露出来的一系列问题中，最棘手、最难解决的还是安全性问题。2013年发生的爱德华·斯诺登(Edward Snowden)的“棱镜门”事件，让每一个普通老百姓都认识到了网络安全的重要性。此时，我们又遇到了一个网络协议中的特殊存在——网络安全协议，说它特殊，全在于它现在已经成为了网络协议技术演进的主阵地，而它的技术演进之路也更为泥泞不堪。

参考资料：

• 揭开数据中心网络协议家族史
• 互联网怪谈9：没有阿帕网，就没有互联网
• 百度百科 TCP/IP协议
• 网络的基本概念和分类
• 阿帕网：“冷战”催生的传奇作者：刘洋 发布时间：2012-05-17 来源：环球财经
• 回顾互联网的前身——“阿帕网”
• TCP/IP协议维基百科/百度百科
• 技术往事:改变世界的TCP/IP协议
• 从计算机和计算机网络的发展看TCP/IP协议的重要性 陈中炜
• 网络安全协议在计算机通信技术当中的作用与意义
• 计算机通信技术当中网络安全协议的作用剖析
• 施乐的悲剧 环球财经 杨涛编译
• 《连线》杂志文章《TCP/IP设计者卡恩与互联网的第一次“圣餐”》
• 《计算机网络(第5版)》
• 互联网简史
• 拜读一下计算机界牛人前辈们
• 百度百科：BSD
• IPv6的未来
• 第9章 网络安全协议(https://wenku.baidu.com/view/cd6d092b647d27284b7351ec.html)