一篇有獨立思想的文章:IPv6爲什麼會失敗?(上)

一篇有獨立思想的文章:IPv6爲什麼會失敗?(轉載)
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汪濤:IPv6爲什麼會失敗?

很多中國人目前在IT領域的技術路線上還是唯美國和歐洲的馬首是瞻,當然形成這種局面也是有其合理性的,因爲過去的確人家更先進,我們需要多向先進的國家學習。但是,並不是說領先者就什麼事情都是對的,即使作爲追隨者也需要有分析和判斷能力,否則就會在領頭的錯了以後,跟隨者也跟着出錯。但依現在的客觀局面,我們很多人還是在心理上和精神上比較依賴美國和歐洲的看法,既然如此,那就讓我們先看看美國人自己已經開始在如何評價IPv6的吧。

    2008年1月8日,美國嚴肅的專業媒體“CIO Today”的網站上刊登了一篇文章,題目是“Feds Look To Fudge IPv6 Mandates”( http://www.cio-today.com/story.xhtml?story_id=57551&page=1),直譯意思是“聯邦政府意識到IPv6強制執行的夢話”。這是一篇對美國政府在美國國內推動IPv6進展當前客觀狀態比較全面系統的長篇分析報道。 “Fudge”一詞在英文中有“夢話”、“胡話”、“欺騙”、“誇大到超出正常範圍”、“僞造”、“胡說八道”、“一派胡言”等含義。“CIO Today”並不是一個娛樂小報,而是面向美國企業高層IT決策人的嚴肅專業媒體,這樣的媒體都已經開始在使用貶義和輕蔑到如此程度的粗魯詞彙來描述 IPv6,而不是用“difficulty”、“problem”、“trouble”等應當使用的中性詞彙,這說明了什麼呢?這僅僅是一種情緒的發泄,還是表明IPv6技術本身真的就是符合用這種詞彙來形容呢?本文將給出嚴格系統的理論分析,至於答案,就由讀者自己去評判吧。



1.  只要是新技術都有失敗的可能



    泰坦尼克號爲什麼會沉沒?因爲泰坦尼克號從出發直到它沉沒,自始至終都沒有任何人認真想過泰坦尼克號真的有可能會沉沒的問題。但是,“它不過是一條船,只要是船都可能會沉的”。越是盲目自信不會失敗的,越是失敗的可能性更大。

    直到我們提出相關問題之前,也從來沒有任何人認真想過:IPv6不過是一個新技術,而任何新技術都有可能面臨失敗的風險。沒有人想過、甚至根本就不敢去想 “IPv6會有失敗可能”的一個很大的原因是:全世界所有國家政府組織、所有國際標準組織、所有運營商、所有設備商、所有高等院校及研究機構……,總之,世界上所有權威的學術和產業機構都認爲(至少表面上是這麼說的)IPv6是未來技術發展方向。

    可惜的是,這個理由看起來很嚇人,但我們卻已經剛剛經歷過一回全世界所有權威機構都認爲是未來無可質疑發展方向的技術,最後卻失敗的實際案例了,這就是 ISDN和ATM。所以,這個理由不僅嚇唬不住人,而且對於這種全球一致認同的東西,反倒更增加我們的疑慮。如果在剛剛經歷過ISDN和ATM之後,就又如此高度自信地認爲IPv6是沒有任何失敗風險的,就如同剛剛經歷過泰坦尼克號事件之後,竟然又認爲下一艘新造的船是“永遠不會沉沒”的一樣,這也太不懂得記取歷史教訓了。目前IPv6無論在美國還是在中國等其他國家進展的困難和遲緩,已經清楚顯示出這一協議失敗的明顯徵兆了。這使我們不竟想起電影《泰坦尼克》中,當泰坦尼克號都已經撞上冰山以後,完全想不到它會沉沒的乘客們,竟然還在把從冰山上撞下的冰塊當足球玩到不亦樂乎的鏡頭。



2.不要迷信全球表面上的一致認同



    在通訊技術上,由於利益的爭奪,很多時候往往是難於全球統一的。比如說在數字傳輸技術的時代,歐洲主導了E1的技術體制,北美主導了T1技術體制;話音編碼的方式也是不統一的,一個是歐洲64kbps的A律,另一個是北美56kbps的μ律。但是數字傳輸技術最後卻基本完全普及了;

    在3G技術上,現在已經從本來就夠亂的3個3G標準變成了4個3G標準,TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000、Wimax。雖然現在不能說 3G技術就一定成功,但已經在全球有相當多的應用。出現這麼多不同標準並不說明這種技術就一定會成功,但至少說明了大家真的是從內心深處高度一致地認同了這個方向,所以纔會不惜一切代價地去爭取自已的利益進入標準,如果不能進入現有標準,甚至不惜一切代價也要搞出不同的標準來,由此導致不能獲得全球技術標準統一的局面出現。

彩電技術形成了PAL、SECAM、NTSC三種制式,甚至在這些制式裏面還細分出更多不同的“子制式”(如PAL-D、PAL-I、PAL-G);

    而ATM是歷史上少有的全球所有機構全體一致高度支持的,一致到令人感到蹊蹺,並沒有出現分裂出不同技術標準的情況,遺憾的是它卻沒有最後普及。今天,IPv6全球高度一致地全都支持,應該是讓人心裏發毛纔對,而不是以此得意地認爲它沒有失敗的任何可能。這種高度一致地支持真的是所有這些機構都從內心深處高度認同了這一技術方向,還是潛意識中其實很多人都有疑慮,因此對其心不在焉、隨聲附和、僅僅是因爲要對國際社會盡政治義務而導致的“高度一致”地支持呢?

當年日本提出第五代計算機計劃的時候,全球是高度一致地一片叫好和高度讚揚的聲音,一致到幾乎就聽不到任何質疑的觀點和意見。即使對於可能遇到的技術風險,人們聽到的高分貝的聲音也是:日本的第五代計算機計劃只要“部分取得成功”,也毫無疑問地足以使日本在下一代計算機技術上躍居世界前列。但奇怪的是整個歐美在高度地一片讚揚和驚歎聲中,卻很少有人真正追隨第五代計算機計劃的技術路線。當年那些高聲讚揚的人是真心地、認真地在讚揚嗎?

    我們絕對不是說全球統一的東西就一定不好,也不是說越是不統一的技術就越好,更不是要否定全球統一標準的方向和價值。但是,只要我們認真回顧一下:世界上到底有多少真正的好東西是全球高度一致認同和支持的就會明白:越是全球高度一致認同和支持的東西,我們越是要對它是否真的是個好東西問個爲什麼。



3.IPv6的兩個最基本前提假設都是錯誤的



    之所會出現IPv6技術,嚴格說並不是因爲IPv4地址不足的問題,而是對IPv4地址不足問題的認識和態度。因爲後面我們將會看到:即使承認IPv4地址不足問題的存在,也並不必然導致對IPv6技術的需要。IPv6對此問題的看法上有兩個基本的前提假設,這是決定整個IPv6是否成立最根本的基礎。遺憾的是,這兩個前提性的假設都是完全錯誤的。

    IPv6第一假設是:要解決IPv4地址不足問題,最終必須要增加地址長度。而一旦增加地址長度,必然意味着全新的,與IPv4完全不同的新IP協議;

    IPv6第二假設是:既然要完全重新設計IP協議,如果僅僅是解決IP地址不足問題的話,就顯得太浪費了這次技術換代的機會。因此,利用此機會對IP協議進行全面地改善是IPv6協議設計工作的重心,甚至就是全部。因爲地址空間不足的問題只要採用更長的地址編碼就很自然地解決了。這意味着,整個IPv6的技術設計除了採用128位地址長度之外(這幾乎就不需要動太多腦筋,也幾乎不需要做太多工作),其它所有IPv6的設計工作都與地址空間問題是完全無關的,它們都是爲了要解決“其它的”問題,如簡化路由算法、QoS、移動性、安全性等等、等等。

首先,我們通過建立最一般的編號兼容的2/3要素理論,以及IPv4協議兼容的n×IPv4理論,從理論上嚴格證明了IPv6的第一假設是完全不成立的。

    編號兼容的2/3要素理論是指:與編號相關的最基本要素有3個,即編號長度,編號規則和號碼分配。其中決定編號兼容性的主要是編號規則和號碼分配2個要素,編號長度與編號兼容性並沒有必然的因果聯繫。因此,以IPv4地址空間不足爲出發點並不能絕對必然地得出需要完全重新設計IP協議的結論;

    IPv4協議兼容的n×IPv4理論是指:只要採用形如n×IPv4(n爲正整數)的IP地址編址方式,並遵守IPv4的編號規則和號碼分配,都有可能實現在100%兼容,或接近100%兼容IPv4前提下擴展IP地址空間。這證明了完全不改變IPv4的編號規則和號碼分配前提下升級地址空間是技術上完全可行的。

    IPv6第二個假設的願望和出發點是在第一個假設成立前提下才是合理的。如果第一個假設就不成立,第二個假設就沒有相應成立的基礎;

    另外,即使我們承認第二個假設的“出發點”和“願望” (不是假設本身)具有合理性,也並不意味着其實際設計的技術就是合理的。

4.IPv6技術設計違反通訊網絡功能分層的基本原則

       無論網絡技術如何不同,如何發展,但在一個基本的原則上是一致的:就是網絡功能分層的原則。網絡功能分層是一種技術專業分工的實現,每一個網絡層次只實現應該屬於這個層次的功能,而不屬於這個網絡層次的功能就應該放到其它層次去實現。這個原則要求人們在設計網絡的時候首先必須考慮清楚:所需要解決的問題究竟是屬於哪個網絡層次的。如果這個前提性的問題就沒有搞清楚,就會導致網絡功能層次的混亂。網絡功能分層的原則直接導致的結果就是:並不是在某個層次實現的功能越多就越好,任何一個網絡層次僅應該專注自己“本份內”的事情,而不應該過多“插手”別的功能層次的事情。

       專業分工是一個非常廣泛的,甚至哲學級的原則。社會組織的部門專業分工,軟件開發的模塊化設計,社會生產的行業分工,網絡的分層等等其實都是一個道理。專業分工並不是絕對的,有某些重疊和交叉都是難以完全避免的,甚至是合理的。不同專業分工之間也並非絕對隔離,某一個專業模塊可能還需要配合其它模塊的工作。但從根本原則上說,各個專業模塊頭等重要的事情是做好自己“份內”的事情。但IPv6不僅違反了這個基本原則,而且違反得實在是太多了。IP地址僅僅就是一個IP地址而已,不應在IP地址上增加太多的東西。但IPv6的支持者卻洋洋自得地把這些當作“優點”來進行宣傳,這充分證明了IPv6的支持者們對於網絡設計的最本質要求都還沒有搞清楚就匆忙地進行協議設計。

         內嵌到IPv6中的物理地址(IPv6中稱爲“接口ID”)。物理地址與IP地址應該分屬不同的網絡層次,IP地址應該是物理地址之上的邏輯地址層次的。但IPv6在進行地址設計時卻把物理地址內嵌在了後64位中,這會導致層次結構的混亂。網絡的分層可以帶來不同層次之間技術發展的相互獨立性,但 IPv6這種將低層的物理地址內嵌到邏輯地址中的做法破壞了這種網絡層間的相互獨立性。

移動性。只要仔細研究一下現在真正成功的移動通訊系統就會明白:移動性是應用地址層的事情,而不是邏輯地址層的事情。電信的移動通訊網就是在應用地址層(手機號碼)實現的移動。因爲真正移動的是人,是用戶,而不是IP地址。IPv4的移動IP技術就沒有真正成功,IPv6的移動IP技術同樣是難於成功的。

          舉個例子:如果在應用地址層解決移動性,可以很容易地實現跨IP協議的移動,也就是可以從一種IP協議的網絡,不中斷業務地移動到另一種IP協議的網絡。但如果在IP層實現移動性,要實現這種跨IP協議的移動就非常困難。如果IPv6要實現自己的過渡,必須面對相當長時期的與IPv4共存的局面,這樣就必然會遇到大量移動的用戶在IPv6與IPv4網絡相互之間移動的問題。在IP層實現的移動技術就非常難於實現這種情況下的移動性。

       安全性。原則上,安全是使用者、用戶是否安全,而不是IP地址或端口是否安全。因此,安全性也應該是應用地址層的事情,而不是IP地址層的事情。

        QoS。業界對原IP網絡的QoS抱怨很多,而事實上這是指錯了方向。因爲QoS原則上是物理層的事情,而不是邏輯地址層的事情。如同郵政系統中的郵政編碼一樣,IP地址僅僅是指定通訊的地址,郵政編號與郵政系統的遞送速度完全是兩回事情。電路交換並不是就沒有QoS問題,所有IP網絡中的QoS問題,電路交換中都有類似問題存在。而現有電路交換網絡之所以QoS保障得很好是因爲其物理網絡規劃設計時有愛爾蘭話務理論的指導,其物理容量與業務量之間的關係是受控的。這種關係與採用什麼電路交換技術完全沒有關係,僅僅與物理層的通道數量有關係。無論是人工交換、步進制交換機、縱橫制交換機還是程控交換機、軟交換,愛爾蘭話務理論的應用都是一樣的。

       不應當去宣傳男人可以生孩子,這絕對不是任何優點,而是太不正常,要知道生孩子純粹是女人才應該乾的事情。別聽到很多女人經常抱怨“一定要讓你們男人也來嚐嚐生孩子的苦”就真的去開發讓男人也來生孩子的技術,要首先搞清楚女人這樣抱怨的真正原因到底是什麼。
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