網(wǎng)絡(luò)5.0之Flexible IP--靈活可變長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議體系

近日中國(guó)信息通信研究院和華為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合在京舉辦“網(wǎng)絡(luò)5.0：IP網(wǎng)絡(luò)劃代研究方向研討會(huì)”，聚集產(chǎn)學(xué)研等研究力量，探討IP網(wǎng)絡(luò)劃代研究方向，并初步達(dá)成一致共識(shí)：網(wǎng)絡(luò)需采用分代研究的技術(shù)路線。來(lái)自信通院、運(yùn)營(yíng)商及設(shè)備制造商、高校（清華、北郵等）、CNNIC等單位的嘉賓都做了重磅演講。關(guān)于下一代網(wǎng)絡(luò)的研究方向，華為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室也將自己的研究和探索分享給大家，希望能結(jié)合相關(guān)力量共同致力于網(wǎng)絡(luò)5.0的研究與創(chuàng)新。

華為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)專(zhuān)家、IP2020項(xiàng)目經(jīng)理王闖表示，F(xiàn)lexible IP是一個(gè)靈活可變長(zhǎng)的面向未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系，只是網(wǎng)絡(luò)5.0的一種可能的研究方向，探索的不確定性還很大，可能會(huì)比較有爭(zhēng)議，但是我們希望把它分享出來(lái)在業(yè)界進(jìn)行一些探討。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的本質(zhì)是語(yǔ)義、語(yǔ)法和狀態(tài)機(jī)，其實(shí)質(zhì)是規(guī)定了協(xié)議字段的語(yǔ)法和語(yǔ)義，通過(guò)對(duì)語(yǔ)法和語(yǔ)義的標(biāo)準(zhǔn)化達(dá)成通信雙方的協(xié)議信息傳遞。以往的協(xié)議頭設(shè)計(jì)普遍都是定長(zhǎng)定界定序，更嚴(yán)格地說(shuō)是字段語(yǔ)義空間定長(zhǎng)（定長(zhǎng)也就是暗示定界），字段不可選，協(xié)議頭一旦定義，就不太好再加減新字段，而字段定長(zhǎng)和可選性問(wèn)題是語(yǔ)法問(wèn)題，固化的語(yǔ)法約束了語(yǔ)義的靈活性。要升級(jí)協(xié)議、擴(kuò)展語(yǔ)義也就是要定義新語(yǔ)法，實(shí)際上就變成定義新協(xié)議，這樣的話設(shè)備要大面積升級(jí)，成本極高，而且這種升級(jí)將是災(zāi)難性的。

王闖表示，我們現(xiàn)在主要有以下兩個(gè)訴求：一是地址可變長(zhǎng)的訴求；二是字段靈活性的訴求。首先，IPv6地址真的是取之不盡、用之不竭的嗎？實(shí)際上是不一定的。我們現(xiàn)在看到它能分配的其實(shí)只有前64比特，最新的統(tǒng)計(jì)表明已經(jīng)分配的地址數(shù)占可分配地址總數(shù)的兩萬(wàn)分之一，這還是在IPv6遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到非常普及的情況下。其次，我們注意到在不同場(chǎng)景、不同應(yīng)用上，很多字段是不需要的。我們現(xiàn)有的固定化的模式，其實(shí)限定了它的模型。除了IP地址可變長(zhǎng)之外，大部分字段都有可變長(zhǎng)需求。

Flexible IP將所有具有數(shù)值含義的字段都設(shè)置為可變長(zhǎng)，如IP地址、Traffic Class等。字段不再死板地以bit定界，而是按照語(yǔ)義對(duì)象組織，這樣便可以無(wú)限定義語(yǔ)義對(duì)象。Flexible IP將IP地址設(shè)置為可變長(zhǎng)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)極擴(kuò)展/縮小地址空間，具有不等長(zhǎng)IP地址的通信主體之間可以直接對(duì)話。在整個(gè)演進(jìn)過(guò)程中，協(xié)議頭解析規(guī)則不變，所有具有數(shù)值擴(kuò)展意義的字段按照變長(zhǎng)解析，為網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議提供極強(qiáng)的靈活性。Flexible IP從根本上破除了協(xié)議語(yǔ)法限制語(yǔ)義的弊端，協(xié)議本身不再限制組網(wǎng)規(guī)模。

對(duì)于靈活可變長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的未來(lái)設(shè)想，王闖表示希望能看到橫向和縱向兩個(gè)方向上的靈活性。橫向的靈活性是指地址本身的可變長(zhǎng)，既可以滿(mǎn)足低功耗、易失性的短地址的訴求，也可以滿(mǎn)足萬(wàn)物互聯(lián)的長(zhǎng)地址的訴求，并且還可以做到短地址和長(zhǎng)地址之間的通信。縱向的靈活性是指不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)語(yǔ)義的復(fù)雜度有不同的訴求，比如需求單一的LLN網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)使用簡(jiǎn)單的語(yǔ)義集，傳統(tǒng)的Internet業(yè)務(wù)需要基礎(chǔ)的語(yǔ)義集，而針對(duì)未來(lái)的觸覺(jué)互聯(lián)網(wǎng)、浸入式體驗(yàn)等需要時(shí)延保證、帶寬要求、體驗(yàn)需求等性能的新應(yīng)用，則需要復(fù)雜的語(yǔ)義集來(lái)支持。

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