发展超级互联网的体系模式和战略路径

□本报首席经济学家 武建东

编者按

IPv4地址总库码址资源配罄之后，美国国家基金会支持的下一代互联网设计计划（GENI）将于2011年3月15日召开新的年会，新的互联网体系结构设计正在成为全球发展的最高端战略主题。在这个背景下，武建东教授在国际上第一个提出了发展“超级互联网”的思想体系，作者这个学说的提出使我国成为继美国GENI计划、欧洲LP7行动之后，拥有高端互联网战略学说的国家之一。武教授的观点已受到国际上广泛认同，2010年9月21日，他曾应约出席了国际智能电网联盟、美国能源部主办的智能电网全球论坛并在首日发表演说，特别分析了新一代互联网与能源网变革的意义。大会官网资料介绍时亦称，武建东教授是“全球少数几个思想领导者”。超级互联网思想提出之后，引起学术界、产业界广泛关注，武教授也被称为“超级互联网”学说的奠基人。（注：上述评价参见网站 英文原意“The Professor is one of several thought leaders around the world ”）

现有的互联网是以13个根服务器为基础实现对全球互联网地址的解析管理，主体上是一个虚拟通讯网。这个模式特点包括垄断性的根服务器、分散化网络和随机地址。这个网络的地址资源是有限的，它的根服务器控制是垄断的。它虽然具有网络运营全球化的特点，体系模式也是非主权化的，但是，从级别而言，目前的互联网仍然是一个初级网络，也没有将众多的其他专用网络整合进来，因此，互联网仍然具有巨大的开拓前景。

互联网变革目前主要分为两种形式，一是属于渐进式改革，例如：Pv6、移动互联网（MobileIP），IPSec、DiffServ、HIP、RSerPool、SCTP、Shim6 等问题；二是解决体系性问题，例如新的域名管理、寻址技术、创新架构、安全架构、新的互联网服务等。前者的代表项目，目前就是IPv6、MobileIP等；后者的代表就是Global Environment for Networking Investigations，简称GENI、欧洲LP7等项目。然而，由于这两种变革的思想路线都过多地集中在通讯产业内纵横，也造就了当代互联网架构设计的天然缺陷，从体系结构而言，这种互联网架构的设计约束了实体社会数据化表达的力量，也将增大嗣后填加补丁和升级协议的空间和成本！

关于“协同网—综合网”的互联网发展路线

就体系结构而言，我认为IPv4基本上属于一个“有限的组织网络”，IPv6还属于一个“开放的泛网络”；而下一代互联网真正需要运转的将是一个“互动的通用网络”，这将使得互联网的特性得到淋漓尽致的发挥，互联网也将兼容众多其他专用网络，这一切都将使互联网立于整个历史的最前沿和整个社会的最顶端，并构建与实体社会对称的信息世界。为此，我坚决主张互联网的发展模式应转向“协同网—综合网”的路线，它将推动互联网赢得与之规模匹配的多个网络整合的创新平台和巨大市场；也可以说，没有新的互联网的商业应用主战场就没有新一代互联网的生命。

以能源网为例，世界上有生产活动和人类生活的地方，一般存在着能源和通讯两项基本物理设施。然而，有能源设施的地方不一定设立了通讯网络，而有通讯网络的地方一定可以建造能源设施，能源网络是一个较互联网更大体量的基本设施，能源网是较互联网技术水平更高的体系。40年来，互联网可以一往无前地兼容整合电话网络、视频网络、商业网络、资料网络、社交网络等传统产业，但是，面对巨系的能源网络，所向披靡的互联网也只能望而却步。这里面有两个基本障碍：其一就是能源网络的安全性和组织形式的要求，能源网络运转不可能完全在现有的13个根服务器为基础的域名解析系统上运行；其二就是互联网现有的IP地址容量尚难满足能源网络的需求。

我分析，能源网络、能源载体的智能化这个宏大的产业体系涉及全球至少25亿以上人口、1500亿平方米以上的房屋、3000亿以上的能源网接口和能源设施组件、10亿以上的机动车船、30亿台套以上工业设施的高效整合。其中，中国将涉及到400多亿平方米、100亿以上的能源网接口和能源设施组件、2亿以上的机动车辆、10亿以上工业设施的网络化整合。以通用的语义、语法和协议将其联系起来是当代全球能源系统变革的主要使命，也是全球能源效率提高的关键，更是互联网应用的主战场。智能能源网络是人、机械系统和网络的集成运转，也是人类历史上迄今为止最大规模的智能互动网络，以IP协议或其他替代协议为基础构建这个体系智能化是能源网发展的必然需要，也将主导未来二三十年全球生产方式变革和生活方式变迁。

在新型能源网络之中，IP地址的使用将出现膨胀效应。而且，就发展太空电力、能源植物而言，常态化监测和控制系统也需要依赖大量综合化地址的支撑。为此，以目前的全球一次能源消费总量而论，倘若将全球能源的生产和消费纳入智能化管理和控制，大约需要消耗IPv6一半左右的码址资源，IPv6地址也将出现捉襟见肘的趋向。

也许有人仍然会对互联网的规模迷恋，而对能源网的规模存疑，实际上，我一直主张建立综合网架的物理设施地址体系，这个复合的地址包括IP电脑地址、微波地址、卫星地址、物流射频地址、电话地址、电报地址、广播视频地址、地理信息、能源地址、环境地址等综合性码址体系，IP地址可以作为这个复合地址体系的基础码址，同时，整合复合地址的智能化识别体系的运转。

从这个综合码址的资源而论，既包括随机的，也包括固定的；既包括长期的，也包括临时的；既包括物理网络的，也包括虚拟的。能源网络作为一个有实体支撑的物理网络将建造并运行全球第一个全面的数字体系，这个网络短期内以IP地址为基础实现通讯模式的整合是有基础的，长期而言，其他地址将发挥更加重要作用，特别是能源逐步实现微波传输之后，微波地址的建设将至少与IP地址同等重要。

这将推动互联网与能源网合作出现多个突破口：其一，推动IP地址从注册制向注册制和自动配置相结合模式转变，IP地址的使用费可以逐步整合为产业服务费，实行社会网络与人工数据网络的全对称镜像配置，实现有能量的地方就配置数据码址；其二，实现能源网和能源载体全面部署可信固定码址，建构可信互联网；其三，发展分布式互联网域名服务管理，实现互联网从等级化、科层制、集中解析的“联邦式”域名管理结构转型为网络化、互动制、分散解析的“邦联式”域名管理模式。其四，以发展智能化微网为基础，实现互联网和能源网的深度整合。