給互聯(lián)網(wǎng)換個架構(gòu)？

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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(xué)研究的試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)走出了實(shí)驗(yàn)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(jìn)而影響到了互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步發(fā)展。為此，科學(xué)家們想出很多辦法，特別是在架構(gòu)層次上，如研究人員提出的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)、作者中心網(wǎng)絡(luò)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(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò):用名稱識別內(nèi)容

世界著名的計(jì)算機(jī)技術(shù)研究機(jī)構(gòu)PARC（Palo Alto Research Center,帕克研究中心）正在進(jìn)行一項(xiàng)關(guān)于未來的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的研究，即內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)(Content-Centric Networking，CCN)，該研究的目的是解決由于互聯(lián)網(wǎng)的文件內(nèi)容過于龐大（特別是多媒體內(nèi)容）而導(dǎo)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(nèi)容的保存地址來識別和傳輸內(nèi)容的方式，也就是放棄使用IP地址來識別存儲內(nèi)容的傳統(tǒng)方式，而是使用文件名和URL來識別內(nèi)容本身。

這一架構(gòu)針對的是現(xiàn)存的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)存在的缺陷：即如果要從互聯(lián)網(wǎng)上獲得某個內(nèi)容，就一定要和數(shù)據(jù)的保存地（服務(wù)器）進(jìn)行直接連接，即使這個內(nèi)容已經(jīng)被某個用戶下載到離我們很近的某個設(shè)備上亦然。這種方式不僅會浪費(fèi)時間，更糟糕的是，如果服務(wù)器恰好此時宕機(jī)，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(nèi)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(nèi)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(luò)帶來了很大負(fù)擔(dān)。

內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的思路是讓用戶能讀取離他最近地點(diǎn)的內(nèi)容，從而改善網(wǎng)絡(luò)性能。Van Jacobson是該項(xiàng)目的技術(shù)負(fù)責(zé)人，這位3年前的Cisco首席科學(xué)家來到PARC后一直主導(dǎo)著這項(xiàng)技術(shù)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(luò)不是為這樣的內(nèi)容而設(shè)計(jì)的。未來的P2P網(wǎng)、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)、虛擬服務(wù)器和存儲都必須根據(jù)這一現(xiàn)實(shí)進(jìn)行調(diào)整?！?/P>

在CCN架構(gòu)中，電影、文件或電子郵件等內(nèi)容將擁有一個結(jié)構(gòu)化的名稱以方便用戶搜索和檢索。內(nèi)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(shí)際操作中，用戶無需告訴網(wǎng)絡(luò)他想聯(lián)到哪個服務(wù)器，而只需告訴網(wǎng)絡(luò)自己想要的內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)會廣播給本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有機(jī)器，查看是否有用戶需要的內(nèi)容，然后做出響應(yīng)。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(nèi)容的電腦。”Jacobson說，這種解決方案更為安全，因?yàn)榻K端用戶可以決定他們希望收到的內(nèi)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(rèn)為CCN更適合今天需要復(fù)雜中間件的應(yīng)用，而且更容易應(yīng)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(jìn)，而且也能給局域網(wǎng)帶來性能上的改進(jìn)。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(jī)上的日程安排同步，每個設(shè)備都可以給其他設(shè)備發(fā)送一個請求，查詢?nèi)粘贪踩欠裼懈隆?/P>

Jacobson計(jì)劃先把CCN網(wǎng)架構(gòu)在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之上，最終他希望徹底取代現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，從根本上改變計(jì)算機(jī)在包級別上的通信方式。

作者中心網(wǎng)絡(luò):減少內(nèi)容“污染”

格雷諾布爾（Grenoble）的法國計(jì)算機(jī)科學(xué)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(gòu)—作者中心網(wǎng)絡(luò)（Owner-Centric Networking，OCN），這種互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的目標(biāo)是防止數(shù)據(jù)被隨意修改，同時加強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)的隱私保護(hù)。

研究人員之所以提出這種想法是因?yàn)榻裉旎ヂ?lián)網(wǎng)上的內(nèi)容（文檔、郵件、圖片、視頻等）實(shí)際上是沒有保護(hù)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(fèi)寶貴的存儲空間，而且一旦內(nèi)容被發(fā)布到網(wǎng)上，作者就馬上失去了對內(nèi)容的控制。

造成這一問題的根源在于互聯(lián)網(wǎng)永遠(yuǎn)不會失去“記憶”。一旦 信息公開，從理論上說，它就會永遠(yuǎn)保存下去。同時，現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)對內(nèi)容的復(fù)制沒有任何限制，也沒有給內(nèi)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(nèi)容，特別是一旦別人轉(zhuǎn)帖之后，作者根本就不知道這些內(nèi)容傳播到哪里了。這就帶了很多與隱私有關(guān)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(jì)算機(jī)科學(xué)及自動化研究所的研究人員認(rèn)為，未來的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該給內(nèi)容的作者以充分的自主權(quán)，作者應(yīng)該可以檢索他們之前張貼到互聯(lián)網(wǎng)上的內(nèi)容、收回這些內(nèi)容或者修改它們，換而言之，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該能夠正確地“遺忘”。

而到目前為止，關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)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(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)（CCN）在某種程度上就會加劇內(nèi)容的“污染”問題，因?yàn)镃CN把關(guān)注點(diǎn)落到內(nèi)容本身而不是保存內(nèi)容的地址，內(nèi)容不僅可能保存在作者原來發(fā)布的服務(wù)器上，而且可以保存在其他很多地方。結(jié)果，更加劇了內(nèi)容傳播的速度，讓作者更沒有辦法控制這些內(nèi)容或者甚至根本就不知道這些內(nèi)容傳播到哪里。法國計(jì)算機(jī)科學(xué)及自動化研究所的研究人員認(rèn)為，如果能與作者中心網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)可能會是一個更有吸引力的辦法。作者中心網(wǎng)絡(luò)由兩個步驟構(gòu)成：

第一步是內(nèi)容的分發(fā)和控制。與CCN一樣，內(nèi)容閱讀者可以看到他們感興趣的內(nèi)容，但與CCN不同，這些內(nèi)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(diǎn)當(dāng)然會考慮閱讀者的需求，但內(nèi)容一定都在作者的控制之中。也就是說，無論這些內(nèi)容保存在哪里，一旦需要作者可以對之進(jìn)行添加和修改甚至收回。就像放風(fēng)箏一樣，無論它飛多遠(yuǎn)，放風(fēng)箏的人手中都會攥有一根線，任何時候都可以收回“風(fēng)箏”。

第二步是內(nèi)容的訪問。用戶如果需要訪問某一內(nèi)容，它不能下載（除非是作者），而只能通過一個授權(quán)鏈接訪問。與今天的用戶可以很隨意地把內(nèi)容保存在本地機(jī)上不同，作者中心網(wǎng)絡(luò)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(shí)際內(nèi)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(shí)際記錄的鏈接。

目前，作者中心網(wǎng)絡(luò)還處于基礎(chǔ)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(hù)問題。比如，不能阻止服務(wù)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(jié)合其他辦法（如匿名網(wǎng)絡(luò)）來解決。另外，也不能從根本上防止惡意侵權(quán)，如盜版，這些問題還需要結(jié)合一些安全協(xié)議（如SPKI認(rèn)證）和相關(guān)的法律手段。畢竟，技術(shù)的作用是有限的，就像技術(shù)不能徹底防止環(huán)境污染一樣，內(nèi)容“污染”也不能完全靠技術(shù)來解決。