抖趣：元宇宙對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)帶來(lái)了 “新挑戰(zhàn)”

時(shí)間：2022-06-01 13:57:01 | 來(lái)源：行業(yè)動(dòng)態(tài)

時(shí)間：2022-06-01 13:57:01 來(lái)源：行業(yè)動(dòng)態(tài)

01

互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)從20世紀(jì)六七十年代的計(jì)算機(jī)組網(wǎng)工具，發(fā)展到了網(wǎng)絡(luò)空間的新時(shí)代，成為了現(xiàn)實(shí)世界的網(wǎng)絡(luò)映射，也成為了人類社會(huì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。在網(wǎng)絡(luò)空間時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)成，主要包括三個(gè)部分，即：“終端節(jié)點(diǎn)接入”、“自治網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)”以及“異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)”。從技術(shù)演進(jìn)的角度看：“終端節(jié)點(diǎn)接入”技術(shù)距離用戶最近，因此迭代升級(jí)最快；“異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)”技術(shù)距離用戶最遠(yuǎn)，因此迭代升級(jí)最慢；而“自治網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)”技術(shù)介于二者之間。

“終端節(jié)點(diǎn)接入”，即何種終端、以何種方式接入互聯(lián)網(wǎng)?；仡櫥ヂ?lián)網(wǎng)的發(fā)展歷史，每當(dāng)新一代接入終端具備了上一代接入終端節(jié)點(diǎn)不具備的優(yōu)勢(shì)特性的時(shí)候，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域就會(huì)掀起一場(chǎng)新的革命。早期接入互聯(lián)網(wǎng)的主流終端是PC，也就是我們俗稱的“經(jīng)典互聯(lián)網(wǎng)”的時(shí)代。后來(lái)智能手機(jī)成為了重要的接入終端，具備PC所沒(méi)有的“移動(dòng)性”，就進(jìn)入所謂的“移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代，今天我們已經(jīng)司空見(jiàn)慣。但無(wú)論是PC還是手機(jī)，其屏幕仍然是二維顯示和交互，而VR/AR眼鏡則具有三維顯示和交互功能。因此我們有理由相信，一旦VR/AR眼鏡解決了在穿戴便捷性和視覺(jué)交互方面的困難，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將會(huì)進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。如同當(dāng)初從經(jīng)典互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代進(jìn)入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)巨頭公司經(jīng)歷了重新洗牌一樣；從移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代進(jìn)入元宇宙時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)巨頭公司會(huì)進(jìn)行類似的洗牌，我想這就是Facebook、微軟等公司如此重視元宇宙的根本原因。歸根結(jié)底，每當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)接入終端發(fā)生了重大變革，勢(shì)必會(huì)引起互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用形態(tài)的重大變化。

事實(shí)上，站在網(wǎng)絡(luò)空間基礎(chǔ)設(shè)施的層面理解互聯(lián)網(wǎng)的接入終端，PC、智能手機(jī)和VR/AR眼鏡都可以歸為一大類接入終端，即“通信型”終端。這些終端，本質(zhì)上解決的是人的通信需求。當(dāng)人需要與外界發(fā)生聯(lián)系時(shí)，比如打電話、打游戲、聊天、購(gòu)物等，這類設(shè)備才具備使用功能；一旦人不需要與外界發(fā)生聯(lián)系時(shí)，這些設(shè)備就沒(méi)啥用了。除了“通信型”終端，在網(wǎng)絡(luò)空間還有兩大類接入終端，我將它們分別命名為“計(jì)算型”終端 和“功能型”終端?！坝?jì)算型”終端，指的是一直在執(zhí)行計(jì)算任務(wù)的終端，主要是各類服務(wù)器、或者參與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的節(jié)點(diǎn)，它們與人的通信需求無(wú)關(guān)，主要工作是完成各類分布式計(jì)算任務(wù)。但“通信型”和“計(jì)算型”終端一樣，如果不需要執(zhí)行計(jì)算或通信操作時(shí)，就沒(méi)有其他的用處了。而“功能型”終端則不一樣，它們本身就具備特殊功能，而一旦加入互聯(lián)網(wǎng)，需要在原有功能的基礎(chǔ)上，再疊加新的聯(lián)網(wǎng)功能，最典型的就是智能汽車(chē)、工控終端、物聯(lián)網(wǎng)終端等。智能汽車(chē)本身的功能是一個(gè)高速移動(dòng)的高質(zhì)量運(yùn)載體，工控終端本身的功能是生成制造；當(dāng)這兩種終端大規(guī)模接入互聯(lián)網(wǎng)之后，也會(huì)產(chǎn)生許多新的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，也就是我們常說(shuō)的“車(chē)聯(lián)網(wǎng)”和“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”。

綜上所述，站在網(wǎng)絡(luò)接入終端的角度理解“元宇宙”，它是“通信型”終端發(fā)展的下一個(gè)里程碑，是從PC和手機(jī)的二維顯示和交互發(fā)展到VR/AR的三維顯示和交互之后，產(chǎn)生的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用新形態(tài)。我們不能輕視這種終端形態(tài)變遷對(duì)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要意義，因?yàn)閺慕?jīng)典互聯(lián)網(wǎng)到移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的變遷，就已經(jīng)證實(shí)過(guò)一次了。

站在產(chǎn)業(yè)的角度，互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的新概念往往都是其底層支撐技術(shù)成熟之后對(duì)應(yīng)用的升級(jí)，因?yàn)閼?yīng)用才是互聯(lián)網(wǎng)的主流。因此，沒(méi)有必要糾結(jié)于元宇宙自身有沒(méi)有什么新的核心技術(shù)，因?yàn)楫?dāng)初移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)興起的時(shí)候，其實(shí)也沒(méi)什么新技術(shù)，但這不影響移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用生態(tài)帶來(lái)的巨大變革（也許可以把3G/4G作為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)興起的支撐技術(shù)，但移動(dòng)通信技術(shù)本身一直在發(fā)展，而且與終端形態(tài)沒(méi)有必然聯(lián)系）。

站在網(wǎng)絡(luò)空間的角度看，也沒(méi)有必要過(guò)分夸大元宇宙。VR/AR眼鏡將會(huì)成為互聯(lián)網(wǎng)重要的“通信型”終端，但主要還是解決人類的消費(fèi)需求，這不是未來(lái)唯一的通信終端，甚至都不一定是最重要的終端。未來(lái)像智能汽車(chē)、工控終端這樣滿足人類生產(chǎn)需求的“功能型”終端，其重要性也不遑多讓。

02

如上所述，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身解決的是“組網(wǎng)”問(wèn)題，體現(xiàn)在“自治網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)”和“異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)”這兩個(gè)層次，關(guān)注的是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的 “擴(kuò)展性”、“高帶寬”、“低時(shí)延”、“安全性”、“管理性”等問(wèn)題。由于互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模和天然共享性，我們不可能為每種類型的接入終端都單獨(dú)建一張網(wǎng)。因此，面對(duì)“網(wǎng)絡(luò)接入終端”變化帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的快速迭代升級(jí)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)對(duì)方法都是“以不變應(yīng)萬(wàn)變”、或者“以網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)升級(jí)應(yīng)對(duì)終端和應(yīng)用的革命換代”。IP/IPv6協(xié)議已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的基本組網(wǎng)協(xié)議，幾乎不可撼動(dòng)；但基于IP/IPv6協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還有很大的創(chuàng)新空間，以應(yīng)對(duì)各種新型終端和應(yīng)用的新需求。

事實(shí)上，“通信型”、“計(jì)算型”和“功能型”終端，對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能、安全等方面的需求的區(qū)別是很大的?！巴ㄐ判汀苯K端主要解決的是人的通信需求。滿足人類消費(fèi)行為的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，往往端到端帶寬需求在幾十兆到幾百兆的樣子，而端到端時(shí)延需求在幾十毫秒到幾百毫秒之間。如果交互時(shí)延低于10毫秒，人的感官一般是無(wú)感的；而交互時(shí)延大于300毫秒，人的感官又難以接受。當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，基本上就是滿足端到端幾十毫秒或者最多一二百毫秒的時(shí)延，這剛剛可以滿足PC和手機(jī)上基于二維顯示和交互的大部分互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。但基于三維顯示和交互的元宇宙應(yīng)用，為了避免頭暈，需要10毫秒以內(nèi)的交互時(shí)延，這就為當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提出了巨大挑戰(zhàn)。此外，從安全上看，元宇宙的愿景追求“虛實(shí)結(jié)合”、甚至“虛實(shí)互動(dòng)”（比如按照阿里巴巴譚平博士的觀點(diǎn)，元宇宙的虛擬世界還可以通過(guò)機(jī)器人來(lái)改造物理世界），對(duì)安全也提出了更高的挑戰(zhàn)。

與“通信型”終端相比，“計(jì)算型”終端和“功能型”終端則對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能和安全性有著不一樣的需求。支持“計(jì)算型”終端的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，端到端帶寬需求往往在幾G到幾百G之間，端到端時(shí)延需求則在微秒級(jí)別，對(duì)安全性的要求相對(duì)較低；支持“功能型”終端的車(chē)聯(lián)網(wǎng)和工控網(wǎng)絡(luò)，端到端帶寬往往并不高，但時(shí)延要求確定性保障，而且要求信息安全與功能安全融合。

在IP協(xié)議的基礎(chǔ)上，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過(guò)各種創(chuàng)新，來(lái)滿足不斷涌現(xiàn)的新型終端和應(yīng)用的需求。比如，為了滿足數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)超高帶寬和超低時(shí)延的需求，傳送層協(xié)議就從廣域網(wǎng)使用的TCP升級(jí)為RDMA/RoCE；為了滿足工控網(wǎng)絡(luò)對(duì)確定性時(shí)延的需求，目前IETF也成立了DETNET（確定性網(wǎng)絡(luò)）工作組專門(mén)制定有關(guān)RFC標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于元宇宙向網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提出的新需求，互聯(lián)網(wǎng)也會(huì)通過(guò)同樣的方式來(lái)應(yīng)對(duì)。

03

如果說(shuō)元宇宙對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)帶來(lái)了 “新挑戰(zhàn)”的話，一定是有某些需求給互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來(lái)了較大的麻煩甚至“挑戰(zhàn)”到了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的設(shè)計(jì)原則；否則的話，靠現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就可以支撐，談不上“新挑戰(zhàn)”。我個(gè)人認(rèn)為，元宇宙對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的挑戰(zhàn)，與近年來(lái)同樣受到密切關(guān)注的“功能型”終端帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)挑戰(zhàn)類似，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。

挑戰(zhàn)一：虛實(shí)融合要求真實(shí)可信，主要矛盾是端到端信任需求與互聯(lián)網(wǎng)“開(kāi)放互聯(lián)”、“分布式架構(gòu)”的設(shè)計(jì)原則之間的矛盾。

元宇宙要實(shí)現(xiàn)“虛實(shí)融合”甚至“虛實(shí)互動(dòng)”，一定要求網(wǎng)絡(luò)是真實(shí)可信的。網(wǎng)絡(luò)空間存在諸多安全問(wèn)題的根源之一，在于網(wǎng)絡(luò)惡意行為難以溯源，因此作惡成本低。今天解決網(wǎng)絡(luò)空間安全問(wèn)題的主要精力，都放在如何提高被攻擊者的保護(hù)能力上，而不是放在對(duì)攻擊者的識(shí)別、溯源和追責(zé)上。在元宇宙應(yīng)用中，隨著虛擬世界和物理世界的融合與互動(dòng)更加緊密，對(duì)安全的要求等級(jí)會(huì)更高。構(gòu)建一個(gè)安全可信的元宇宙世界，僅僅通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和代碼質(zhì)量的改進(jìn)來(lái)加強(qiáng)被攻擊者的保護(hù)能力是不夠的，亟需參考物理世界的安全治理模式，即構(gòu)建一個(gè)以用戶身份識(shí)別、溯源和追責(zé)為核心的網(wǎng)絡(luò)空間虛實(shí)融合可信治理體系，增加攻擊者的作惡成本（當(dāng)然對(duì)用戶身份隱私的保護(hù)是前提）。



要建立這樣的網(wǎng)絡(luò)空間虛實(shí)融合可信治理體系，面臨的最大挑戰(zhàn)是互聯(lián)網(wǎng)的分布式架構(gòu)。包括元宇宙在內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，對(duì)安全可信的需求是端到端的。但互聯(lián)網(wǎng)是一種“網(wǎng)間網(wǎng)”，并沒(méi)有集中控制系統(tǒng)，而是各個(gè)自治網(wǎng)絡(luò)之間依靠默認(rèn)的彼此信任、以完全分布式的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。因此如何實(shí)現(xiàn)可信治理體系所必需的地址、路由、身份等信息在自治網(wǎng)絡(luò)之間的安全可信傳遞，是一個(gè)較大的難題。

拿路由安全來(lái)舉例。2021年10月以來(lái)連續(xù)出現(xiàn)的Facebook斷網(wǎng)事件、韓國(guó)電信斷網(wǎng)事件等，都體現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)域間路由協(xié)議BGP的薄弱性。為了應(yīng)對(duì)分布式域間路由在安全可信方面的局限性，當(dāng)前國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)發(fā)起的MANRS（互聯(lián)網(wǎng)路由安全相互協(xié)議）計(jì)劃，呼吁各運(yùn)營(yíng)商部署RPKI系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)路由安全。但RPKI解決路由安全的思路，是通過(guò)一種類集中式的架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在一定程度上又違背了互聯(lián)網(wǎng)“分布式架構(gòu)”設(shè)計(jì)原則。

因此，如何解決網(wǎng)絡(luò)空間虛實(shí)融合可信治理體系與互聯(lián)網(wǎng)“開(kāi)放互聯(lián)”、“分布式架構(gòu)”設(shè)計(jì)原則之間的矛盾，是元宇宙對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提出的一大挑戰(zhàn)。可能的解決途徑之一是分布式信任方面的理論和技術(shù)創(chuàng)新。

挑戰(zhàn)二：超低時(shí)延亟需轉(zhuǎn)發(fā)創(chuàng)新，主要矛盾是超低時(shí)延需求與互聯(lián)網(wǎng)“流量開(kāi)放”、“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)”的設(shè)計(jì)原則之間的矛盾。