2022年3月24日，北京大学信息科学技术学院第六期“知存讲座”暨信息科学前沿与产业创新课程在北京大学二教102教室成功举办。来自华为数据通信产品线的BGP首席技术专家王海波先生受邀开展了“Internet的过去，现在与未来”的讲座。他在数据通信相关协议领域耕耘多年，同时也是VPN专利主审人、路由安全相关国家级项目成员。本次讲座由北大息科学技术学院副院长王润声主持，学院团委副书记乔冠一和众多学子共同参与。
王海波老师进行分享
本次讲座主要技术分享环节分为以下四个部分：初识Internet，Internet的体系架构，Internet的设计原则，Internet的挑战与演进。讲座后，王海波老师就学生关心的问题进行了现场交流和答疑。
首先，王海波老师细心地讲解了Internet的概念、起源与发展历史。概念上，Internet是一个信息管理与资源共享的集合平台。它诞生于二战时期，并在后世不断发展。1962年，兰德公司的Paul Buran提出了基于消息的分布式通信的概念；1965年，英国国家物理实验室NPL的Donald Davies独立研究出相同的结论，明确地提出了分组交换的概念；1967年到1968年，ARPA开始规划ARPANET，1969年开始正式连接，结点不断扩大，并且新的应用程序也开始出现。1993年，互联网虽仍由美国主导，不过已经成为一个全球网络，1994年，互联网骨干网络开始私有化，商业公司接管骨干网。到今天，Internet已经成为了我们生活的一部分。Internet仍在高速增长，据预测，2023年全球IP网络每月流量将达到400EP。
接下来，王老师以一个用户访问Internet的实例，向我们展示了Internet的不同访问方式。具体而言，可以输入域名来访问目标服务；也可以以IP为基础，穿越大大小小不同运营商负责的不同类型的网络，来访问目标服务。域名，也分为顶级域名，二级域名，三级域名，四级域名。我们现在使用的域名系统是DNS，它是一种分布式、分层次的主机名管理架构。对于每个域名/IP请求，都要归结于查询DNS。DNS的查询过程又可以分为递归查询和迭代查询，不论是哪种，访问到存放这些信息的根域名服务器才是关键。全球总计有13组完全等价的根域名服务器维护根区文件，但是令人遗憾的是，没有一台根服务器由中国拥有。目前广为流传的“中国控制某台根服务器”，实际指的仅仅是其镜像架设在中国境内而已。截止2022年初，中国约有40台镜像服务器，全球则总计有1500+根镜像服务器。
随后，王老师为我们介绍了IP地址的信息。IP的发展趋势是从classful到classless。一开始，IP地址分为五类，但这其中出现了很多问题，于是，CIDR应运产生。但是CIDR无法彻底解决32位IP地址的分配问题。事实上，冗余的IPv4地址在1998年之前已经存量不多，它终究会在可见的未来枯竭。1998年RFC2460正式标准文稿的提出，标志着IPv6由此诞生。据说它可以做到给地球上的每一粒沙子分配一个IPv6地址，因此是解决IP地址枯竭问题的得力方法。但是，现在的IPv4网络规模极大，一个公司可能就下属了上万台设备，替换成本极高，不可能做到1983年ARPANET将NCP一次性全部替换为TCP/IP协议那样，将IPv4全盘替换为IPv6。因此，IPV6虽然有国家政策和商业公司的大力推广，但普及程度依然不够广泛。
接下来，王老师讲述了自治系统（Autonomous system, AS）的概念，它是具有单个路由策略的巨型网络或网络群组，相当于一个大的王国。每个AS有两个字节长的自治系统号ASN（Autonomous System Number），相当于王国的国名。随着ASN不断增长，Internet早期依托电信运营商架构全球互联网网络的3Tier模型的受到了工作能力上限的制约，而下层Tier2与Tier3的运营商更是对整个架构提出了挑战。以谷歌为代表的许多公司越来越不愿意受制于ISP的制约，纷纷开始建设自己的网络，成为运营架构的挑战者，发展出IXP的模式。
紧接着，王老师简述了Internet的治理体系、管理机构和有关的技术组织。最开始的Internet，由号称互联网之神的美国学者Jon Postel一个人负责域名、码号、根服务器配置维护，老师笑称“假如他的电脑宕机了，那么今天的Internet恐怕就不复存在吧”。随着Internet规模发展得越来越大，越来越多的国家和组织加入，核心的资源分配权多次易手、移交，直至最近几年，由ICANN组织接管。在本环节的最后，王老师介绍了国际Internet治理的架构组织和技术组织，在整个Internet的核心架构组织IAB中，华为占有3个席位（全球仅17席）。华为专家李振斌也是亚太地区首位入选IAB组织的成员。IAB的主要职责为：负责互联网协议体系结构的监管，把握互联网技术的长期演进方向，负责互联网标准的制订规则，指导互联网标准文档RFC的编辑出版，负责互联网编号管理，组织与其它国际标准化组织的协调，批准IETF领域主席和任命国际互联网研究组织IRTF主席等项工作。除此以外，Internet的主要技术组织是IETF，主要在各项互联网标准领域工作，华为在IETF也有多年的技术布局，近年来，在IETF标准数跃居全球第一。
然后，王老师分享了Internet的设计原则。网络设计原则一是“瘦腰模型”，它的好处是通过TCP/IP的腰来简化不同协议间的处理，让上层应用和底层介质能够蓬勃发展，做好兼容。二是端到端原则是基于网络易受攻击，网络不可信任的假设，信息均在端侧处理，网络仅负责转发，避免网络攻击造成的影响。“瘦腰模型”带来了部署扩展性，但是也有些古老而强大的协议成为了演化核心，导致很难进行重大修改，如今，技术的发展趋势是“瘦腰”开始逐渐变为“胖腰”，带来了更多机遇和挑战。
讲座的最后，王老师向我们介绍了Internet技术的未来挑战与演进，Internet不是没有问题，它安全事故频发，还会受劫持/泄漏，每年都有范围影响巨大的这类事故。Internet的演进也面临新的挑战：安全诉求，服务质量，应用变化，终端变化等。任何一项技术的发展都离不开创新，面对日益增长的网络接入和使用需求，Internet的创新也有Clean-State模式和Backwards Compatibility模式。王老师个人更加看好Backwards Compatibility模式，他向我们介绍了基于区块链安全、ipv6+、sRv6、APN等技术的当前研究现状和产业发展情况。我们乐观地估计，Internet的未来应用领域不断扩大，会创造越来越多的价值，网络技术的发展将会催生更繁荣的应用场景，例如ARVR、云技术、元宇宙等。网络自身的技术发展也面临空天一体、星际网络等全新领域的研究。这个行业还有巨大的潜力挖掘。
同学们积极与老师交流
在交流提问环节，同学们纷纷就自己所关心的问题向王老师提出了自己的疑问。既有关于Internet网络的具体技术问题探讨，也有关于中国在国际组织话语权和华为在标准领域的具体贡献的好奇，更有华为在相关领域的技术布局以及对新技术如元宇宙等发展趋势的请教等。王老师一一耐心的解答了同学们的问题，同时为积极互动的同学送上了他带来的关于华为故事的书籍《华为访谈录》，更多华为人在技术上持续的探索和在国际标准组织的国际话语权所做的努力可从书中揭晓。王老师丰富的知识储备和儒雅谦逊的讲述风格给同学们留下了深刻的映像，讲座在同学们热烈的掌声中圆满结束。
第六期知存讲座海报
