原文：《Another 10 Years Later 》，作者：Geoff Huston，由開源中國編譯，參與翻譯：云逸于海、Tocy、無若、琪花億草、xiaoaiwhc1、雪落無痕xdj、zx1905、Rhys_Lee、linux工人、下什么雨不下、fly_白、豆豆胡蘿卜、藍水晶飛機、lnovonl、翱翔的貓，編譯稿由開源中國授權(quán)虎嗅發(fā)表，題圖來自：pixabay.com。
十年前，我寫了一篇文章，回顧了1998年至2008年期間互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。又過了十年，這是一個很好的時機，再花點時間思考一下哪些是活躍的，哪些是過時的，哪些是在互聯(lián)網(wǎng)變革的另一個十年中將被遺忘的。
任何一個技術(shù)的進化往往會出現(xiàn)意想不到的迂回轉(zhuǎn)折。在某些轉(zhuǎn)折點簡單抽象會由復(fù)雜修飾所替代，而其他時候戲劇性的突破會暴露技術(shù)的核心概念，同時去除多余的東西?；ヂ?lián)網(wǎng)的發(fā)展看起來也不例外，它有著與這些意想不到的迂回轉(zhuǎn)折相同的形式。關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)這過去的十年，改變了什么，又保留了什么，這似乎是一個復(fù)雜的歷程。
現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)看起來大致與十年前的互聯(lián)網(wǎng)類似
很多互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施頑強地阻止了變革的發(fā)生。我們?nèi)匀惶幱诨ヂ?lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)換為IPv6的進程之中，同十年前一樣。我們?nèi)匀槐M力提升互聯(lián)網(wǎng)的適應(yīng)性來對抗各類進攻，同十年前一樣。我們?nèi)匀慌μ峁┟鞔_的網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)質(zhì)量，同十年前一樣。
1990年代到2000初技術(shù)變革的快速步伐似乎已經(jīng)失去了動力，過去十年互聯(lián)網(wǎng)的主導(dǎo)活動似乎是整合，而不是持續(xù)的技術(shù)演變?；蛟S這種對變革阻力的提升是因為隨著網(wǎng)絡(luò)大小的增長，它的慣性質(zhì)量也增加了。
我們常常互相引用Metcalf定律，定律說的是：網(wǎng)絡(luò)增長量與用戶數(shù)量的平方成正比。相關(guān)觀察發(fā)現(xiàn)一個網(wǎng)絡(luò)對變革的固有阻力，或者慣性質(zhì)量，也是與用戶數(shù)量的平方直接相關(guān)。或許作為一個大體觀察，所有大型松散耦合分布式系統(tǒng)都有強烈地抗變革能力。這些系統(tǒng)最多對市場壓力的各類形式做出了反應(yīng)，但是由于互聯(lián)網(wǎng)整體系統(tǒng)如此龐大且多樣化，這些市場壓力在網(wǎng)絡(luò)的不同部分以不同的形式表現(xiàn)出來。
個體行為人在沒有集中組織的指示或者約束下進行操作。產(chǎn)生變革，是因為一些足夠多的個體行為人看到了變革中的機遇，或是察覺到了若不變革會帶來的無法接受的風(fēng)險。從互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)果看來，一些變革非常具有挑戰(zhàn)性，而其他看起來則是自然且不可避免的進步。
但故事的另一面與繪畫可能截然相反
在過去十年中，我們看到了互聯(lián)網(wǎng)的另一場深刻革命，因為它以前所未有的速度采用了基于無線的基礎(chǔ)設(shè)施和豐富的服務(wù)組合。
我們看到內(nèi)容和內(nèi)容提供方面的革命不僅改變了互聯(lián)網(wǎng)，而且作為附帶損害，互聯(lián)網(wǎng)似乎正在摧毀傳統(tǒng)的報紙和廣播電視領(lǐng)域，社交媒體幾乎取代了電話的社會角色和寫信的做法。
我們已經(jīng)看到了以“云”為偽裝的舊式中央大型機服務(wù)器的復(fù)興和興起，以及互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備再利用，常見的云托管服務(wù)在許多方面模仿了過去顯示終端的功能 。所有這些都是互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)變革，所有這些都發(fā)生在過去十年。
故事所涉及范圍比較廣，所以我把故事設(shè)定為一個更大的主題，然后逐步構(gòu)建故事，而不是提供一堆雜亂無章的觀點，講述過去10年中互聯(lián)網(wǎng)發(fā)生的各種變化和發(fā)展。我會用一個標準的協(xié)議堆棧模型作為指導(dǎo)模板，我們從底層的傳輸媒介層（物理層）開始，然后到傳輸層（IP協(xié)議層），后面是應(yīng)用層和服務(wù)層，最后以互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)對過去 10 年開發(fā)的促進作用作為結(jié)尾。
在 IP 層之下，網(wǎng)絡(luò)媒介發(fā)生了什么變化？
光傳輸系統(tǒng)在過去 10 年經(jīng)歷了持續(xù)的改變。在 10 年多一點之前產(chǎn)品級光傳輸系統(tǒng)使用簡單的開-關(guān)（on-off）鍵控來編碼信號到光傳輸通道中。這個速度在這一代的光傳輸系統(tǒng)上的增長依賴于可控硅系統(tǒng)的發(fā)展以及激光驅(qū)動芯片。
關(guān)于波長時分復(fù)用的介紹在 1990 年代讓光傳輸電纜基礎(chǔ)設(shè)施的搬運者（傳播介質(zhì)）極大的增加了搬運能力。最近 10 年光傳輸系統(tǒng)的演化在偏振和相位調(diào)制領(lǐng)域有效的提升了每波特信號的位數(shù)。通常可以支持的 100Gbps 的光傳輸通道，并且我們正尋找進一步改進使其可以超過 200Gbps。我們預(yù)期系統(tǒng)會在不久的未來可以達到 400Gbps，使用各種更快的基波速率和更高的相位幅度調(diào)制組合，現(xiàn)在可以設(shè)想不久后的光傳輸服務(wù)能達到 1Tbps。
無線系統(tǒng)在總體上也是一個類似的演化。在信號處理的基本實現(xiàn)里，類似于光傳輸系統(tǒng)的變化，使用相位調(diào)制提升無線承載的數(shù)據(jù)速率。MIMO（多輸入多輸出） 技術(shù)的使用，外加更高的傳輸頻率的使用使得在未來的 5G 技術(shù)部署中的移動系統(tǒng)速度達到 1Gbps。
在最初的基本原理和那明亮的黃色同軸電纜一起消失之后，光傳輸速率持續(xù)增長，在傳輸系統(tǒng)中，以太網(wǎng)包的幀結(jié)構(gòu)仍然存在。奇怪的是，以太網(wǎng)定義的最小和最大包大小為64和1500字節(jié)仍然存在。在過去的十年中，由于傳輸速度的提高，出現(xiàn)了不可避免的結(jié)果，每秒的數(shù)據(jù)包數(shù)量增加了100倍，這是由于傳輸速度從2.5 Gbps增加到400 Gbps。
因此，從硅基開關(guān)中要求更高的包處理速率。但在過去的十年中，一個非常重要的因子并沒有改變，即處理器的時鐘速度和內(nèi)存的周期時間，這一點根本沒有改變。到目前為止，人們的應(yīng)對策略是越來越多地依賴于高速數(shù)字交換應(yīng)用程序的并行性，而現(xiàn)在，多核處理器和高度并行的內(nèi)存系統(tǒng)被用來實現(xiàn)在單線程處理模型中不可能實現(xiàn)的性能。
在2018年，我們似乎接近于實現(xiàn)1 Tbps的光傳輸系統(tǒng)，在無線傳輸系統(tǒng)中達到20 Gbps。這些傳輸模型能夠傳輸多遠和多快來支持更高的通道速度，仍是一個懸而未決的問題。
IP層
在過去的十年中，網(wǎng)絡(luò)最引人注目的一個方面在于它頑固地抵制各種形式的壓力，包括一些嚴峻的現(xiàn)實，即我們?nèi)匀辉谶\行一個本質(zhì)上是IPv4的互聯(lián)網(wǎng)。
在過去的十年中，我們已經(jīng)耗盡了剩余的IPv4地址，而在世界的大部分地區(qū)，IPv4互聯(lián)網(wǎng)正在面臨某種形式的IP短缺。我們從未懷疑過，互聯(lián)網(wǎng)將會面臨一個最基本的支柱——標記互聯(lián)設(shè)備唯一性的地址——的耗盡，顯然是聳聳肩，繼續(xù)愉快地繼續(xù)下去。但是，出乎意料的是，這正是所發(fā)生的事情。
今天，我們估計大約有34億人是互聯(lián)網(wǎng)的常客，而且有大約200億的設(shè)備連接在互聯(lián)網(wǎng)上。我們已經(jīng)使用了大約30億個唯一的IPv4地址來實現(xiàn)這一點。沒有人認為我們可以實現(xiàn)這一驚人的壯舉，但它確實是在悄悄的發(fā)生。
早在1900年代，我們就認為IP地址耗盡的前景將推動互聯(lián)網(wǎng)使用IPv6。 這是后續(xù)IP協(xié)議，IP地址的位寬增加了四倍。 通過將IP地址池增加到一些非常大量的唯一地址（340個十億地址，或3.4 x 1038），我們再也不必面對網(wǎng)絡(luò)地址耗盡。
但這不是一個簡單的過渡。 此協(xié)議轉(zhuǎn)換中沒有向后兼容性，因此必須更改所有內(nèi)容。 每個設(shè)備、每個路由器甚至每個應(yīng)用程序都需要更改以支持IPv6。 我們不是在互聯(lián)網(wǎng)上執(zhí)行全面的協(xié)議變更，而是改變基礎(chǔ)設(shè)施的每個部分以支持IPv6來改變了互聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)。 奇怪的是，看起來這是更便宜的選擇。
通過在網(wǎng)絡(luò)邊緣幾乎無處不在的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換器（NAT）部署，我們已經(jīng)將網(wǎng)絡(luò)從對等網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蛻舳?服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)。 在今天的客戶端/服務(wù)器中，Internet客戶端可以與服務(wù)器通信，服務(wù)器可以與這些連接的客戶端進行通信，但就是這樣。 客戶端無法直接與其他客戶端通信，服務(wù)器需要等待客戶端發(fā)起對話才能與客戶端通信。 客戶端在與服務(wù)器通信時“借用”端點地址，并釋放此地址以供其他客戶端閑置時使用。 畢竟，端點地址僅對客戶端有用，以便與服務(wù)器通信。
結(jié)果是，我們已經(jīng)設(shè)法將大約200億臺設(shè)備塞進一個只部署了30億個公共地址槽的互聯(lián)網(wǎng)中。 我們已經(jīng)實現(xiàn)了這一目標，并囊括了可以描述為IP地址分時的內(nèi)容。
不錯，但是 IPv6 呢？我們還需要它嗎？如果是這樣，那么接下來我們要度過這漫長的過渡期嗎？
十年過去了，這些問題的答案仍不明確。
往好了想想，IPv6 現(xiàn)在比十年前多得多了。與2008年相比，現(xiàn)今服務(wù)提供商部署了更多的 IPv6 。我們看到當 IPv6 被服務(wù)提供商部署到網(wǎng)路中具備 IPv6 的設(shè)備能立即使用。在2018年似乎五分之一的互聯(lián)網(wǎng)用戶（現(xiàn)在估計是地球上一半的人）能夠使用優(yōu)先于 IPv6 的互聯(lián)網(wǎng)，其中的大部分發(fā)生于近十年。
然而，壞處是必須提出這樣一個問題：關(guān)于 IPv6 ，另外五分之四的上網(wǎng)的人怎么了？據(jù)悉一些互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商更愿意將有限的運營預(yù)算投在提升用戶體驗方面上，就像增加網(wǎng)絡(luò)容量、取消數(shù)據(jù)上限和獲取更多的網(wǎng)上內(nèi)容。上述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商仍舊將部署 IPv6 看做為可延緩的舉措。
貌似現(xiàn)在我們還能看到關(guān)于 IPv6 的混雜局面。一些服務(wù)提供商只是看出他們自己 IPv4 地址稀缺的問題，這些服務(wù)提供商將 IPv6 當做進一步擴大網(wǎng)絡(luò)的一項必要決策，其他服務(wù)提供商更愿意推遲到未來某一天。
路由
雖然我們正在研究過去十年里基本沒有改變的事物，但我們需要說說路由系統(tǒng)。盡管10年前就有對邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議（BGP）縮減死亡的可怕預(yù)測，但BGP依然堅定地繼續(xù)為整個互聯(lián)網(wǎng)提供路由支持。是的，BGP與以往一樣處在不安全地位，是的，持續(xù)不斷的“胖手指”之流以及不太常見但引發(fā)更多關(guān)注的惡意路由劫持，將繼續(xù)困擾我們的路由系統(tǒng)，2008年使用的路由技術(shù)與我們在當今的互聯(lián)網(wǎng)中所使用的技術(shù)是一樣的。
IPv4路由表的規(guī)模在過去十年中增長了兩倍，從2008年的25萬條增加到今天的超過75萬條。IPv6路由的故事更加引人注目，從1,100個條目增加到5.2萬個條目。然而，BGP依然悄悄地繼續(xù)有效并高效地工作。誰會想到，一個最初設(shè)計用于應(yīng)付幾百個網(wǎng)絡(luò)宣稱有幾千條路由的協(xié)議仍然可以在跨越一百萬個路由條目和十萬個網(wǎng)絡(luò)的路由空間中有效運行。
同樣，我們對內(nèi)部路由協(xié)議的運作沒有做出任何重大改動。較大型的網(wǎng)絡(luò)仍然使用OPSF或ISIS，具體取決于它們的實際境況，而較小的網(wǎng)絡(luò)可能選擇一些諸如RIPv2或甚至EIGRP等的距離矢量協(xié)議。
IETF關(guān)于最新路由協(xié)議LISP和BABEL的工作似乎對整個互聯(lián)網(wǎng)缺乏有效牽引力，雖然它們在路由管理方面都具有有趣的特性，但它們都沒有足夠的已知優(yōu)勢來克服常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和運維中出現(xiàn)的可觀的慣性。同樣，這看起來像慣性物質(zhì)正在施加影響以抵抗網(wǎng)絡(luò)變化的另一個示例。
網(wǎng)絡(luò)運維
說起網(wǎng)絡(luò)運維，我們看到一些激動人心的改變正在發(fā)生，不過這是一個相對保守的區(qū)域，新的網(wǎng)絡(luò)管理工具和實踐的使用需要花更多的時間。
四分之一個世紀之前，Internet 主要使用簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP），盡管它面臨很多問題，比如安全缺陷、低效、使用不友好的 ASN.1 協(xié)議，以及容易遭受 DDOS 攻擊等，可是它仍舊是被廣泛使用的協(xié)議。不過隨著人們用 SNMP 進行運維的嘗試表明，SNMP 僅僅是一個網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控協(xié)議，而不是一個網(wǎng)絡(luò)配置協(xié)議。
最近，Netconf 和 YANG 正在努力嘗試推動交換機的配置管理進入一個更實用的階段，以替換目前以 expect 腳本作為命令行接口的情況。與此同時，我們也看到一些編排工具也進入了網(wǎng)絡(luò)運維領(lǐng)域，比如 Ansible、Chef、NAPALM 和 SALT 等，它們可以對成千上萬的獨立模塊進行管理任務(wù)的編排工作。這些網(wǎng)絡(luò)運維管理工具正在朝著自動化網(wǎng)絡(luò)管理的方向發(fā)展，但仍舊還有很多路要走。
在我們似乎已推進了自動控制系統(tǒng)的狀態(tài)以實現(xiàn)無人駕駛的自動駕駛的同一時期，全自動網(wǎng)絡(luò)管理的任務(wù)似乎還遠遠達不到預(yù)期的終點。當然，為自適應(yīng)自動控制系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和可用資源是必要的，并允許控制系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)以及修改網(wǎng)絡(luò)組件的運行參數(shù)，以不斷滿足網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)水平目標。駕駛網(wǎng)絡(luò)的無人駕駛汽車在哪里呢？ 也許接下來的十年可能會讓我們見到它。
移動互聯(lián)網(wǎng)
我們在 Internet 協(xié)議模型中移動一個層并查看端到端傳輸層的演化之前，我們可能需要討論連接到 Internet 設(shè)備的發(fā)展。
多年來，互聯(lián)網(wǎng)一直是臺式個人電腦的領(lǐng)域，筆記本電腦設(shè)備滿足了人們對更便攜設(shè)備的需求。當時，手機還只是一部電話，他們在數(shù)據(jù)世界的早期嘗試并不令人印象深刻。
蘋果公司2007年發(fā)布的 iPhone 是一款革命性的設(shè)備。它擁有一個充滿活力的彩色觸摸屏，只有四個鍵，一個功能齊全的操作系統(tǒng)，有WiFi和蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)接口，有一個強大的處理器和內(nèi)存，它進入消費者市場可能是這十年的最重要事件。
蘋果早期的領(lǐng)先地位很快被 Windows 和諾基亞以自己的產(chǎn)品趕超。谷歌的地位更像是一個活躍的破壞者，它使用 Android 平臺及其相關(guān)應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)的開放許可框架，授權(quán)給一批手機組裝商。
Android 被三星、LG、HTC、華為、索尼和谷歌等公司采用。如今，幾乎80%的移動平臺使用 Android ，約17%的平臺使用蘋果的 iOS 。
對于人類互聯(lián)網(wǎng)來說，移動市場現(xiàn)在是互聯(lián)網(wǎng)定義的收入市場。如今，有線網(wǎng)絡(luò)的利潤空間和機會空間幾乎為零，即便是移動數(shù)據(jù)環(huán)境的利潤率不斷下降，也給占主導(dǎo)地位的接入提供商行業(yè)帶來了一絲渺茫的希望。
從本質(zhì)上講，公共互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在是移動設(shè)備上的應(yīng)用平臺。
端到端傳輸層
是時候在協(xié)議堆上提升一個層次，回顧一下點對點傳輸協(xié)議以及過去十年發(fā)生的變化。
端到端傳輸是因特網(wǎng)的革命性概念，而 TCP 協(xié)議是這個概念的核心。其他許多協(xié)議要求更低階層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議堆提供一個穩(wěn)定的流傳輸接口。這需要網(wǎng)絡(luò)可以創(chuàng)造傳輸?shù)姆€(wěn)定，提供數(shù)據(jù)的完整性，控制數(shù)據(jù)流，并且在數(shù)據(jù)丟失的時候能夠修補。然而 TCP 省掉了所有這一切，只是假設(shè)網(wǎng)絡(luò)提供了一個不可靠的數(shù)據(jù)報傳輸服務(wù)，并且保證了傳輸協(xié)議有數(shù)據(jù)完整性和流控制。
在 TCP 的世界中，過去十年里似乎沒有太大的變化。我們已經(jīng)看到 TCP 的控制速率增加和快速降低方面的一些進一步細微改進，但沒有任何改動觸及這個協(xié)議的基本行為。TCP 傾向于使用分組丟失作為擁塞信號，并且在一些較低速率和該丟失觸發(fā)速率之間調(diào)整其速率。
或者最起碼這是直到最近才出現(xiàn)的情況。隨著谷歌的 BBR 和 QUIC 的首次亮相，情況有望改變，并以一種非?；A(chǔ)的方式發(fā)生變化。
瓶頸帶寬和往返時間控制算法（簡稱BBR）是 TCP 流控制協(xié)議的變體，其以與其他 TCP 協(xié)議非常不同的模式操作。BBR 試圖保持在恰好位于發(fā)送方和接收方之間的端到端路徑的延遲帶寬積的流速率。這樣做，試圖避免在網(wǎng)絡(luò)中緩沖數(shù)據(jù)的累積（當發(fā)送速率超過路徑容量時），并且還試圖避免在網(wǎng)絡(luò)中留下空閑時間（此時發(fā)送速率小于路徑容量）。它的副作用是 BBR 試圖避免在發(fā)生基于擁塞的丟失時網(wǎng)絡(luò)緩沖的崩潰。BBR 通過有線和無線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)實現(xiàn)了顯著的效率提升。
谷歌近期提供的第二個產(chǎn)品也代表了我們在使用傳輸協(xié)議上的重大轉(zhuǎn)變。QUIC 協(xié)議看起來跟 UDP 協(xié)議很像，從網(wǎng)絡(luò)的角度來看，它只是一個 UDP 數(shù)據(jù)包流。但在這種情況下，外在是不可信的。這些 UDP 數(shù)據(jù)包的內(nèi)部有效載荷包含更傳統(tǒng)的 TCP 流控制結(jié)構(gòu)和 TCP 流的有效載荷。但是，QUIC 加密了其 UDP 有效負載，因此整個內(nèi)部 TCP 控制對網(wǎng)絡(luò)而言是完全隱藏的。
互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)慕┗且驗榫W(wǎng)絡(luò)中間件的無可替代的角色，網(wǎng)絡(luò)中間件是用于丟棄它無法識別的數(shù)據(jù)包的。諸如 QUIC 之類的方法允許應(yīng)用程序打破這種機制，并將端到端流管理恢復(fù)為端到端函數(shù)，并且無需任何形式的網(wǎng)絡(luò)中間件檢驗或操縱。我稱這個新發(fā)展可能是在整個十年中傳輸協(xié)議層面最重要的變革之舉。
應(yīng)用層
讓我們繼續(xù)深入?yún)f(xié)議棧，并從網(wǎng)絡(luò)上運行的應(yīng)用程序和服務(wù)的角度來審視Internet。
隱私和加密
正如我們在研究端到端傳輸協(xié)議的發(fā)展時所指出的那樣，QUIC負載的加密不僅僅是為了防止網(wǎng)絡(luò)中間件干擾TCP控制狀態(tài)，盡管它確實非常成功地實現(xiàn)了這一點。加密適用于整個有效載荷，它指出了過去十年中另一個重大發(fā)展。
我們目前正警惕各種形式的基于網(wǎng)絡(luò)的用于竊聽用戶和服務(wù)的機制。Edward Snowden在2013年發(fā)布的文件中描繪了一個非常活躍的美國政府竊聽計劃，該計劃利用廣泛使用的通信攔截源來構(gòu)建用戶行為畫像以及個人用戶的推理畫像。在許多方面，這種收集此類配置文件的努力與谷歌和Facebook等以廣告資助的服務(wù)（或多或少地）多年來一直公開所做的差別不大，但可能本質(zhì)上的不同是是否知情以及默認準許。
在廣告商的場景下，該信息旨在提高用戶畫像的準確性，從而增加用戶對潛在廣告商的價值。政府機構(gòu)的動機包含各種形式的解釋，其更加開放，但并非所有這些解釋都是處于善意的。
對這種泄露材料影響的一種技術(shù)反應(yīng)是公開推動在網(wǎng)絡(luò)的所有部分采用端到端加密。由此產(chǎn)生的結(jié)果是努力讓所有人都能使用健壯的加密技術(shù)，而不僅僅成為那些支付得起溢價的人才能使用的高級功能?！癓et 's Encrypt initiative”在發(fā)布X.509域名證書時非常成功，這個證書無需付出任何代價，結(jié)果是，所有的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)運營商，不管它們的規(guī)模大小或相對財富如何，都可以為它們的web服務(wù)器提供TLS形式的加密會話。
對網(wǎng)絡(luò)和基于網(wǎng)絡(luò)的竊聽者，隱藏用戶通信的努力遠遠超出了QUIC和TLS會話協(xié)議。域名系統(tǒng)也是關(guān)于用戶正在做什么的豐富信息來源，并且在許多地方被用于實施內(nèi)容限制。最近試圖移動和清理DNS過度啰嗦的性質(zhì)，使用查詢名稱最小化防止不必要的數(shù)據(jù)泄漏，同時開發(fā)DNS/TLS和DNS / HTTPS來保護存根解析器和其遞歸服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)路徑。這是目前正在進行的一項工作，還需要一些時間來確定這項工作的結(jié)果是否會在DNS環(huán)境中被廣泛采用。
我們正在一個日趨執(zhí)狂的環(huán)境中運行我們的應(yīng)用程序。應(yīng)用程序不一定信任它們所運行的平臺，同時我們看到應(yīng)用程序努力將其活動對底層平臺隱藏。應(yīng)用程序不信任網(wǎng)絡(luò)，我們看到越來越多地使用端到端加密來避免其活動被網(wǎng)絡(luò)竊聽。在加密會話建立中使用身份認證還可以降低應(yīng)用程序客戶端觸發(fā)誤定向到偽裝服務(wù)器的漏洞。
內(nèi)容的蓬勃發(fā)展
在過去的十年中協(xié)議棧進一步升級到內(nèi)容和應(yīng)用環(huán)境，我們也見證了一些革命性的變化。
在一小段時間內(nèi)，互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)容和傳輸活動主要存在于相互獨立的商業(yè)領(lǐng)域，相互依存。傳輸?shù)娜蝿?wù)是將用戶帶到內(nèi)容，這意味著運輸對于內(nèi)容來說是必不可少的。但同時，服務(wù)器端的服務(wù)器/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)是無用的，所以內(nèi)容對于運輸來說是必不可少的。在一個重新崛起的龐然大物的企業(yè)世界中，這種相互依存的關(guān)系既令人擔(dān)憂，又直接涉及到參與者，以及更大的公眾利益。
內(nèi)容產(chǎn)業(yè)在這兩方面基本上是更有利可圖的，并且在監(jiān)管限制方面的限制程度要低得多。 在它們提供的服務(wù)中，沒有任何服務(wù)義務(wù)的概念，甚至沒有任何有效的價格控制形式。 許多內(nèi)容服務(wù)提供商使用內(nèi)部交叉資金，允許他們向公眾提供免費服務(wù)，如免費電子郵件、免費內(nèi)容托管、免費存儲等，并通過第二個更加封閉的交易為這些服務(wù)提供資金，這些交易基本上是向最高出價的廣告客戶出售消費者資料。 所有這些都發(fā)生在任何重要的監(jiān)管限制之外，這使得內(nèi)容服務(wù)行業(yè)擁有可觀的財富和相當大的商業(yè)自由度。
毫不奇怪，這個行業(yè)現(xiàn)在正在利用其能力和資本來消除其以前對通信部門的依賴。 我們現(xiàn)在看到內(nèi)容數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（CDN）模型的迅速崛起，其中內(nèi)容存儲器正在用戶旁邊打開本地內(nèi)容出口，而不是將用戶帶到各種內(nèi)容存儲庫的因特網(wǎng)。
隨著所有形式的數(shù)字服務(wù)進入CDN，并且由于CDN開設(shè)了與經(jīng)濟上有價值的消費者群體緊鄰的網(wǎng)點，那么這在傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)中扮演著什么角色呢？ 鑒于較大內(nèi)容經(jīng)濟體中的通信邊緣化日益加劇，公共通信提供商的前景并不樂觀。
在這些CDN中，我們還看到以云服務(wù)形式進入互聯(lián)網(wǎng)的新服務(wù)模型興起。我們的計算機不再是具有處理和計算資源的自包含系統(tǒng)，而是越來越像一個窗口，這個窗口中我們可以看到存儲在公共服務(wù)器上的數(shù)據(jù)。
云服務(wù)非常類似于本地設(shè)備作為是大型后臺存儲的本地緩存。在一個用戶可能有多個設(shè)備的世界里，這個模型是有說服力的，因為無論使用哪個設(shè)備來訪問數(shù)據(jù)，公共后臺存儲的視圖都是不變的。這些云服務(wù)還使數(shù)據(jù)共享和協(xié)作工作更容易得到支持。云模型并不是創(chuàng)建了原始文檔的一組副本，然后嘗試將所有單獨的編輯內(nèi)容縫回一個公共的整體，而是通過簡單地修改文檔的訪問權(quán)限來共享文檔。文檔只有一個副本，對文檔的所有編輯和注釋都是可用的。
網(wǎng)絡(luò)攻擊的演變
與此同時，當我們看到互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)不斷增加的網(wǎng)絡(luò)容量時，我們看到了一組并行的公告，這些公告指出了拒絕服務(wù)攻擊的總體容量中出現(xiàn)了新的記錄。當前的峰值容量是大約1.7Tbps的惡意流量攻擊。
攻擊在現(xiàn)在司空見慣，它們中的許多都極其簡單，依靠的是一大堆潛在的僵尸設(shè)備，這些設(shè)備很容易被顛覆，并被用來協(xié)助攻擊。這些攻擊通常是攻擊的簡單形式，例如UDP反射攻擊：一個簡單的UDP查詢就會生成大量的響應(yīng)。查詢的源地址被偽造為目標攻擊受害者的地址，不需要做更多的工作。一個小的查詢流就可以導(dǎo)致一種大規(guī)模的攻擊。像SNMP、NTP、DNS和memcache這樣的UDP協(xié)議在過去已經(jīng)被使用過了，毫無疑問將再次被使用。
為什么我們不能解決這個問題？我們已經(jīng)嘗試了幾十年，但是我們似乎無法在攻擊發(fā)生之前做好準備。有關(guān)防止偽造來源地址的封包泄漏的建議（RFC 2827），已于二十年前的一九九八年發(fā)表。然而，大規(guī)模基于UDP的偽造源地址攻擊一直持續(xù)到今天。有已知漏洞的老舊電腦系統(tǒng)繼續(xù)與互聯(lián)網(wǎng)連接，很容易轉(zhuǎn)變成攻擊機器人。
攻擊的場景也變得更加不祥。此前被認為是“黑客”所為，但很快意識到這些惡意攻擊的一個重要部分具有犯罪動機。從犯罪活動者到國家活動者的發(fā)展也是完全可以預(yù)見的，我們正在目睹這一網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)爭舞臺的升級，以各種形式對漏洞利用的投資被視為一套理想國家能力的一部分。
這里的一個主要問題似乎是，我們集體不愿對有效的防御或威懾作出任何重大投資。我們在互聯(lián)網(wǎng)上使用的系統(tǒng)過度信任到了非理性輕信的程度。例如，用于保護基于 Web 事務(wù)的公鑰認證系統(tǒng)多次被證明是不可信的，但這都是我們所信任的。個人數(shù)據(jù)不斷遭到破壞和泄露，但我們似乎只想增加規(guī)則的數(shù)量和復(fù)雜性，而不是實際使用更好的工具來有效保護用戶。
敵意攻擊的大背景并沒有變得更好。事實上，情況變得更糟了。如果任何企業(yè)有需要維護隨時可用服務(wù)的業(yè)務(wù)，那么任何形式的內(nèi)部準備都不足以抵御攻擊。如今，只有少數(shù)平臺能夠提供有彈性的服務(wù)，即便如此，也不清楚它們能否經(jīng)受住最極端的攻擊。
在網(wǎng)絡(luò)中有一個持續(xù)背景級別的掃描和探測在運行，任何形式的可見漏洞都被無情地利用。人們可以把今天的互聯(lián)網(wǎng)描述成一片有毒的荒原，偶爾還會有重兵把守的堡壘。能夠找到他們服務(wù)的那些人在這些堡壘里從這些經(jīng)常的惡意攻擊中享受一定程度的緩解，而其所有他人被迫試著從最糟糕的有毒環(huán)境隱藏自己，同時意識到，他們完全可能被任何大規(guī)模的攻擊所壓倒。
令人警醒的是，現(xiàn)在世界上只有大約一半的人口是這個數(shù)字環(huán)境的一部分。一個更發(fā)人深省的想法是如今的許多控制系統(tǒng)都暴露在互聯(lián)網(wǎng)上，如發(fā)電和配電、供水和道路交通控制系統(tǒng)。或許更令人擔(dān)憂的是互聯(lián)網(wǎng)在自動化系統(tǒng)中越來越多地使用，其中包括各種生命支持功能。面對持續(xù)和破壞性的攻擊，這些系統(tǒng)大規(guī)模失效的后果是難以想象的。
由數(shù)十億極其愚鈍的事物所構(gòu)成的互聯(lián)網(wǎng)
讓這種情況更令人沮喪的征兆是所謂的物聯(lián)網(wǎng)。
在那些互聯(lián)網(wǎng)預(yù)測比比皆是，政策制定者涌向未來的宏偉愿景的圈子中，我們經(jīng)常聽到這個“物聯(lián)網(wǎng)”所代表的無限未來。這句話囊括了幾十年來計算行業(yè)的變遷軌跡，計算以僅被國家能夠負擔(dān)的神秘工程部分，變遷到大型機、臺式機筆、記本電腦、手持設(shè)備和現(xiàn)在的手腕式電腦。下一個風(fēng)口在哪里？在物聯(lián)網(wǎng)的愿景中，我們將把互聯(lián)網(wǎng)擴展到人之外，并繼續(xù)在世界各個方面使用數(shù)十億此類蜂窩設(shè)備。
我們對已經(jīng)連接到互聯(lián)網(wǎng)的“事物”有什么了解?
它們中的有些不是很好。事實上，它們中的一些就是愚蠢透頂。這種愚蠢是有毒的，因為它們有時不適當?shù)牟僮骱桶踩Ｊ綍詽撛趷阂獾姆绞接绊懰恕：翢o疑問，如果這些設(shè)備不斷地被檢查和管理，我們可能會發(fā)現(xiàn)異常行為的證據(jù)并加以糾正。但這些都是非托管設(shè)備，幾乎都看不見。有網(wǎng)絡(luò)攝像頭的控制器，所謂的智能電視的“智能”薄，或者是控制從洗衣機到商品機車任何東西的控制器。沒有人照看這些設(shè)備。
當我們想到物聯(lián)網(wǎng)時，我們會想到氣象站、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、“智能”汽車、個人健康監(jiān)測器等等組成的世界。但我們往往忘記的是，所有這些設(shè)備都是建立在其他人的軟件層之上的，這些軟件以盡可能低的價格組裝進產(chǎn)品。你可能會不安地意識到，你剛剛安裝的網(wǎng)絡(luò)攝像頭有一個安全模型，可以用一句話概括為：“根本沒有安全可言”，它實際上可以讓整個互聯(lián)網(wǎng)看到你的房子。意識到你的電子錢包是運行在使用開源軟件編譯的設(shè)備上可能更加不安，這些開源軟件主要來源不明，帶著不能完全理解的安全模型，但似乎容易被強迫成為“是的，你隨取所需”。
如果我們已經(jīng)停止在代碼中犯錯，從現(xiàn)在開始，我們的軟件將是完美的，但這是不可救藥的理想主義，這是不可能發(fā)生的。軟件不是完美的，它將繼續(xù)存在漏洞。我們有個美好的想法：物聯(lián)網(wǎng)正在成為一個質(zhì)量至關(guān)重要的市場，消費者將選擇更昂貴的產(chǎn)品，盡管它的功能行為與一種價格較低的產(chǎn)品相同，但價格低的產(chǎn)品沒有經(jīng)過嚴格的安全缺陷測試。但這也太天真了。
物聯(lián)網(wǎng)將繼續(xù)是一個市場，在這里，價格和質(zhì)量之間的妥協(xié)將繼續(xù)推動我們站在廉價而非安全的一邊。有什么能阻止我們通過大量的、各種各樣的由編程的、非托管的、帶著很容易被利用內(nèi)置漏洞的設(shè)備聚集來進一步污染我們的環(huán)境呢？我們能做些什么來讓這個世界上的這些愚蠢的、廉價的有毒物質(zhì)少一些愚蠢，少一些有毒的東西？到目前為止還沒有找到這個問題的可行答案。
下一個十年
硅晶片行業(yè)接下來還會持續(xù)發(fā)展。確保將生產(chǎn)更多的芯片。未來幾年會有更細的納米線寬和翻倍的芯片堆疊技術(shù)。計算機強烈需要越來越強大的運算速度和處理更龐大復(fù)雜的計算任務(wù)保障。
同時，我們對互聯(lián)網(wǎng)充滿信心。可以高度肯定的是，互聯(lián)網(wǎng)一直在發(fā)展以滿足更高的定制化和個性化所需。
但是，我發(fā)現(xiàn)對互聯(lián)網(wǎng)的安全性和信任保持樂觀是極具挑戰(zhàn)性的。過去十年中，我們在這方面取得的進展甚微，沒有理由認為未來十年的情況會有所改變。 如果我們不能迎接挑戰(zhàn)，那么，事件不容樂觀，或者我們只能接受一個充斥著悲劇般愚蠢的事情的網(wǎng)絡(luò)。
然而，除了這些粗略的設(shè)想之外，很難預(yù)測互聯(lián)網(wǎng)將走向何方。技術(shù)并不遵循預(yù)先指定的路徑（發(fā)展）。它是由消費市場的變幻莫測所驅(qū)動，并很容易被我們迅速地視為司空見慣的東西而厭倦，而這個充滿激情的消費市場很容易被色彩鮮艷的閃亮新事物所吸引。
在未來的十年里，我們能從互聯(lián)網(wǎng)上期待什么呢？能超過可以用自然語言交談的袖珍電腦嗎？能提供比沉浸式3D視頻更好的質(zhì)量嗎？能把人類所有的書面作品都匯集到一個可搜索的數(shù)據(jù)庫中，在短短幾秒鐘內(nèi)就能回答我們的任何問題？
就我個人而言，我不知道從互聯(lián)網(wǎng)上期待什么。但無論吸引我們注意力的是什么，我都很有信心它將會是五彩繽紛的、明亮的、閃亮的、完全出乎意料的。
文章作者：杰夫·哈斯頓（Geoff Huston）本文中的所有譯文僅用于學(xué)習(xí)和交流目的，轉(zhuǎn)載請務(wù)必注明文章原文、譯者、出處和開源中國編譯文章鏈接，翻譯工作遵照 CC 協(xié)議，如果開源中國的工作有侵犯到您的權(quán)益，請及時聯(lián)系開源中國。
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