互联网变革又十年：2008-2018

十年前，我写了一篇文章，回顾了1998年至2008年期间互联网的发展。又过了十年，这是一个很好的时机，再花点时间思考一下哪些是活跃的，哪些是过时的，哪些是在互联网变革的另一个十年中将被遗忘的。

任何一个技术的进化往往会出现意想不到的迂回转折。在某些转折点简单抽象会由复杂修饰所替代，而其他时候戏剧性的突破会暴露技术的核心概念，同时去除多余的东西。互联网的发展看起来也不例外，它有着与这些意想不到的迂回转折相同 的 形式。关于互联网技术这过去的十年，改变了什么，又保留了什么，这似乎是一个复杂的历程。

现在的互联网看起来大致与十年前的互联网类似。很多互联网的基础设施顽强地阻止了变革的发生。我们仍然处于互联网转换为IPv6的进程之中，同十年前一样。我们仍然尽力提升互联网的适应性来对抗各类进攻，同十年前一样。我们仍然努力提供明确的网络中服务质量，同十年前一样。1990年代到2000初技术变革的快速步伐似乎已经失去了动力，过去十年互联网的主导活动似乎是整合，而不是持续的技术演变。或许这种对变革阻力的提升是因为随着网络大小的增长，它的惯性质量也增加了。我们常常互相引用Metcalf定律，定律说的是：网络增长量与用户数量的平方成正比。相关观察发现一个网络对变革的固有阻力，或者惯性质量，也是与用户数量的平方直接相关。或许作为一个大体观察，所有大型松散耦合分布式系统都有强烈地抗变革能力。这些系统最多对市场压力的各类形式做出了反应，但是由于互联网整体系统如此庞大且多样化，这些市场压力在网络的不同部分以不同的形式表现出来。个体行为人在没有集中组织的指示或者约束下进行操作。产生变革，是因为一些足够多的个体行为人看到了变革中的机遇，或是察觉到了若不变革会带来的无法接受的风险。从互联网的结果看来，一些变革非常具有挑战性，而其他看起来则是自然且不可避免的进步。

但故事的另一面与绘画可能截然相反。在过去十年中，我们看到了互联网的另一场深刻革命，因为它以前所未有的速度采用了基于无线的基础设施和丰富的服务组合。我们看到内容和内容提供方面的革命不仅改变了互联网，而且作为附带损害，互联网似乎正在摧毁传统的报纸和广播电视领域。社交媒体几乎取代了电话的社会角色和写信的做法。我们已经看到了以“云”为伪装的旧式中央大型机服务器的复兴和兴起，以及互联网设备再利用，常见的云托管服务在许多方面模仿了过去显示终端的功能 。所有这些都是互联网的基础变革，所有这些都发生在过去十年！

故事所涉及范围比较广，所以我把故事设定为一个更大的主题，然后逐步构建故事，而不是提供一堆 杂乱无章的 观点，讲述 过去10年中互联网发生的各种变化和发展。我会用一个标准的协议堆栈模型作为指导模板，我们从底层的传输媒介层(物理层)开始，然后到传输层(IP协议层)，后面是应用层和服务层，最后以互联网商业对过去10年开发的促进作用作为结尾。

在最初的基本原理和那明亮的黄色同轴电缆一起消失之后，光传输速率持续增长，在传输系统中，以太网包的帧结构仍然存在。奇怪的是，以太网定义的最小和最大包大小为64和1500字节仍然存在。在过去的十年中，由于传输速度的提高，出现了不可避免的结果，每秒的数据包数量增加了100倍，这是由于传输速度从2.5 Gbps增加到400 Gbps。因此，从硅基开关中要求更高的包处理速率。但在过去的十年中，一个非常重要的因子并没有改变，即处理器的时钟速度和内存的周期时间，这一点根本没有改变。到目前为止，人们的应对策略是越来越多地依赖于高速数字交换应用程序的并行性，而现在，多核处理器和高度并行的内存系统被用来实现在单线程处理模型中不可能实现的性能。

在2018年，我们似乎接近于实现1 Tbps的光传输系统，在无线传输系统中达到20 Gbps。这些传输模型能够传输多远和多快来支持更高的通道速度仍是一个悬而未决的问题。

早在1900年代，我们就认为IP地址耗尽的前景将推动互联网使用IPv6。 这是后续IP协议，IP地址的位宽增加了四倍。 通过将IP地址池增加到一些非常大量的唯一地址（340个十亿地址，或3.4 x 1038），我们再也不必面对网络地址耗尽。 但这不是一个简单的过渡。 此协议转换中没有向后兼容性，因此必须更改所有内容。 每个设备，每个路由器甚至每个应用程序都需要更改以支持IPv6。 我们不是在互联网上执行全面的协议变更，而是改变基础设施的每个部分以支持IPv6来改变了互联网的基本架构。 奇怪的是，看起来这是更便宜的选择！

通过在网络边缘几乎无处不在的网络地址转换器（NAT）部署，我们已经将网络从对等网络转变为客户端/服务器网络。 在今天的客户端/服务器中，Internet客户端可以与服务器通信，服务器可以与这些连接的客户端进行通信，但就是这样。 客户端无法直接与其他客户端通信，服务器需要等待客户端发起对话才能与客户端通信。 客户端在与服务器通信时“借用”端点地址，并释放此地址以供其他客户端闲置时使用。 毕竟，端点地址仅对客户端有用，以便与服务器通信。 结果是，我们已经设法将大约200亿台设备塞进一个只部署了30亿个公共地址槽的互联网中。 我们已经实现了这一目标，并囊括了可以描述为IP地址分时的内容。