IPv9

1992年美國提出的網路概念

隨著網路技術的進步,網際網路工程任務組 (Internet Engineering Task Force, IETF) 推出了用於代替IPv4的下一代版本協議IPv6。但IPv6仍存在不足。

雖然美國在1992年就提出過IPv9的相關設想,提出了IPv9的網路概念並組織研發,但是由於投資過大且未能取得重大突破,在不久之後就宣布放棄了IPv9的研製。中國的科研團隊在十多年前引用了IPv9這一概念並開始進行自主研發。在多年的研究下,中國的研究團隊成功發明了基於十進位演演算法的數字域名和IPv9網路架構技術,並先後在世界共11個國家申請註冊了專利、版權,並獲得授權。

產生背景


IPv6相較於IPv4,其報文頭部格式靈活、報文的處理速度加快、安全性提高、支持更多的服務類型,且允許協議繼續改進,增加新的功能。雖然在IPv6已經解決了IPv4在地址資源、路由膨脹、安全性方面的問題,但IPv6的設計相當於是在IPv4的基礎上進行的改良,繼承了IPv4的基本框架,所以IPv4的基礎結構問題依舊沒能得到解決。
TCP/IP網路體系結構和協議標準是近年來計算機網路研究與應用的熱點技術,目前,得到廣泛應用的IP協議是IPV4,以它為基礎組建的Internet已成為國際上規模最大的計算機網路系統。然而,隨著經濟全球化和現代通信技術與網路的飛速發展,計算機網路 的規模急劇擴張,IPV4協議開始暴露出各種問題,如:IP 地址資源緊張、地址分配效率低、沒有考慮保密傳送等。後來,隨著數字域名系統(DDNS)的引入,逐步發展成 256 位地址的具有我國 自主知識產權的IPV9十進位網路。
由於現有的IPv4協議地址空間為1.0.0.0到239.255.255.255(除去127.0.0.0到127.255.255.255)僅有42億個,加上Internet發展初期由於對網際網路的發展趨勢估計不足造成的IP分配不合理性,IP資源十分有限。因此,20世紀90年代初,業界以IETF和ISO/IEC等國際網路標準組織為中心展開了對下一代網際網路及未來網路的討論,其中曾經產生重要影響的有以下標準。
名稱別名RFC文檔
IPv6SIPP(Simple Internet Protocol Plus)RFC1710 等等
IPv7TP/IX, 后改為CATNIP(Common Architecture for Next Generation IP)RFC1475,1707
IPv8PIP(P. Internet Protocol)RFC1621,1622
ipv9第三代網際網路或未來網路RFC791、1347、1700
在中國工程師的不懈努力下IPv9的研究取得了關鍵性的突破。在地址空間方面,IPv4的地址長度是32位,IPv6的地址長度是128位,而IPv9的地址長度達到了256位。換言之,IPv9在理論上所能提供的地址有2256個,其所能提供的地址數目足夠全人類的使用。
目前,IPv6成為目前國際公認的下一代網際網路標準,而IPv9己成為未來網際網路的的核心架構基礎。

設計目的


IPv9的設計目的是避免現有IP協議的大規模更改,導致下一代網際網路能向下兼容及更環保以減少碳排放量。設計的主要思想是將TCP/IP的IP協議與電路交換相融合,利用兼容兩種協議的路由器,設計者構想能夠通過一系列的協議,使得三種協議(ipv4/ipv6/ipv9)的地址能夠在網際網路中同時使用,逐步地替換當前的網際網路結構而不對當前的網際網路產生過大的影響。
由於ipv9的設計合理性,己得到iso及國際網際網路協會的關注。
在數字域名系統中,IPv9是根據《採用全數字碼給上網的計算機分配地址的方法》這項發明專利發展而成的具有自主知識產權的“十進位網路”,其十進位網路引進了數字域名系統,可以通過十進位網路將原本的二進位地址轉化成十進位文本,讓網上的計算機相互連接,能夠相互進行通信與數據傳輸,且可以與中英文域名相兼容。IPv4和IPv6是通過美國進行域名解析的,而IPv9則是由各國設定,避免了IP地址受限情況,也使得國家對於域名的使用費用減少。
在移動通信上,IPv4所存在的最大的缺點就是沒有足夠的地址提供給人們使用的移動設備,而IPv9所擁有的地址空間就解決了這一問題。在路由方面,網際網路規模的增長使得IPv4的路由表膨脹,使得網路路由的效率下降。IPv9的出現解決了這一問題,對於路由的優化的支持,提升了網路的運行效率。IPv9在移動單元和代理之間建立IPv9隧道,然後將用作移動單元的“proxy”接收到的發往移動單元home地址的數據包通過此隧道將其中繼到移動單元的當前位置,從而實現對網路終端移動性的支持。

中國的IPv9研究


首先明確:IPV9確實為IANA所承認並正式頒布的IP版本號碼,該號碼至今仍然存在而且可以通過公開途徑獲得相關內容。
IETF在1992年7月公布的具有標準性質的IP協議號碼分配記錄的文件RFC1340文件中,IP協議版本號碼在當時還沒有對IPV6和IPV4之間的版本號進行分配。IETF在1994年10月公布的具有標準性質的IP協議號碼分配記錄的文件RFC1700文件中,第一次分配了IPV9版本號,協議內容為TUBA,其負責人為Ross Collon。由於RFC1700明確指出其前身為RFC1340,這就說明在1992年7月間和1994年10月間沒有其他版本號碼的更新文件。
由此可以斷定, IPV9最早獲得IETF-IANA官方版本號碼的時間為1994年10月,授權文件為RFC1700。
中國IPv9是在RFC1347的基礎上發展而成的“十進位網路”採用的是自主知識產權、以十進位演演算法(0-9)為基礎的IPV9協議。目前,十進位網路系統主要有IPV9地址協議、IPV9報頭協議、IPV9過度期協議、數字域名規範等協議和標準構成。數字域名是指0-9的阿拉伯數字替代傳統的英文字母做域名的方法上網。同時,數字域名也可以直接以IPV9地址交疊使用。數字域名是十進位網路系統的一個組成部分。
IPV9協議是指0-9 阿拉伯數字網路作虛擬IP地址,並將十進位作為文本的表示方法,即一種便於找到網上用戶的使用方法;為提高效率和方便終端用戶,其中有一部分地址可直接作域名使用;同時,由於採用了將原有計算機網、有線廣播電視網和電信網的業務進行分類編碼,因此,又稱“新一代安全可靠信息綜合網協議”。
十進位網路是指採用十進位演演算法和表示方法,將各種採用十進位演演算法的計算機聯成一個網路,並可以與現有網路實現互通的一個嶄新的網路,為了區分現有的網路故又稱為“新一代安全可靠信息綜合網”或“十進位網路”。
2001年10月,信息產業部在上海宣布成立了“國家十進位網路標準工作組”,由上海通用化工研究所牽頭,負責全國十進位網路標準制訂和推廣應用;2002年7月31日,《數字域名規範》作為行業標準開始實施,並列入2003年國家標準制定計劃;2003年7月,韓國總統韓國總統盧武鉉訪華期間,“數字域名”和“十進位網路技術”成為兩國首腦技術交流的項目之一;2003年8月,信息產業部和稅務總局將“數字域名規範”列為稅控裝置的標準內容之一; 2003年12月,國家信息產業部和國家標準化委員會通知上海通用化工技術研究所,2004年上報和立項了十進位網路和數字域名(IPV9)的六項國家強制性標準;2004年6月25日,在浙江大學召開了由浙江大學、上海通用化工技術研究所、十進位網路標準工作組發起的《下一代網際網路十進位網路技術研討會及系統展示會》。

取得的成績


目前,我國擁有的兩套IPV9根域名伺服器的解析能力為300萬戶/台,50%的併發率。已可為我國和全球的現有網上計算機用戶提供域名解析及互連提供商業服務。只要ISP將域名解析指針把我國的根域名伺服器指為第一級,用戶就可在不改變任何配置的情況下使用數字域名和英文域名,從而達到方便用戶、降低成本、方便用戶上網和便利生活及保障網路安全。
我國是目前世界上唯一能實現域名、IP地址和MAC地址統一成十進位文本表示方法的國家。同時,也成為繼美國之後,第二個在世界上擁有根域名解析伺服器和IP地址硬連接伺服器的國家和世界上第二個擁有自主的域名、IP地址和MAC地址資源的國家及可獨立進行域名解析和IP地址硬連接,並可獨立自主的分配域名、IP地址和MAC地址的國家。

試驗網


目前,以上海為中心點(上海實驗區完成了12公里24-96芯的主幹網)通過IPV4網路採用隧道方式連接了北京、杭州,網路試驗結果正常,達到預期要求。
本項目從一開始就得到了國家有關部門的支持,特別是2001年8月10日,在上海召開信息產業部支持的有全國各地的運營商和有關部門參加的“十進位網路標準工作會議”。並達成了共識。同年,信息產業部批准成立十進位網路標準工作組。2001年12月信息產業部推進司,同意上海長寧區為“國家信息資源開發利用綜合實驗區”,為十進位網路技術、設備的進一步研究和運行提供了實驗基地。2002年7月31日信息產業部發布《數字域名規範》作為行業標準(2003年列入國家標準制定計劃)。
在十進位網路系統中,從維護主權的立場出發,創造性的提出了網際網路上“主權平等”的概念;並在域名系統中採用十進位、多協議的數字域名系統,兼容英文、中文及其他域名,並將他們映射成全球唯一IP地址;建立分散式根域名系統,引入國家地域概念,使每個國家都有自己的根域名系統,以確立和維護其在網際網路上主權國家的地位和形象。

創新前景


IPv9十進位網路創新

基於《採用全數字碼給上網的計算機分配地址的方法》發明專利實施並發展而成的IPv9“十進位網路”的主要創新內容
第一、在十進位網際網路路上,除了計算機和網路之間的數據傳送必須二進位外,其他都採用十進位。
第二、同一的(用0-9阿拉伯數字)數字組合它既做IPV9地址、MAC地址又和替代現有網際網路上的英文字母或其他符號如中文等作域名。
第三、數字域名解析器兼容現有網際網路路(IPV4網路、IPV6網路)的英文域名解析。
第四、基於個人IP地址可作:個人主頁、FTP服務、IP電話和可視電話(計算機到計算機)及身份證、稅務發票、物流碼等廣泛應用。
由於十進位網路技術具有以上特點,所以十進位網路技術特別適合於應用在政府部門、銀行、公安、保險等需要高度安全和保密的部門(單位),實現電子政務、辦公自動化、視頻會議、語音通信、監控等功能,解決以往基於傳統網路技術上電子政務和電子商務所不能解決的諸多問題。
對於中國來說,積極發展ipv9重要的戰略意義在於:它將提供一個從引進技術轉變到引導技術發展的機會。

IPv9十進位網路前景

也許不久以後我們就將看到新一代的信息家電。事實上,國外一些家電廠商們已經開發出新的產品——包括電視機、冰箱、微波爐、空調、洗衣機等在內的家用電器都可以獲得一個ip地址,與internet連接,人們即使外出也可以進行操作。
很顯然,能上網的將不再只是計算機,大量的“信息化”產品將伴隨著更多新鮮的網際網路服務,與ipv9一起到來。

工程應用


IPv9已經在下列工程中應用:
1.上海市長寧區國家信息資源開發利用綜合應用實驗區數字域名系統的應用
1.1完成了數字域名系統長寧區科委電子政務網的應用工程。
1.2完成了數字域名系統上海市長寧區成人教育教育學院網的應用。
1.3實現了數字域名系統在VOIP上的應用。
以上是以IPV9的協議為基礎,由IPV9路由器組建主幹網上建立的組網應用和功能服務應用。使用的設備包括:IPV9路由器、可識別IPV9地址的終端、V9的NAT/PT、支持V9的數字域名伺服器等。實現了IPV9的地址的分配、IPV9的域名解析、IPV9網與IPV4網的互聯互通。
2.上海市金山電信局數字域名系統的應用。
作為網路應用的基礎設備,一套可支持300萬戶的數字域名解析系統負責金山區及全國的數字域名解析。日解析次數達1000萬次以上。
3.福建省進出境檢驗疫局相關工程項目的應用。
4.十進位稅控系統
本系統目前正在測試中。系統的主要目標是利用IPV9協議結合數字域名解析系統,為福建省的稅控系統提供一個安全高效的稅控平台。結合稅控金融POS機及網上報稅系統,並與有關單位制定稅控金融POS機的統一標準。採用具有自主知識產權的IPV9地址和數字域名為每一個稅控金融POS機分配地址和域名,可以做到“一機一號”。不但保證了地址和域名的數量的可用性和安全可靠性,同時也保證了整個稅控系統的信息流得到可靠的安全 保證。
5.社會保障部同意在天津的社保網中應用。
國家勞動和社會保障部已同意在天津的社保網中應用十進位網路技術,本項目已開始前期的項目實施方案論證階段。
6.基於十進位網路110報警系統軟體,於2002年研製完成並鏡實驗室反覆實驗論證取得成功經驗后,向上海市交通戰備辦公室進行推薦使用。獲得好評。尤其是在2003年4月開始的抗擊“非典”的戰鬥始中,在上海吳淞安裝的監控系統對過往旅客和車輛進行了實時檢察,為抗擊“非典”作出了貢獻。

爭議批判


“中國IPv9”一經提出,就在網路上引起了較大的反響。部分媒體和網民對此技術表示強烈支持,但是,許多專業人士卻提出了他們的質疑。媒體人瀋陽對此連續發文予以批駁,職業科學打假人方舟子也發表了《愚人節笑話怎成科研項目依據》一文,予以質疑。更多的專業人士則將這一項目看作業內的黑色幽默。
網路上的質疑主要集中在以下幾個方面。
第一,如果“IPv9”是一獨立的網際網路協議。由IPvX標準的知識,IPvX必須對網路層(IPv4為IP、ARP、RARP、ICMP、IGMP協議)和連接層(IPv4和IPv6為TCP和UDP)有所作為,而對應用層,主要影響DNS(因為其提供IP解析)。而從本文的表述,我們能得出兩個結論:一,“中國IPv9”研究者試圖採用“十進位”傳輸。如果理解為採用十進位電平,那麼,協議屬於物理層;二,“中國IPv9”研究者試圖對用戶終端兼容“十進位域名”,而域名屬於應用層。從“中國IPv9”的擁躉提出的論據來看,他們更多地把域名系統(應用層)看成了網際網路本身。由此,文中所述的“IPv9”存疑。
第二,“中國IPv9”研究者混淆了IP協議與國家安全的關係。IP協議制訂方為IETF,儘管以歐美的計算機科學家為主,但是,IETF是一個與國家無關的國際性科學標準組織,奉行以應用為引導,排除非技術影響的信條,其中毋庸置疑地有中國科學家以及華裔科學家的影響。最重要的是,與DVD論壇等產業聯盟不同,IETF的一切標準都只涉及網際網路的基礎應用,這對於一切國家都是公平的。“中國IPv9”研究者也許會辯駁道,美國掌握了更多的細節。這也許可能,但是,IETF定義的協議內容都是透明的,中國的科學家完全可以根據這些標準給出完整的應對措施。這一點,不存在任何疑問。
而“中國IPv9”研究者試圖通過數字定位計算機而不是域名來給出保護網路安全的“新方案”,這是不現實的,因為IP協議簇的目的便是幫助不同網路(例如乙太網、令牌環、FDDI、ATM等等)的計算機在一個虛擬的“共同網路”上相互通訊,而不同的IP類協議只是實現方式不同,而幫助網路上的任意計算機相互通訊的目的是相同的。真正提升網路安全的,是應用層協議和加密技術,或者量子通道等從根本上改變現有通訊方式的手段。也就是說,即便“中國IPv9”是真實存在的技術,這項技術很大程度上也無助於網路安全的提升。
第三,“中國IPv9”研究者混淆了“數字化”和“十進位化”的概念。數字化,指的是將信息轉化為計算機能處理的形式,其要義是利用計算機高速的數據處理能力,使人們處理信息更方便。而域名(Domain Name)的出現,使得人們無需記憶複雜的以數字形式出現的IP地址,而能夠使用單詞就可以輕鬆連接到所需的計算機。而“中國IPv9”研究者將“數字化”誤解(或者有意曲解)為內容成為數字。按照這樣的理解,那麼,讀《紅樓夢》,把文字全部換成《新華字典》上的頁碼比直接讀文字更為先進。而這,是非常荒唐可笑的。
隨後,IPv9的支持者們對IPv9的“身世”及技術特點進行了考證,並對上述部分批判進行了正面的回應。

工作組


在IETF網站上公布的曾經存在但已經中止的技術工作組名單中,存在著一個以“TUBA”為名稱的工作組,其全名稱為“TCP/UDP over CLNP-Addressed Networks”。該工作組存在的時間為1992年10月15日至1995年5月22日。這也就意味著,在1994年10月IETF正式頒布IPV9版本號的7個月後,IPV9(TUBA)工作組才終止活動。