奥林匹克
平淡的一天,大人置半年货,中国铁路紧张进行春运,所有人都在等待新年的到来。变故是在下午出现的,下午3:20,整个中国所有正在上网的用户都突然失去链接,百度、微博、淘宝等门户网站均无法访问,这种状况没有持续太久,三个小时后便陆续恢复正常,事后查明直接原因是全球域名解析出现故障所致。除了些许不变之外,故障的影响并不大,讨论者聊聊这件事也就如一颗石子般引入历史洪流,但没有人知道断网的三小时中有些事已经被永远的改变了,历史的脉络在这个下午交汇,最终在三年后引发了那场世界最大网络行动。
2008年的夏天,第二十九届奥林匹克运动会在中国举办,成为一个时代的符号与主角,但北京并不是奥林匹克的唯一举办地。
当张怡宁卫冕金牌,当菲尔普斯抵达终点,当博尔特穿越百米的时候,万里之外的白宫一个代号为奥林匹克的行动启动,北京的奥林匹克圆满落幕,而白宫的奥林匹克要4年后才浮出水面。
2010年白俄罗斯的一家安全公司vier cky在为伊朗客户检查系统时发现了一种蠕虫病毒,这种病毒的作用是通过入侵和工厂离心机的频率控制器控制离心机已超过安全范围的数值运转,同时在监视器上显示正常数值欺骗管理员,最终导致设备损坏。病毒公开后,业界人士发现这种病毒并非传统统病毒,而是针对伊朗的纳坦兹核工厂量身定制的病毒,这是人类史上第一个跨过网络与现实界限,直接对设施发起物理攻击的病毒。
如果不是伊朗工程师意外将绝密U盘插入了自己的电脑,那震网病毒可能到今天都不会被发现。当年俄罗斯卡巴斯基实验室发布声明认为,种种迹象表明,除非有国家级的支持和协助,否则很难发动如此规模的攻击。卡巴斯基没有说错,两年后的2012年,纽约时报在报道中援引一位高级官员的秘密消息,确认阵亡是由美国国家安全局和以色列联合研发,目的在于阻止伊朗发展核能,并且除了阵亡之外感染伊朗全国大半电脑的flame病毒,也是美以行动的成果行动代号奥林匹克。
秘密官员还透露了奥林匹克行动最早于2006年由务实建立,2008年奥巴马下令加速奥林匹克行动曝光后舆论哗然,一波未平,一波又起。第二年棱镜门事件爆发,美国全球窃听计划曝光,苹果、微软、谷歌、Facebook、YouTube以及世界电信巨头威瑞森都牵涉,其中被监听对象囊括美国的对手与盟友连默克尔也在监听之列,引发了美国外交的大地震。在中国方面,斯诺登向媒体提供的文件表明,美国国家安全局对部分中国企业进行了监听,还对清华大学发起了大规模网络攻击。
2013年的世界名次中网络安全占了重重一笔,棱镜门事件后,各国都开始着手网络安全,德国建立内部安全网络,英国发布网络安全战略,巴西立法保护信息,中国已采取了大量措施。
但其实窃听仅仅是我们互联网面临的众多危险中最小的一个,假如我们把窃听计划看成美国躲在欧洲的房子外厅里面的动静,那么中国面临的形势就更加严峻,欧洲好歹有房子,我们连房子都是美国的,他完全可以站在我们的客厅里听,并且只要美国愿意,完全可以让中国瞬间在互联网上消失,一切的一切要从互联网的开端说起。
中国互联网发展的不平之路
我们今天的世界互联网是于1969年的美国,在最初它是为美国军事而生的,直到1980年互联网才开始商业化,进入人们的生活,所以严格来说不是世界人民共享互联网,而是世界人民是用美国的互联网。这一点在Ip地址的分配上极为明显,互联网空间不同于现实空间,现实空间别人可以通过地址门牌甚至经纬度找到你,但互联网世界只有零合一,所以你也只有一串由0合一组成的地址来让别人找到你。
这串由0和一组成的地址叫IP地址,这是互联网的基础资源。你可以直接理解成互联网的土地,从互联网诞生之日起,IP地址协议就一直在完善,最终在1981年 ietf规定IP地址有一串32位的二进制数构成,每台设备都需要独立的IP地址,才能够进入互联网。你对这串数字会感到陌生,因为为了方便人们阅读和记忆,IP地址在我们的设备上通常显示为点分10进制,比如这样一串地址在点分10进制后就变成了方便很多。
这一版协议是IP协议的第四版n值普罗口for,也就简称ipv4,今天你可以在任何设备的信息中看到ipv4地址,它是第一个被广泛使用,同时也是构成现今互联网的基础协议,从1981年诞生到今天,它已经使用超过了40年,简单可靠,大家互信,但是它有一个致命的问题,数量、IPb4地址是32位的二进制数,意味着IP地址在逻辑上的最大总量为2的32次方减1,也也就是4,294,967,295个,在1981年地质数量是天文数字,但互联网发展速度超过所有人想象。
个人PC、移动电话、智能社ISP的星系中IP地址被迅速消耗,全球有70亿人口,IP地址仅有43亿个,一旦用完后,后来者将无法进入互联网,危机不止于IP地址不够用,许多国家还面临用不上,全球互联网都用ipv4协议,那就要有人来分配和记录地址与于是iana出现了iana于1988年正式成立,负责将IP地址分配给全世界。这个组织虽是国际组织,但从创立之初资金来源就是美国国防部,再加上美国作为世界互联网起源地有先发优势与于是资源大量向美国倾斜。
截至2022年8月26日,全球各国IP地址分配数量为其中美国分配了16亿个,占全世界38%,中国分配了3亿个,占8%,换算成人均的话,每一个美国人有5个 IP地址,每5个中国人有1个IP地址,如果说中国地图上的每一段线都是一场冒险,那么在互联网地图上,中国连冒险的机会都没有,其他国家则连冒险是什么都都不知道。
Ip不够的问题,当然不是突然出现的,ipv4诞生10年后,1991年retf就预测ipv4地址将会在2010年耗尽,并在次年提出了IP协议第六版简称IP6和ipv4的32位不同,ipv6的地址长度扩张到了128位,是前者的4倍。这是一串ipv6地址,你感受一下。长度增加后原有的点分10进制也不够用了,于是ipv6改用了16进制表示变成这样。
Ipv4有43亿个地址,ipv6的长度是它的4倍,那是不是就有43×4,也就是172亿个地址?不是ipv6的地址空间为2的128次方减1,IP地址总数为3402823,简单一点描述就是 ipv6能给全世界每粒沙子都分配一个地址,如果说ipv4是一块美国分配土地的大陆,那么ipv6就是一片新的海洋,广阔无限没有压迫,ipv6出现后,全球主要国家纷纷开始ipv6的研发,2001年欧盟成立ipv6 test boss专门制定ipv6推广计划,并在次年同时启动sex nette和euros实验网。
2004年韩国启动it'839计划目标建成东亚网络枢纽,因为有较多IP储备,美国态度并不积极,直到2003年才宣布启动,而中国对ipv6的研究比所有国家都要早。
1992年itf开始讨论ipv6,两年后的1994年,中国就在Siri网络中建立了ipv6试验床,当时中国连ipv4都还没玩明白,搞ipv6基本等于边学走路边学跑步,但总有能把这事干了的人,servant网络中的ipv6实验由清华大学教授吴建平领先,这位狠人曾经仅靠几张日文图纸,就在100天内搭建出北京期货交易所,用世界最先进技术建立了一个大型分布式计算机期货交易系统,是中国互联网工程科技的主要开拓者和学术带头人。
1994年国家计委启动Siri工程,担任项目负责人的吴建平联合了数10家大学开始建设,在1995年11月建成,比原计划提前一年,1997年ietf发布正式的ipv6协议,第二年中国sir net就成为了世界最大ipv6测试平台six point的骨干网成员。在研究上中国领先了全世界,并且不止于研究。
1995年servlet网络完成后,吴建平就把目标转向了ipv6的实际发展问题。2001年包括吴建平在内的57名院士,联合致信国务院,提出建设一个纯ipb6主干网,第二年国家计划委员会批复同意启动下一代互联网战略研究,将建设纯ipb6网络的任务交给了吴建平,并命名为servernet too。吴建平带领的sir net团队愈战愈勇,仅两年后的2004年,虽然to主干网就正式开通,整个网络是纯ipv六建设,连接全国20个城市,25个核心节点,成为中国第一个ipv6国家主干网,同时也是世界规模最大ipv6网。
在surtout组网中建设组原本可以全部使用国产设备,但他们选择了2/3是用国产,1/3使用国外,因为只有设备上的复杂混合不干净,才能能最大程度暴露出问题。Surtout不仅要建设一个中国的ipv6,还要为世界ipv6做准备,而同时期欧盟、美国、日本才刚刚进入ipv6的论证,2007年互联网创始人斯访问清华大学,并参观了CN Gina II,第二天他在世界互联网技术大会中说,在此我想提醒诸位,中国在ipv6方面已经走得比世界上任何一个国家都要远了。
北京奥运会举办,这是中国新时代的开篇,也是互联网新时代的开篇。
2008奥运会中58个场馆全部部署了ipb,6系统所有网络传感器摄像机均为ipv6网络,由中央控制中心无缝控制,同时外围超过15,000辆出租车使用ipb。六传感器交通部门实施指挥。在这些大规模网络中没有使用闭路电线,没有手动配置所有传感器,全部使用标准以太网连接并自动配置中国,向全世界展示了以一个名为IP6的理想。
2008年的年末,中国成功完成了当初下一代互联网战略的第一个5年目标,但没有人想到这已是中国ipv6的顶峰,此后尽是低谷。
IPV6
1992年为了解决ipv4数量极限的问题,ietf提出了ipv6,但ipv6不是ipv4协议的升级,而是一个全新的协议。两个协议之间无法兼容,如果要使用ipv6,那全世界的互联网设备都要同步更换硬件设备,1992年ipv6提出后itf等国际标准组织的共识,实事全世界互联网逐步向ipv6转移,并争取在2010年ipv4地址耗尽前完成,如果计划顺利拿2008年北京奥运展示的ipv6模型,很可能成为世界模板,但计划不顺利,因为一种新技术出现了nat。
1994年nat技术首次提出通过在路由器上安装nat软件,就可以实现多个主机,使用同一个IP地址,也就是我们常说的公网,私网用个比喻过去,一个IP地址代表一个人,快递员只要知道IP地址就能找到这个人,而nat技术就是把一个IP地址变成一个小区,快递员只用把包裹交给门卫,门卫再将包裹交给住户,反过来如果住户要寄包裹,也是交给门卫,小区之外是公网小区之内就是私网nat技术的出现大大缓解了IP地址,只浩劫的危机,在全世界发展ipv6的几年中,nat技术也在蓬勃生长。
1999年nat技术标准提出迅速被各国接纳,相比起要全部硬件回炉重造的ipv6使用nat技术只需要在路由器安装软件,成本更低也更方便,并且ipv6是基础层技术在在用户侧是无法感知的,对你我他这些消费者来说是用ipv4和ipv6完全没有区别,商家也就缺乏更换的动力成本和经济效益,两个问题一叠加,所有国家都倒向了nat,当然代价是忍受资源的不平等,全世界ipv6的发展都开始放缓,中国也在2008年后进入暗淡,ipv6的退潮换来的是nat的升起。
为了帮助nat技术发展,iana在全球IP地址中预留了三个私有地址网段,这三个网段的地址不会在互联网上被分配,可以在私网内自由使用。同时私网的IP不允许出现在公网,只能通过nat使用公网IP连接,任何一个有基础网络知识的人都不会对192.168这个地址感到陌生。
因为除了学校和大型企业,一般网络都会使用c类地址搭建私网,我们在生活中使用的网络99%也都是nat技术映射的192.168地址。19世纪的英国维多利亚时代社会贫富差距极大,富人享受宫殿舞会,穷人只能在小旅馆中用一根绳子撑着头睡觉,不能睡在地上,那是另外的价钱。
如果以网络基础资源的角度看,在21世纪的互联网除了美国之外,所有人都在睡嗓子,这根绳子叫192.168,并且更惨的是绳子还是有限的。
2011年负责分配全球IP地址的iana宣布,最后的ipv4地址块已经分配给了5个rir机构,此后世界再无新的IP比4,这个消息并没有引起太大波澜,因为nat技术已经解决了地质耗尽的问题,中国对广阔天地的理想没有打动欧洲和亚洲。2008年奥运会ipv六亮相之后,中国下一代互联网国家工程中心联合其他国家发起了ipv6内部的logo项目,并在北京成立全球测试中心,助全球进行ipv6的标准统一,这是中国第一次在互联网领域站在规则制定者的位置上,但全球ipv6退潮后,这个项目也并且走入黑暗,ipv6会不会就此蒙尘,成为理想的亡魂,没有人知道,但所有中国互联网工程师都在等等一场必然出现的风暴。
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