互联网的发展可能走向何方
2026-01-05 中国365体育官网：络
日前，APNIC首席科学家杰夫·休斯顿（Geoff Huston）基于ARIN 56会议上的演讲内容发表文章，从广阔的互联网行业背景出发，探讨了互联网的发展历程和未来可能的演变方向。杰夫·休斯顿认为，未来的互联网发展难以预测，部署IPv6是大规模、安全且经济地部署数字服务的有效途径。
我们的起点
我们正处于人类历史上最高产的“联姻”之一：计算与通信的结合。自1947年12月晶体管发明和1958年集成电路问世以来，世界发生了根本性变革。在此之前，人类的所有努力都受到地理条件的限制。19世纪中叶的工业时代和铁路的迅猛发展引发重大社会变革，经济的财富与权力基础从土地和农业活动转向工业生产，而电报、电话等通信技术则为这一转变提供了支撑，让工业企业得以扩展影响力、扩大生产规模。
当计算机进入通信领域后，变革速度急剧加快。从晶体管发明到集成电路问世历经十年，再到计算机成为数据处理和通信核心工具又过了十年。20世纪60年代末，贝尔实验室的肯·汤普森和丹尼斯·里奇设计出Unix操作系统，它采用C语言编写，配套编译器能为多种计算机生成汇编代码，且是当时最早的“开放”操作系统之一。这并非自主选择：1956年反垄断诉讼和解的同意令禁止贝尔系统涉足公共电信服务以外的业务，且需应要求授权专利，因此Unix无法转化为商业产品。贝尔实验室仅收介质和运输费，便向申请者提供Unix源代码，允许修改扩展，这一开放模式催生了包括伯克利软件发行版（BSD）在内的诸多变体。
1973年，施乐帕洛阿尔托研究中心的鲍勃·梅特卡夫发表备忘录，描述了每秒300万比特的“X-Wire”共享总线局域网，后被称为“以太网”（图1）。它是计算机网络最简洁的形式：仅一根导线，无交换机、数据包帧结构等复杂组件。以太网之所以普及，是因为所有传统网络控制功能都转移到连接的计算机中，以分布式算法实现，网络本身仅用于传输，即“愚笨的网络，智能的设备”，运营成本也与网络本身无关。
图1 X-Wire框架。由鲍勃·梅特卡夫手绘，戴夫·R·博格斯于1976年拍摄，制作成35毫米幻灯片用于在全国计算机会议上展示以太网。（来源：IEEE802）
以太网局域网的“智能”赋予连接导线的计算机：数据包自同步，总长度在64到1518字节，无集中式冲突控制（采用CSMA/CD协议协商发送权限），所有计算机接收导线上的数据包，且采用至今仍在使用的48位MAC地址寻址，与Unix一样是开放标准。
1977年，数字设备公司推出Vax11/780中型大型机，每秒可执行100万条指令，在企业、高校和研究机构中广受欢迎。观察50年历史的技术产品会发现，汽车等仍与现代产品差异不大，但50年前的计算机几乎只存在于博物馆。为何计算机行业如此愿意抛弃过去、拥抱变革？
再谈摩尔定律
核心差异在于摩尔定律的惊人速度。英特尔联合创始人戈登·摩尔于1965年提出，集成电路上的晶体管数量约每两年翻一番，而芯片制造成本增幅远低于此。过去50年，计算能力的成本和数量持续改善（图2）。
图2 1970-2020年摩尔定律晶体管数量变化（来源：维基百科）
指数级增长难以理解，它有自身势头和意外后果。起初，摩尔定律是为让大型机更快、更小、更便宜。20世纪60年代初的大型机占满整个数据机房，使用寿命以月为单位。这种计算能力的动态演进影响了网络协议设计，计算机网络需让连接的计算机相互通信，因此每台计算机需要唯一“地址”。
Vax系统的专有协议DECnet在20世纪80年代广泛使用，采用16位地址，单个环境最多容纳65535台计算机。20世纪70年代末，数万台大型机的网络还只是幻想，但摩尔定律带来的指数级增长，让尺寸和成本骤降。20世纪80年代，计算环境转向个人计算机，20世纪70年代价值数百万美元的大型机，逐渐被小型机箱取代，走进工作场所和家庭。20世纪70年代看似用不完的16位DECnet地址，仅十年就面临耗尽的风险。
而互联网协议（IP）的研发者采取了更激进的步骤，采用32位地址架构，上限约43亿台连接设备。即便计算机进入办公室和家庭时，世界人口还不到43亿，这在当时是大胆的想法。
促成互联网爆发式增长的三大要素就此齐备：计算速度、尺寸和成本的进步；公开高效的Unix操作系统；可自由获取且因32位地址具备巨大容量的IP协议。
图3拍摄几年后，市场上出现数十万台Vax计算机，我们曾认为40亿IP地址“永远用不完”，事实却证明大错特错。摩尔定律继续推动行业变革：Vax11/780推出时，苹果发布首款计算机，价格数百美元，仅用于桌面娱乐，未挑战主流行业。但苹果创始人史蒂夫·乔布斯深知摩尔定律的意义，不仅是“更便宜、更小”，还能提升人机交互体验。苹果开发的麦金塔计算机，操作界面直观，无需专业手册，用户无需记忆复杂语言即可操作，在消费市场大获成功，个人计算机市场迅速超越大型机，主导计算领域。
