我们如何失去互联网

　　自从 TCP/IP 首次应用于共享公共网络以来，40 多年来，人们对互联网的期望和（不）满意程度发生了很大变化，“互联网”一词的含义也发生了很大变化，它最初是指“网络的网络”，在本地区域基础设施之上创建了一个全球性的、可互操作的覆盖层。互联网具有独特的功能，可以将数据报从任何参与端点传递到广域中的任何其他端点。当这种模式在新兴的计算机网络社区中实现爆炸式增长和接受时，它成为了民主协作分布式应用程序最终用户的乌托邦理想的基础，这种理想被称为开放数据网络 (ODN)。

　　然而，随着技术的成熟，出现了一个复杂的信息和通信技术 (ICT) 环境，它使用 TCP/IP 作为主要的面向端点的组件。因此，它仍然被称为“互联网”。这个 ICT 环境包括在机房中实现的元素，这些元素通过基于许多技术的私有网络连接，其中一些技术相当奇特。它包括云数据/计算中心和内容交付网络接入点。在某些情况下，它通过卡车连接，这些卡车运载存储在 SSD 上的 100PB 数据。它可能使用大量支持 GPU 的处理器集群来处理数据。为了将这个新的、更丰富、更通用的环境与原始的互联网架构区分开来，它可能更适合被称为“Internet++”。

　　当前 ICT 环境与 ODN 愿景的另一个不同之处在于，许多最大、最强大的应用程序提供商所依赖的商业行为被广泛认为过于激进。他们采用鼓励参与的策略和监控（或“监视”）最终用户的工具。他们将收集的所有数据货币化，要么自己使用，要么出售给他人。这些商业行为带来的弊端各不相同。虽然有些担忧可能被夸大了，但在其他情况下，危险是非常真实的。人们普遍认为，个人对自己生活和身份的控制权被不受监管的暗中企业行为者剥夺了。

　　这种从服务于公共利益的 ODN 到 Internet++（其最大服务提供商似乎是掠夺性的）的转变通常归因于开发和实施后者的人的贪婪或恶意。我们最近的论文认为，推动这一变化的另一个重要因素实际上是 TCP/IP 作为通用通信技术的能力与最经济、最重要的服务类别（面向大众）的要求不匹配。

　　问题在于，传统互联网架构中唯一普遍部署的服务是松散 同步单播数据报传送（这意味着发送方和接收方都必须在一段时间内积极参与）。相比之下，从 FTP、Web 和存储媒体流开始的所有早期大众媒体应用本质上都是纯异步点对多点的，单个源文件会在多个接收方选择的时间传送给他们。复杂的现代媒体和服务分发应用程序仍然具有重要的异步点对多点组件，尽管它可以与远程网真等同步点对点元素相结合。

　　图 1：互联网协议栈仅模拟通信。现代应用程序需要分布式存储和处理。这导致资源必然增长，而这些资源不受互联网跨层“细腰”设计的限制。改编自Exposed Buffer Architecture。

　　本文的推理借鉴了 Messerschmidt 和 Szyperski 所表达的观点，即互联网的公共服务层，即互联网协议套件，代表了通信协议栈中的细腰（或“跨越层”）（见图 1）。这种通信“烟囱”只是实现分布式 ICT 应用程序所需的三个孤岛之一；另外两个是存储和计算。因此，应用程序不能仅仅依赖互联网提供的“烟囱式通信跨越层”。相反，它们必须用其他资源来增强它。最终，盛行的解决方案（内容分发网络和云）通过构建私有基础设施来增强互联网的细腰。

　　依赖这种昂贵而复杂的基础设施的服务必须支付运营商要求的费用。许多应用程序通过向最终用户收取高额费用来做到这一点，而这些服务原本可以作为更广泛的商业战略的一部分以极低的成本或免费提供。具有更高部署可扩展性的基础设施可能不会产生如此高的通信成本。

　　更成问题的结果是，当人们早期认为网络搜索等互联网服务可以在不向最终用户收取任何费用的情况下生存时，人们开始对提供这些服务的公司进行大规模投资。当时的想法是，占领市场份额最终会以某种方式转化为利润。事实证明，实现盈利的最有效方法是通过监控和货币化最终用户的行为。利用最终用户监控数据，结合有针对性的营销，不仅可行，而且利润丰厚。社交媒体的兴起带来了新的转折：最终用户不再依赖自然搜索查询，而是可以通过积极的参与度最大化算法来鼓励他们强迫性地滚动浏览。最终用户天真地打开了大门，将这些吸血鬼服务带入了他们不受监管的在线生活环境。

　　这项分析提出了两个问题：情况会不会有所不同？是否有技术响应可以帮助缓解当前的情况？第一个问题的答案是不可知的，但我们的论文讨论了数十年来为通过额外的资源和服务扩展互联网的细腰而做出的失败努力。这些努力试图通过以克制的方式利用分布式存储和处理来实现部署可扩展性。第二个问题更为突出，因为人们普遍认为互联网的细腰（或跨层）无法再扩展、修改或替换。这只剩下两种可能性：1) 将附加服务作为覆盖层添加到其跨层之上的互联网堆栈中；或 2) 定义一个比互联网通信烟囱更宽的跨层，包括互联网下层提供并用于实现它的本地资源（存储、处理和本地区域通信）。

　　我们的论文认为，覆盖解决方案（包括当前定义可扩展互联网的努力）不太可能表现出实现通用服务所需的部署可扩展性程度。本文还描述了另一种方法，称为暴露缓冲区架构，该方法将定义可互操作的“底层”服务的标准，该标准将创建一个跨层，能够使用高度通用的存储、处理和本地通信模型来支持各种 ICT 实用程序和服务。

　　我们的分析认为，互联网++ 令人不安的商业行为的出现，部分原因在于互联网架构的局限性，而这些局限性是互联网广泛部署和普遍采用的关键。这一建议被视为异端邪说。暴露缓冲区架构表明，可以在较低的 ICT 跨层中实现更大的通用性，同时保持部署可扩展性。试图在包括存储和处理的互联网协议套件级别以下创建跨层也被视为异端邪说。

　　我们ICT界就这样从内部堵住了大门，自愿把公众当成Internet++寄生服务提供者的养料。抵抗显然是徒劳的。

　　田纳西大学的 Micah D. Beck

　　Micah D. Beck (mbeck@utk.edu) 是美国田纳西州诺克斯维尔田纳西大学电气工程与计算机科学系副教授。

　　特里·R·摩尔（Terry R. Moore），田纳西大学

　　Terry R. Moore (tmoore@icl.utk.edu) 是美国田纳西州诺克斯维尔田纳西大学创新计算实验室的副主任（已退休）