说明：下一代互联网，始于1996年美国克林顿政府的NGI (Next Generation Internet)计划，与目前使用的互联网相比，它的传输速度更快、规模更大、更安全。世界上大部分国家，包括中国，第一代互联网建设沿用的都是美国的标准，包括底层技术和核心设备；互联网的巨大变革力量使得各国在下一代互联网研究上展开了“军备竞赛”。(曹增辉)

　　车勇

　　即便做了再多的努力，今天的我们仍然无法看清下一代互联网的全貌。然而技术上的种种侧面已经若隐若现：语义网使互联网能够理解你的语言；Web服务把复杂的应用变得像搭积木一样简单；P2P让你可以调动整个网络的资源；网格计算则能够将互联网变成一个最大的计算机。此外，以浏览器为代表的产品形态的改变、按需服务的显山露水，让我们看到了下一代互联网在产业层面的艰难起步，而.Net、SunONE、N1、自主运算又将使我们不再停留于对下一代互联网“随处可取的计算”、“将会如何如何改变我们的生活”的畅想。

　　演进的故事注定不会平淡无奇，过程也不会风平浪静，冲突、融合、竞争、合作是其中的主题，有太多的技术需要辨析、太多的利益需要平衡、太多的头绪有待展开。

　　就像宇宙大爆炸之后的万分之一秒，互联网的潜能远未释放。“语义网只是刚刚开始，数字鸿沟依然存在，XML还做不到足够简单……”万维网的发明者伯纳斯·李在一次演讲中使用了这样的标题：“我们的工作完成了吗？”并以“现在还不能回家”结束。

　　当需求与网络结构不断的发生冲突，这还是不是我们想要的互联网

　　冲突：互联网面临重构

　　“互联网当初为什么成功？那些成功的因素是否还存在？”过去的一两年里，美国的一些技术专家，包括一些当时参加万维网(WWW，World Wide Web)设计的人，以这样的主题举行了一系列很小范围的研讨会。不只是这些专家，实际上现在学术界，产业界，甚至各国政府都已经在反思互联网的发展，并积极筹划下一代网络的蓝图。

　　“策略的简单以及点对点的结构是互联网成功的原因之一，然而现实情况已经使当时所设立的一些最基本的假设条件不再成立”。Sun中国工程研究院院长宫力博士曾经参与过上述的研讨。

　　上个世纪80年代初，MIT教授David Clark总结出Internet“边缘论”原则(End-to-End Argument)，其大意为：网络是不可靠的，因此网络核心部分只做最通用的数据传输而不实现特殊应用，最终检查是否正确执行只能在处于传输终端的应用层。“边缘论”原则具有降低核心网络复杂性，提高网络通用性、灵活性等诸多优点，在互联网发展的初期起到了重要的作用，其所体现的低成本和开放特征帮助互联网得到了普及。

　　不过最近，David Clark又发表了一篇重要论文，要重新思考Internet的设计原则。事实上，20年来，互联网的应用环境已经发生剧变：全世界超过5亿人通过家庭电脑上网，各种以前未想到的应用对网络体系结构提出了许多新的需求，这些新的应用要求已经与现在的Internet体系结构发生冲突。

　　比如说，应用的需求启发了终端的多样化，接入互联网的不仅是PC，还有手机、PDA、机顶盒等等，这些终端的计算能力、表现形式、互联手段、带宽支持等方面都有重大差别，在目前的网络构架下很难进行标准化与简单化，从而实施有效互联。

　　类似的需求与网络结构的冲突一直都在发生，互联网也一直都在进行局部的调整以适应变化。哈佛大学领导互联网标准建设的资深技术顾问Scott Bradner前不久总结了对互联网成功至关重要的10个选择，其中第一条即是：建立高于现有网络的标准。这意味着由一套简单的规则来支持各种类型的网络。

　　这条成功的经验今天仍然适用，“实际上网络并不是单层的，而是一层一层搭起来的。因为如果下面那层只能解决部分的问题，就需要再往上搭一层，这样局部的网络还可以用，但新的功能也加进来了。这样形成了所谓Overlap Network”。宫力说，“目前大家有个想法，觉得今后三到五年，可能会出现一种新的东西把现在的网络都盖过去。我们说要超越互联网，超越今天的互联网”。

　　语义网会把互联网从二维带入三维，毫无疑问，它将成为下一代互联网的神经系统

　　语义网：释放互联网的潜能

　　作为WWW(World Wide Web，万维网)的基础之一，超文本技术其实并非为Web而开发，在上个世纪80年代的国际超文本学术会议上，每次都有上百篇论文问世。关键在于，伯纳斯·李创造性地将这种技术应用于计算机网络，从而直接促成了万维网的诞生。

　　今天的语义学与当年的超文本技术类似，伯纳斯·李以及他所领导的W3C(World Wide Web Consortium)正致力于开发语义网(Semantic Web)—一种能理解人类语言的智能网络。

　　在1993年万维网与浏览器出现之前，互联网的重心是网络互联本身，以Email、Ftp、bbs、Gopher等简单应用为主。随着网络带宽的发展以及浏览器的出现，网页又成为利用网络共享信息的载体。问题在于，现在网页(Html)表现信息的方式多为自然语言、图片、多媒体—适应于人们的阅读需求，却引起模糊特性和数据格式多样而无法被计算机理解。这就造成了信息孤岛的产生—信息之间缺乏联系、应用单调、整个网络呈现出静态与被动的特征。

　　而语义网“将使理解信息的含意不再是人类才能做的事情，计算机也同样可以做到”，从而有助于信息共享与智能共享，并使网络能够提供动态与主动的服务。在伯纳斯·李看来，语义网是对万维网本质的变革。

　　伯纳斯·李以搜索为例来说明语义网的能力：今天的Web搜索通常会找到数不清的毫不相关的“结果”，需要大量的手工过滤工作。例如，如果你用关键字“Cook”搜索，计算机根本无法知道你是在找一位厨师，还是找有关烧菜的信息，抑或是其他什么带有“Cook”的人、企业或其他什么。问题的根源在于“Cook”这个词对计算机来说根本没有含义。如果语义信息在Web上广泛采用，那么“精细、准确和自动化”的搜索就能够实现。这里的一个程序能够基于一些模糊的知识分类找到一个人：她的姓是“Cook”，她是你的客户之一，她的儿子是你的大学校友。这些信息的组合并不可能在单个网页中出现，但是语义信息能够让程序更容易分辨不同网页中的元素，理解“Mike Cook是Wendy Cook的孩子”这样的关系，而且能够把他们结合在一起。语义信息可以自动处理复杂的过程和事务。开发语义网的两个重要技术已经就绪，它们是XML(可扩展标记语言eXtensible Markup Langauge)和RDF(资源描述框架，Resource Description Framework)。

　　XML让每个人都能创建自己的标签，来对网页或页面的部分文字进行注释。XML允许用户在文档中加入任意的结构，但无需说明这些结构的含意。含意由RDF来表达。

　　RDF中的代码包含一组组的三元组，每个三元组相当像句子中的主语、动词和宾语。在RDF中，文档中的声明通常是某个事物(人、网页或其他任何东西)对于某些值(另一个人、另一网页)拥有某些属性(例如“是姐姐”，“是作者”)。这种结构用于描述由机器处理的大量数据，是非常自然的方法。

　　人类的知识建立在两个基石之上：语义学和数学。在数字计算方面，计算机已远远超越了人类，而帮助计算机理解与掌握语言逻辑将成为下一阶段的重点。

　　在超文本技术基础上开发的超文本传输协议(Http)以及超级链接技术令互联网上的网页可以连接，构成了二维的应用。而源自语义学的语义网不仅使网页，以及互联网上所有的内容都得以沟通，并将互联网从二维带入三维，毫无疑问会成为下一代互联网的神经系统，令互联网的巨大潜能真正得以释放。

　　被视为演进方向的语义网、网格、Web服务和P2P，正是下一代互联网的种种侧面

　　融合：殊途同归的四种构想

　　语义网”—这样的词汇听起来还是有些学术味过浓。即便是今天的搜索引擎常常呈现一些毫不相关的结果，我们可以在网上看到的有关“语义网”的中文信息也不过区区一百多条，并且存在大量重复列举。人们心目中的下一代互联网更多是与“网格计算”、“Web服务”以及“P2P”这些更加商业化的字眼联系在一起。

　　称谓的混杂至少表明：不论提了多久，下一代互联网的复杂性使之对我们而言仍然像是从未攀登过的雪山，现在只能从若干侧面去端详。即便是要攀登，你也只能选择一个方向。

　　中国科学院计算技术研究所所长李国杰院士认为，不同的技术领域，由于技术侧重点不同，他们对下一代网络技术的理解有所不同；不同行业因为有着不同的经济利益，他们对网络发展的前景，比如如何过渡到下一代网络的看法也会有所不同；并且，对于下一代网络的预测与规划已经超出了纯技术的范畴，其他的领域也应该有发言权。

　　语义网也好，网格计算与Web服务也罢，今天我们所见，是一片“横看成岭侧成峰”的景象。

　　在所有的方向当中，从定义上讲，网格是关于下一代互联网最宏大的构想：“把整个互联网整合成一台巨大的超级计算机，实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源的全面共享”。当然，网格并不一定非要这么大，我们也可以构造地区性网格、企业网格、局域网网格、甚至家庭网格和个人网格。事实上，网格的根本特征是资源共享而不是它的规模。

　　Web服务则是我们提到最多的，也是最具现实性的方向。简单地说，Web服务是一种开发的规范，使得通过网络可以对基于规范开发的各种应用进行调用、整合，从而在互联网上完成更复杂的任务。关于Web服务的几个底层标准协议业界已经基本达成共识，包括XML、SOAP、WSDL、UDDI等，然而在开发规范上，目前界限分明地分成了两大阵营：Microsoft.Net与J2EE。

　　至于P2P，更多是强调打破Client/Server或Browser/Server的主从模式，用对等模式(或无服务器模式)实现超级服务器的功能，使互联网上的闲散资源可以被充分利用。

　　这些方向之间并不矛盾。

　　在语义网与网格之间，中科院计算所徐志伟认为，语义网研究的侧重点是智能信息处理，它与网格研究的共同点是如何消除信息孤岛和知识孤岛，实现信息资源和知识资源的智能共享。而Web服务和P2P亦具备这样两个共同点：1、意图将互联网上的资源整合成一台超级服务器，有效地提供内容服务、计算服务、交易服务等；2、这些技术会尽量利用现有的Internet/Web技术，以便早出产品。

　　近一年来，业界也已开始越来越多地考虑如何将这些基于不同出发点，拥有各自侧重点的技术方向缝合起来。网格计算项目Globus的领导人之一卡尔·凯斯曼博士称，网格技术有助于推广Web服务标准，因为Web服务协议善于管理服务环境中的目录发现和消息传送，而网格技术善于管理与动态创建的服务之间的交互，例如处理安全、设置、拆卸以及在与其他架构结合时如何保持服务级别协议(SLA)。据悉，IBM正在试图将网格计算技术融入其WebSphere平台，推出基于网格的Web服务，而微软也正研发一个支持.NET的网格方案。

　　P2P也在开始与网格模式相融合。一种观点认为，对等技术会被网格计算等其他技术所吸收或合并。

　　增进资源共享是语义网的目标，在语义网中，计算机会根据关键名称定义的超链接和逻辑推理规则发现语义数据的含义。其最终结果就是能够刺激开发自动化的网络服务。毫无疑问语义网将会推动Web服务的深化，实际上，基于Web服务的应用正是互联网中最重要的资源，Web服务与语义网的融合是可能而且肯定的。

　　在现实的商业社会里，产业是令互联网的能量充分发挥的实践力量。而技术与商业之间的微妙关系也在这种互动的过程中表现得淋漓尽致

　　实践：产业界的成功起步

　　虽然伯纳斯·李与他领导的W3C一直以来从未放松对推动互联网进步的追求，语义网也正在逐渐被重视，但是在现实的商业社会里，只有产业才是能够令互联网的能量得到充分发挥的实践力量。

　　2000年6月22日，微软在其主办的TechEd 2000论坛上正式宣布了名为Microsoft .NET的新一代平台，这使得人们开始真正意识到下一代互联网的来临，虽然当时很少有人能够解释清楚.NET到底是什么，甚至包括微软在内。

　　时隔8个月的2001年2月5日，与微软针锋相对，Sun宣布推出SunONE架构，这是为Web Services所推出的新一代开放式软件框架。这时，人们觉察到激烈竞争的气息。

　　另一个值得关注的巨头是IBM。除了以WebSphere抢占Web服务市场之外，今年又开始大张旗鼓地宣扬其网格计算策略。

　　IBM认为，市场的需求、技术的发展和标准的发展促进了网格时代的到来。IBM将推动网格计算看作是一个最主要的全球战略行动，并且与“把Internet带入电子商务应用，把Linux从科研界带到企业界商用一样，IBM要领导网格进入商业”。

　　2002年2月20日，IBM与Globus在多伦多联合发布开放性网格服务架构OGSA(Open Grid Services Architecture)，把Globus标准与支持商用的Web服务标准结合起来，让网格能够支持Web服务。在其全球网格大会上，IBM还发布了与网格相关的主要产品，包括由IBM全球服务部提供的各种关于网格的服务和咨询等。

　　从计算资源的动态配置角度来看，不仅IBM的自主计算，包括HP的公用数据中心(UDC)、Sun的N1项目甚至前康柏的自适应基础设施都可以看作是未来网格计算的雏形。

　　实际上技术与商业的互动是一种很微妙的关系。一般而言一种新技术真正投入商用需要一个长期复杂的过程，因为企业总是要考虑现实的回报，从而往往采取“摸石头过河”的技术路线。但有时一些成功的产业化行为却包含了未来技术的萌芽，先于技术的概括就进行了局部的实践。“未来的技术已经体现在我昨天的产品里了”，周松年回顾这些年相当自豪。

　　15年前，周作为中国留学生在加州大学伯克利分校获得博士学位后，把自己的博士研究成果付诸实践，在加拿大开了一家叫作“Platform”的软件公司。上个世纪90年代初，该公司研制出一种负载共享软件，这种软件已经有了一些网格的特征。比如用户要算一道题，他只需把要求告诉负载共享软件，这个软件会自动地按最有效率的方式找到合适的电脑，用最快、最经济的途径算出这道题。

　　由于技术上的先进性和实用性，周的软件迅速在负载管理领域流行，公司获得了高速的增长，周也开始在国际网格计算领域活跃起来，开始有更大的目标。2000年，Platform的办事处开到了北京。

　　这是我们能够了解到的关于下一代互联网最早的成功起步之一，不论其动因是有意无意。

　　如果标志倒下，我们还将迎来哪些惊奇？

　　浏览器：标志性产品的危机

　　如果说有一种产品可以成为今天互联网的象征，那毫无疑问应该是浏览器。

　　浏览器使得非技术人员可以通过很简单的方式访问互联网，是WWW一切技术与商业目的得以实现的核心。

　　王志东十年来在中国互联网领域的实践恰与浏览器须臾不可分离。没有浏览器，就没有王一手创建的最大中文网站—新浪网，没有在新浪网所经历的dot-com浮浮沉沉，就没有今天他对互联网的反思。

　　“近年来互联网的大规模应用，很大程度上证明了目前流行的浏览器/服务器(B/S)结构的巨大成功，其背后实际上是传统主机体系的复活：人们通过浏览器来操作或访问远处的网站，网站则相当于原来的中央主机，用户所处理的数据与应用处理软件都存放在中央主机上”。

　　随着互联网应用的进一步普及，集中计算与B/S应用模型在功能上的缺陷正逐渐暴露。集中计算的模式使得每一个由中央主机支持的网站成为一个个的数字孤岛。用户可以通过浏览器从一个孤岛轻易跳到另一个孤岛，但是很难在客户端对这些数据进行整合，各个中央主机之间也难以按照用户的要求进行相互通讯与协作。

　　“B/S应用模型的基础是一个统一、标准的客户端平台。然而如果考虑到终端设备的差异性日益增大，往往会造成系统复杂性增加”。王正在开发一种基于协同思想的软件平台，希望可以在应用层面有所突破。

　　宫力同样认为浏览器的概念可能会淡化。与王志东不同，宫力更多是从产品形态而不是计算模式来看这个问题，“近一两年，在网络协议的基础层面不会发生变化，但是在应用上则不同。浏览器可能将从一个独立的程序，变成嵌入在任何应用软件里的一个部件。大家不一定非要通过浏览器上网，而可以从任何一个应用程序上网”。

　　“以后单一的产品就基本上没有什么直接市场了”，宫力说。

　　当事物发生变革，虽然充满了痛苦，同时也充满了机会。与下一代互联网同步演进的，是信息技术的商业模式

　　按需服务：现实的商业

　　不仅是浏览器，谁也没有通过浏览器直接获得利润，现实是，今后如果你只懂得卖服务器，那也是很有问题的。一段时间以来，常常听到服务器厂商们惊人的折扣，这也赚不了什么钱了。

　　与下一代互联网同步演进的，是信息技术的商业模式。最近IBM与美国运通草拟了一项40亿美元的交易，把这家金融服务公司的所有技术基础设施作为公用资源提供，IBM负责对其进行管理及维护。

　　ChartOne位于美国加州圣何塞，是一家为1400家医院和医疗部门处理病史档案的公司。ChartOne每月租用IBM的数据存储容量，不必担心存储容量问题，由IBM对存储的数据量进行计费。

　　我们常说让使用计算机像使用水和电等等公用服务一样方便(按需计算，Utility Computing)，我们以为这一切还很遥远，但最近发生的这些应该可以说是向这一梦想迈出的第一步。美国《Optimize》杂志2002年11月撰文称，“开放标准日益流行；网格计算已经出现在研究部门和商业企业；按需服务已经进入了销售商的产品组合。IT也许真的能成为下一个公用事业项目。”

　　现在还很难说按需计算的发展步伐会有多快，有观点认为类似的服务只是将原有的产品重新组合之后的一种营销手段，并且现有的一些客户所使用的也并非真正意义上的按需计算。但越来越多的人毕竟开始认为，这一目标已隐约可见。一些相关的技术正在投入开发，比如相关的计费技术和服务等级监控技术等。除IBM、HP之外，Sun最近也开始推出类似服务。一些IT咨询公司与软件公司对此同样表达了浓厚兴趣。

　　2002年9月19日，Sun发表了新一代数据中心构想“N1”的发展蓝图。这是一个将服务器、存储设备、软件和网络技术等范围广泛的计算资源集中起来，作为单一的强大系统来运行的数据中心架构。负责N1部门的副总裁斯蒂夫·马凯说：“Sun的客户企业将IT预算的70%都花费到了复杂的数据中心相关的管理上。N1不仅可以帮助这些企业削减成本，而且还能够使其将精力集中于具有附加价值的项目上去。”

　　一些调查公司开始提醒用户未雨绸缪：要关注可以方便地连接到未来按需计算结构的服务器和存储设备。Forrester公司的一份报告称，虽然直连存储设备比网络存储设备更便宜，但很难连接到几年之后的系统之中。

　　谁都知道，互联网的未来仍需等待，不过，只要未达到目标，就还有障碍需要跨越

　　转折：我们还应该做些什么

　　2002年10月，微软亚洲研究院召开21世纪的计算学术大会。这次大会并没有像以往那样以展示学术成果为主，而是选择了“高信度计算”这个主题。

　　微软强调，“高信度计算”将是微软公司未来十年努力的主要方向，推动“高信度计算”的主要目标在于让计算机能够更加安全与稳定，让人们对于计算机的信任就像使用电力与电话一样安心。

　　“现在上网已经成为一种自然而然的行为，成为生活的一部分，网络本身的安全性、信息的可靠性、隐私权、黑客攻击、病毒侵入和计算机数据的拷贝、保护等，都被提上议事日程。”微软亚洲研究院院长张亚勤解释说，“从另一个角度看，微软要推行.NET战略、要真正实现网络上的资源共享，首先需要解决的就是安全问题。”

　　安全仅仅是问题之一，在2002年6月全球互联网协会2002年年会上，与会者普遍认为，互联网发展正在进入关键的转折期。

　　年会专家委员会主席迈克尔·纳尔逊列举了互联网发展面临的十大技术问题：身份识别技术；保护知识产权技术；保护个人隐私技术；新一代互联网通信协议IPv6技术；被称为下一代互联网的网格技术；无线互联网技术；将传统电话网络和互联网相融合的技术；更有效地在网上进行视频传输的技术；防止垃圾邮件的过滤技术；网络安全技术。纳尔逊认为，以上十大技术领域中，不少都存在至少两三种以上的发展方向，暂时没有统一标准。对互联网行业来说，未来两三年内最终选择何种标准，将决定其发展速度的快慢。

　　然而互联网的未来仍然值得期待，按需服务与无处不在的计算作为互联网的发展方向从未改变过。中科院计算所徐志伟曾经将互联网与已经成熟的技术—电力网进行比较，我们或许可以从中看到，在既定的方向下，还应该做些什么。

　　“语义网只是刚刚开始，数字鸿沟依然存在，XML还做不到足够简单……”伯纳斯·李在一次演讲中使用了这样的标题：“工作完成了吗？”并以“现在还不能回家”结束。(刘艳、陈琼对本文亦有贡献)

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