李星：經過競爭打拼出的標準才具備生命力

IETF 歷史發展

IETF 的使命是出版高質量的技術文檔

互聯網的發展過程中，治理從第一天就開始了。互聯網最初誕生時，和治理有關的組織是ARPANET工作組，后來演變成Internet 工作組，此后又產生了ICCB、IRG、ICB，最后到了現在的IAB、IETF、IRTF等。而從資源方面來講，有3 項需要治理的重點內容：IP 地址、域名以及協議標準和參數。

互聯網工程工作組IETF 是全世界最重要的互聯網技術標準機構。今天，IETF 匯聚了大量關注互聯網體系結構發展和運行的網絡設計者、運營商、供應商和研究人員，形成了一個大型的開放式國際技術社區。

IETF 的使命是通過出版高質量的技術文檔（RFC文檔）影響人們設計、運行、使用和管理互聯網的方式，使互聯網能更好地運作。

和國際電信聯盟（ITU）等多邊治理的組織不同，IETF 的參與主體是工程師個人，不代表其所在國家和企業，而這也是IETF 的活力所在。

具體架構上，首先，由于工程師個人參與，僅代表自己，不能代表組織，也不能代表國家，因此不需要經過官僚主義的流程，效率非常高。為保護IETF參與主體的權益，由互聯網協會（ISCO）對其提供財政和法律支持。互聯網架構委員會（IAB）負責定義整個互聯網的架構和長期發展規劃。互聯網工程指導委員會（IESG）負責IETF 活動和標準制定程序的技術管理工作，具體指導各個領域工作組的運行。

從領域劃分的架構來看，通用領域跟治理更有關系，網絡層包括網絡領域和路由領域，傳輸層是傳輸領域，應用層是應用領域，跨層的是運行領域和安全領域。

成功協議的特性

標準的互聯網體系結構是什么？最簡單的一個說法是：互聯網只有一個目的——互操作，特別是網絡設備和軟件的互操作。

一個成功的互聯網協議應具有如下特點：第一，需要有價值，真正滿足需求；第二，可以逐步地部署；第三，操作代碼具有可用性且不受使用限制，規范和維護具備開放性；最后，要成為新標準的技術，只改善10%的性能是不夠的，要有巨大的改進。

開放、合作、樂在其中

IETF 有一句格言：我們拒絕國王、總統和選舉；我們相信大概一致和可以運行的程序。也就是說，如果要打造互聯網標準，就不能迷信任何人。什么叫“可以運行的程序”？從更深層的內涵看，相當于“實踐是檢驗真理的惟一標準”，同樣非常符合我國的治理思路。

相關人士對參與IETF 工作的工程師有這樣的描述：“熱情、聰明、外向，技術卓越，穿著隨性，朋友遍天下”。IETF 具備過程開放、技術主導、志愿參與、責權一致等特點。

總的來說，參與IETF 工作，第一，要解決真實問題；第二，要聚焦關鍵問題；第三，要全局考慮；第四，要通過郵件進行交流、交朋友，并鼓勵年輕人參與；最后，要樂在其中，不要將 IETF 工作當成苦差。

IETF 統計數據

RFC 作者數量中國現居第二

從發布時間來看，RFC 發布數量的第一個峰值是ARPANET 建立之時；從1994、1995 年開始，國家科學基金網（NSFNET）逐漸退休，互聯網逐步商業化。從RFC 參會人數來看，2000 年左右達到了一個高峰期，這是源于網絡泡沫時期，“蹭會”的人數特別多。

從RFC 類型來看，除了早期RFC，有標準類、信息類、實驗類、歷史類、最佳實踐類等等。其中，最有影響力的RFC 類型是標準類（Proposed standard， standard）和最佳實踐類（Best Current Practice ，BCP）。此外，不必過度迷信RFC，RFC 有的是說明一個信息類，有的甚至是早期的工程師為了娛樂創作的一首詩等等。還有一個特別需要注意的是，RFC 的時間標注一般只有月份，沒有具體日期，如果有RFC的標注是某年的4 月1 日，那是愚人節的笑話。國內有關“IPV9”的宣傳者聲稱有相關RFC 標準，那就是4 月1 日的RFC，是愚人節的笑話，千萬別當真。

作者來源方面，互聯網最早在美國誕生，來自美國的作者遠遠領先；而中國參與RFC 雖然較晚，但作者數已上升為第二位，數據比較可喜。從RFC 作者所屬機構來看，按照已發布RFC 數量排序，排在第一位的是思科，第二是愛立信，第三是華為。

判斷一篇文章，常常要看它的引用率和指數，RFC也同理。從技術類RFC 引用次數來看，被引用數最多的就是RFC 0971（互聯網協議IP）。從RFC 作者 H 指數分布來看，具有冪律分布的特性：H 指數大于25 的只占0.01%；H 指數大于5 的，也僅有不到4%。也就是說，從現階段看，少數“牛人”對互聯網標準的貢獻非常大。

中國參與IETF 歷史

中國參與IETF 已經有25 年的歷史。1994 年，NCFC 代表中國接入Internet；1996 年清華大學提交 RFC1922，是中國第一個RFC；1998 年，CERNET IPv6接入到全球IPv6 試驗網6Bone；2005 年，中國大陸參加IETF 的人數在各個國家或地區中排名進入前8 名；2006年，中國第一本IETF 的專著，清華大學撰寫的《互聯網工程工作組聚焦的前沿技術》出版；2008 年，中國的網民數量達到2.53 億，成為世界上網民最多的國家；2010 年，清華大學吳建平獲得IETF 最高獎Jonathan Postel 獎，IETF 79 在北京舉行；2013、2014、2017 年，中科院胡啟恒、中科院錢華林、清華大學吳建平先后入選互聯網名人堂；2013 年～2015 年、2019 年～2021 年，清華大學李星和華為的李振斌分別成為IAB 成員。

2010 年，IETF 79 在北京舉行。

中國主持參與制定IETF 核心技術標準共有100 余項，從作者（第一作者）所屬機構分布看，RFC 數量最多的是華為，58 項；第二位是清華大學，21 項；接下來是CNNIC、中國移動、中國電信等。截止2018 年6 月，全球RFC 共有8439 項，中國只占1.2%，還有很大的進步空間。

參與IETF 標準制定

李星教授參與IETF 的經歷，源于教育網CERNET和CNGI-CERNET2 的建設機遇；參與RFC 標準制定的主要貢獻，就是IPv4 到IPv6 的過渡技術。

為什么采用IVI 翻譯技術

由IPv4 向IPv6 過渡，可以采用雙棧技術、封裝技術和翻譯技術。雙棧本身具有“利他”性質，但是如果所有人都采用雙棧這條路，都等待著別人去改造，也就沒有人會升級IPv6。這種情況下，避開主流的“紅海”，以反向的角度做創新，IPv4/IPv6 的“翻譯”互通，成了最好的選擇。

這個思路是從中國教育和科研計算機網的實踐中逐步產生的。在過渡計劃上，CERNET 是IPv4 網絡，而CERNET2 采用純IPv6 網絡。首先，CERNET2 在性能上優于CERNET；其次，相比CERNET 的分擔費用模式， CERNET2 是免費的。通過高性能、免費使用的策略在校園推廣IPv6 的使用，采用這樣的激勵機制在校園網推廣IPv4 到IPv6 的過渡，算是成功了一半。但是如果將CERNET 關掉，只保留IPv6 網絡，依然行不通，因為很多資源仍在IPv4 網絡里。IPv4/IPv6 翻譯技術的思路也就由此誕生。

無狀態翻譯IVI 技術的名稱來源很有意思：羅馬數字Ⅳ代表4，Ⅵ代表6，“IVI”則代表4-6 打通。其基本技術概念是：第一，IPv4 和IPv6 本身不兼容，不可能真的“互通”。第二，翻譯互通的基本原理是：通過翻譯器將真實的IPv4 計算機映射成虛擬的IPv6 計算機，同時通過翻譯器將真實的IPv6 計算機映射成虛擬的IPv4 計算機，使得在互相不兼容的IPv4 和IPv6協議空間內，分別有真實的計算機和虛擬的計算機進行端對端的通信。第三，如何指定虛擬計算機的地址？IPv6 地址為128 位，一個 IPv6 的子網就有64 位，可以輕易地表示32 位的IPv4 互聯網，但如何用有限的IPv4地址表示IPv6 是IVI 最大的突破點。此外，協議處理的難點是分片處理，IPv4 規定路由器也可以分片，IPv6則規定只有端系統能分片，路由器不能分片，而IPv6的報頭比IPv4 大20bit，因此，在從IPv4 到IPv6 的翻譯過程中會超出允許的MTU（最大傳輸單元）。

研制歷程

研發新技術的過程一般是理解逐步深化的過程，漫長而曲折。1994 年，CERNET 開始建設IPv4 網絡，在CERNET 的建設中，意識到中國學生有3.2 億，跟美國人口差不多，IP 地址肯定不夠用；1998 年，CERNET開展IPv4 over IPv6 實驗，聯入了世界下一代互聯網試驗床 6Bone；2000 年，我們建設和運行的中國自然科學基金網NSFCNET 嘗試采用IPv4/IPv6 雙棧模式；2004 年，CNGI-CERNET2 的純IPv6 網絡建成；2005 年，采用IPv4 over IPv6 隧道的辦法使IPv4 可以跨越純IPv6 網絡，創立了IETF 工作組softwire； 2007 年，發明了解決IPv4協議和IPv6 協議的互聯互通技術“IVI”技術； 2011 年發明了雙重翻譯技術dIVI，解決了純IPv4 應用和應用層程序嵌入地址的問題；2014 年，將隧道和翻譯技術統一起來，實現了IPv4/IPv6 過渡技術的突破。

在國際互聯網標準制定方面，從2008 年IETF 72 愛爾蘭的都柏林會議到2016 年IETF 96 德國的柏林會議，歷時9 年共25 次IETF 會議，終于完成由清華大學主導的 9 個相關的RFC 標準。在這一過程中，經歷了大量的質疑和討論，這些質疑有些是對方未能理解技術，也有最初設計不夠完善的地方，我們在兩個關鍵的節點開放了源碼，和IETF 的進程與時俱進。正是上述介紹IETF 的精神使翻譯過渡技術的標準化過程終于完成。經歷了激烈的IETF過程，使IVI 技術得到了認可，也使相關的RFC 在中國RFC 作者H 指數分布和RFC 引用率排名上，都遙遙領先。

技術與利益密不可分

2013 年，李星教授成為IAB 成員。他分享了在IAB 的幾年里經歷的三個難忘事件。

第一件，在最初加入IAB 時，參與了開放互聯網（Open Internet）宣言的制定。宣言里強調了如下關鍵點：“技術自愿采用”，IETF 的標準是自愿實施的；二是要“網絡各層允許不同玩家”，一個人不可能包打天下；三是“自下而上的創新”；四是“功能互操作性”；五是“全世界可達”，技術標準要做到全球通用；最后是“必要時才協作，有可能就競爭”，經過競爭打拼出的標準才具備生命力。

第二件，是IETF 的工程師對斯諾登事件的反應。事件分為兩個階段。第一個階段，“棱鏡門”爆料稱中國的網絡和計算機被美國國安局入侵，體現的是中國政府跟美國政府之間的矛盾，美國網絡工程師對此的反應是沉默的。第二個階段，斯諾登爆料美國國安局不僅監控中國、還監控美國的盟友，甚至iPhone 及黑莓手機都有美國國安局的后門，美國人自己也處于監控之中。這時局面發生了很大變化，輿論一下子爆炸了，幾乎所有的美國工程師都議論紛紛，對美國政府這一行為表示不滿。

由此IETF 召開了一個“強化互聯網”的大會，大會上提出了五個問題：第一，這種大規模的監測是不是網絡攻擊，IETF 是否愿意對無處不在的監視攻擊做出回應？大家異口同聲地說是（Overwhelming YES. Silence for NO）；第二，對這種網絡攻擊，IETF 是否要采取措施，訂立標準？絕大多數人表示贊成（Very strong YES. Silence for NO）；第三，怎樣阻止有人監測端對端的加密，IETF 是否應該采取加密措施，甚至在可行的情況下包括外部認證？有不少人表示贊成（Strong YES. Silence for NO）；第四，IETF 是否應盡全力實現端到端的加密，即使路徑中存在中間件？大家的反應是混合的，表示贊成的人居多（Mixed response， but more YES than NO），雖然在會議上李星教授表示了反對，認為全部加密會導致互聯網分裂的后果，但主流的結論是，未來5 到10 年互聯網90%的流量都要加密；第五，當今互聯網使用了很多不安全的協議，IETF 是否應該為流行的協議創建一個安全的替代方案？大部分表示贊同，也有部分不贊同（Mostly YES， but some NO. ）。

從這個事件來看，雖然做IETF 標準是技術工作，但跟國家利益，以及全球網絡的治理格局都息息相關。如何能保持互聯網的開放特性，又能兼顧政府的監管，是最迫切的事。

第三件，在擔任IAB 成員期間，實現了IANA 的管理權移交，將包括協議參數管理、地址管理及域名管理的功能轉移給全球多利益攸關方社區組織ICANN。