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TCP/IP 协议族
在 Internet 还未问世之前，ARPANET 一枝独秀，这是一个采用包交换机制的网络。在 ARPANET 早期阶段，采用的是一种叫 “网络控制协议” 的网络协议。随着网络的发展和用户对网络需求的不断提高，设计者们发现 NCP 协议存在着很多的缺点，比如 NCP 仅能用于同构环境中（指网络上的所有计算机都运行着相同的操作系统）。研究者们认为一个分布广泛的网络上不应该有 “同构” 这种限制的存在。
1972 年，温顿·瑟夫与罗伯特·卡恩（Robert Elliot Kahn）一起合作，首次提出 “传输控制协议/网际协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP）” 的概念。
1974 年 12 月，卡恩与瑟夫正式发表关于 TCP/IP 协议详细说明。同时，为了验证 TCP/IP 协议的可用性，他们试验将一个数据包由一端发出，在经过近 10 万 km 的旅程后到达服务端。在这次传输中，数据包没有丢失一个字节，这充分验证了 TCP/IP 协议的可行性，一度引起相关领域的广泛关注。
1982 年，ARPANET 开始采用 TCP/IP 协议，NCP 逐渐被摒弃。
1983 年元旦，TCP/IP 协议正式替代 NCP，这意味着 TCP/IP 成为大部分因特网共同遵守的一种网络规则。
1984 年， TCP/IP 协议得到美国国防部的肯定，成为计算机领域共同遵守的一个主流标准。
到今天，这两个协议已经成为全世界因特网传输资料所用到的最重要的技术，瑟夫和卡恩因此被誉为 “互联网之父”。随后瑟夫不断加强传输和安全协议，努力完善 TCP/IP，使其有更为深远和广阔的应用空间。
《互联网协议 — ARP 地址解析协议》
《互联网协议 — MPLS 多协议标签交换协议》
《互联网协议 — IPv4 互联网协议第4 版》
《互联网协议 — VRRP 虚拟路由器冗余协议》
《互联网协议 — TCP 传输控制协议》
《互联网协议 — UDP 用户数据报协议》
《互联网协议 — QUIC 快速的 UDP 网络连接协议》
《互联网协议 — HTTP 超文本传输协议》
《互联网协议 —HTTPS 安全的超文本传输协议》
《互联网协议 — HTTP/2 超文本传输协议第 2 版》
《互联网协议 — DNS 域名系统》
New IP
华为与中国联通和中国电信以及工信部在联合国国际电信联盟（ITU）的会议上共同提议采用一种新的核心网络技术新标准，名为 “New IP”。提案已获得了俄罗斯的支持，可能会获得沙特阿拉伯的支持。
一位不愿透露姓名的 ITU 英国代表说：“究其深层，如今正围绕互联网将来的面貌上演一场激烈的较量。眼下有两种相互竞争的愿景：一种愿景是高度崇尚自由和开放。另一种愿景是大大加强控制和监管。”
华为曾表示，在多个国家政府和公司的帮助下，新网络架构技术的一些部分已经在建造中，但不方便透露那些参与者的身份。华为还表示，相关部分准备好在 2021 年初之前进行测试。
华为声称：支撑全球网络的现有互联网基础设施（名为 TCP/IP）“不稳定”且“效率严重低下”，到 2030 年无法满足数字世界的要求，包括自动驾驶汽车、无处不在的物联网和“全息感知的隐形传态”。
华为表示，开发 New IP 纯粹是为了满足快速发展的数字世界的技术要求，它并没有将任何一种控制机制做入到设计中。华为称，它在 ITU 领导的一个小组专注于未来网络技术。
华为发言人补充说：“New IP 的研究和创新向全世界的科学家和工程师开放，他们可以参与进来，并为之贡献。”
New IP 有何不同？
互联网的结构是半个世纪前设计的，其运行方式类似邮政系统。为了解决在全球范围内发送信息的问题，工程师们将消息分解为多个小数据包，这些小数据包可以在计算机之间传递，直至抵达目的地。每个数据包都标有它要抵达的那台计算机的地址（即 IP），该计算机收到数据包后，以正确的顺序重新组装数据包。
John Naughton 在《未来简史：互联网的起源》一书中写道：“你可以说，TCP/IP 之于有线世界，犹如 DNA 之于生物世界。”
New IP 被华为称作是 “更加动态的 IP 寻址系”。华为的工程师描述了互联网如何日益演变成几个独立的网络，比如专用通信网络和卫星传送信号的网络。该论文称：“由于不相兼容的寻址机制，这些网络之间的互连是一大挑战。”论文补充道，新兴技术需要一种更高效的寻址系统。New IP 将提供这种寻址系统，从而使同一网络中的设备可以彼此直接通信，而不必在互联网上发送信息。
New IP 方面的担忧来自运营商到时对 IP 地址可能拥有多大的控制权。批评人士称，新提案将要求网络具有 “跟踪功能”，这种功能负责对添加到网络的新地址、另一头的人员以及在互联网上发送的信息数据包进行验证和授权。
据消息人士声称，华为在 ITU 做报告时还明确表示，New IP 会有所谓的 “关闭命令”，即网络中的中心点实际上可以切断与特定地址之间的通信。这项功能与目前的网络模型 “背道而驰”，目前的网络模型充当“独立的邮递员，只是移动信箱而已。”
国际互联网技术和标准组织 IETF 主席于 3 月 30 日发表声明。ETF 主席表示，消除不必要的延迟是 IETF 和 ITU 长期共同关注的工程目标。IETF 在这个领域的研究历史可以追溯到上世纪 90 年代，先后提出了多种技术，例如集成服务（IntServ），资源保留协议（RSVP），多协议标签交换（MPLS），差异化服务（DiffServ）和主动队列管理（AQM）。
在过去的五年中，又实现了更多新技术的进展：定向 HTTP、传输层安全（TLS）、QUIC、确定性网络（DetNet），以及其他低延迟、低损耗、可扩展吞吐量（L4S）技术。
那些对网络抖动、延迟和吞吐量等属性有严格要求的应用程序如今已部署在互联网上，同时并没有使用设想的中的紧密跨层链接，而都是部署在现有协议和设计约束之下。这些应用程序，包括会议、增强现实和游戏，都是为改进网络协议的特性提供了市场动力。
IETF 正在多个领域中开展网络组件或协议层次之间的协调工作。希望能满足新型实时应用的需要，包括全息通信，而无需新的网络体系结构。
2018 年，ITU 成立了 Network 2030 焦点组（ITU-T FG on Network 2030），该焦点组旨在探索面向2030年及以后的网络技术发展，探索网络新概念、新构架、新协议、新解决方案和新应用。当时，Network 2030 焦点组主席，华为 2012 网络技术实验室首席科学家 Richard Li以一篇《迈向 2030 年及以后的新互联网》对 Network 2030 愿景进行了介绍，其中指出：移动网络 ≈ 3GPP 构架 + IP 协议，但面向未来需求，当前的移动网络存在如下问题：
- 在应用层，当前的 TCP/IP 无法保证吞吐量和时延。
- 在 PDCP 层存在时延差异，由于无线重传与 TCP 流控（flow control）不同步，导致 TCP 浪费地重传数据包。
- GTP 复杂性：包括隧道建立/拆除处理、隧道报头开销、额外的 C-P 信令。
- 协议的低效使用：“隧道”加“隧道”；某些头字段相互重复；头开销很高，有时高达 90％。
由于时延和速率受限，当前的网络难以保障未来新应用的交付，比如VR、全息、工业互联网、触觉互联网等。并提出了 “New IP”，以解锁未来新机遇。
在现有互联网基础协议下，虽然带宽有了很大的提高，但是网络的高时延、抖动、丢包等问题其实并没有得到根本解决，这也是 5G 发展上的最大阻碍。无论是自动驾驶，还是远程医疗，都高度依赖低时延、高可靠的网络条件。
中国目前在 5G 建设上处于全球领先地位，从 5G 应用的角度倒逼，陶辉认为华为牵头推进 New IP 标准也是顺理成章：“现有网络技术标准下，视频会议、IPTV、车联网等都在共用相同的网络设备，这些流量互相影响，必然无法打造出独立的低时延、高可靠网络，这是强调实时性的业务所无法忍受的。New IP 标准通过以下 6 个关键部分实现了逻辑上的网络分离：Segment Routing MPLS、Segment Routing IPv6、EVPN、VXLAN、NG MVPN、Telemetry，这 6 个部分覆盖了报文路由规则、VPN 网络的建立、提高链路利用率、提高 IDC 的网络规划能力、支持在公网中使用 IP 组播、更高效的网络设备监控等功能。”
虽然 IPv6 发展了很多年，但只解决了 IP 地址数量不足的问题，并没有解决网络分离问题。New IP 基于 IPv6 技术，在现有的华为 5G 网络设备上，实现了互不干扰的多个网络，支撑了 IoT 万物互联时代实时业务的发展，是推进 5G 应用的必备技术。在陶辉看来：“华为既然在 5G 上领先，那么就一定会提出 New IP 方案。”
在陶辉看来，New IP 必然会在中国落地，虽然美国不太可能采用 New IP，但是类似标准也会推出。这也就意味着，未来有可能会有两套标准共存。这也是《金融时报》提到的可能会存在西方互联网与中国互联网两个阵营的问题。
另外陶辉告诉记者，从生态角度来看，对于底层云平台厂商、物联网厂商，以及尖端机器人技术、无人驾驶技术、远程诊疗技术的相关厂商来说，New IP 势必会对他们带来比较大的影响，值得关注。
Non-IP
2020 年 4 月 7 日，欧洲电信标准化协会（ETSI）宣布成立新的行业规范工作组 “ Non-IP Networking”（ISG NIN）。
Non-IP 网络行业规范工作组（ISG NIN）在 3 月底召开了一次启动会议，但是这家标准化组织本周才对外宣布。新工作组将取代现有的 ETSI 下一代协议（ISG NGP）工作组，原来的工作组于 2015 年成立，旨在研究即将到来的 5G 时代的网络技术需求，目标是为 5G 网络研究开发新的网络协议，以替代 TCP/IP。
2015 年，一些移动运营商发现在 4G 网络中使用的基于 TCP/IP 的技术存在一些问题。由于 TCP/IP 协议最初是为互联网设计，而非为移动通信网络而生，当移动通信网络引入 TCP/IP 后，增加了移动性、安全性、QoS 等功能，这使得网络更复杂，频谱使用效率较低。为了解决这些问题，后续的修补和替代方案又导致了成本、时延和功耗增加。
因此，一段时间以来，业界已认识到新服务与目前网络技术之间脱节的问题，包括 “复杂且低效地使用频谱，这个现象归咎于为一种根本就不是为新要求而设计的协议添加移动、安全、服务质量及其他功能特性。后来陆续推出了旨在克服这些问题的解决方案和变通办法，不过它们本身增加了成本、延迟以及功耗”。
对于更高级的 5G 服务，TCP/IP 被认为不是最佳的。
为了解决这些问题，ETSI 于 2015 年（当时仍处于 4G 时代）成立了 ISG NGP 工作组，新的 ISG NIN 正有条不紊地推进这项工作。该工作组声称其使命是 “开发相关标准，以便技术更高效地使用网络容量、设计当初就注重安全，并为实时媒体提供更低的延迟”，而这些都是 5G 承诺的几大优点。
BSI 的 John Grant 被当选为 ISG NIN 组长，他说：“我很荣幸出任该工作组的组长。为互联网找到更适合 5G 时代的新协议至关重要。如果使用目前基于 TCP/IP 的网络，就无法最有效地支持大数据和关键任务系统，比如工业控制、智能车辆和远程医疗”。
在工作组中被称为 TCP/IP 的 Internet 协议族其实包括数据包数据标识标准（IP）和传输标准（TCP），是上世纪 70 年代在美国国防部内部开发而成的，用于在固定计算机之间传输基于文本的数据。当互联网开始广泛用于民用时，人们开始讨论开发新的网络技术以应对互联网使用日益增加的情形。不过最终，工程师们还是决定在现有的 TCP/IP 基础架构上添加新技术。
国际电信联盟（ITU）负责审批技术标准的研究组负责人 Bilel Jamoussi 在接受《金融时报》采访时说：“许多设计和开发恰好在某种程度上可以拯救老式 TCP/IP。我认为我们现在处于另一个转折点：这么做够了吗？还是说我们需要新的东西？”
基于一个类似的前提：目前的 TCP/IP 基础架构再也无力支持新技术和新服务的需求，来自华为、中国移动、中国联通和中国信息通信技术研究院（CAICT）的代表们在国际电信联盟日内瓦总部的闭门会议上提出了一项名为 “New IP” 的中国提案。《金融时报》近日获得相关文件后，New IP 才被外界所知。
虽然细节寥寥，但中国提案的基本方案是采用一种自上而下的互联网管理方法，以取代目前开放式、扁平化、全球化、几乎 “处于蛮荒状态” 的互联网。按照新的管理方法，互联网服务提供商（ISP）、运营商以及最终主权国家拥有全面控制权。
至于闭门会议召开两周后 ETSI 宣布新的 ISG NIN 是不是对媒体报道中国方案作出回应，谁也说不准。新工作组关注的重点有别于中国的提案：它是特定性的（针对支持 5G 服务），分阶段的（先从专用网络入手，然后部署到公共网络，先从核心网络入手，然后扩展到接入网），并且着眼于底层技术，而不是着眼于互联网的控制。
不过从积极的角度看待当下情形，至少中国方面和 ETSI 乃至 ITU-T 都一致认为，TCP/IP 基础架构变得过时了。
沃达丰的 Kevin Smith 担任过 ISG NGP 组长，并当选为 ISG NIN 副组长。他说：“不可否认，IP 协议栈和 OSI 层模型实现了全球互连，但是自从上世纪 70 年代问世以来，它们的设计反映了那个时代的需求和功能。重新评估网络协议的基本设计原理带来了大好机会，可以为 2020 年接入网和使用场景带来性能、安全和效率等方面的提升，而且可以通过简化而不是添加昂贵的附件来实现。ETSI ISG NIN 与众多行业组织齐心协力开展合作，可以为运营商提供最先进的协议族，以便添加到服务组合中。”
ISG NGP 已确定了可以直接解决这些问题的候选技术，从而显著减少了报头大小、每数据包处理复杂度和实时媒体流的延迟，同时仍与当前的 Internet 以及 SDN、MPLS 等新技术兼容。另外，ISG NGP 还发布了一组 KPI，可以客观评估网络协议满足运营商需求的能力。
今天，继 ISG NGP 之后，ETSI新成立了 ISG NIN 工作组，意味着替代 TCP/IP 的工作进入了一个新的阶段。下一步，ISG NIN 工作组的任务是更好的服务 5G 新应用，并致力于更低成本、更高效的管理新应用。
ETSI 表示，ISG NIN的 工作将首先应用于移动专网，然后再扩展到移动公网，覆盖范围包括核心网和无线接入网。
事实上，关于 “下一代协议” 这事并不新鲜，业界从 2016 年开始就不断有声音发出，表示 TCP/IP 制约了移动网络发展。专家们认为，TCP/IP 协议发明于上世纪 70 年代，其初衷是为固定网络和网络互连而设计，尽管几十年来连接了无数计算机，推动了互联网蓬勃发展，但它不是为移动通信网络而生。
互联网连接的终端是固定的，网络架构是分布式的；而移动通信网络连接的终端是移动性的，架构是集中式的。两者基因本不同，两者结合，不免会带来网络低效、成本高昂等问题。以 4G 网络端到端用户面协议栈为例，基于 IP 协议的 GTP 隧道需层层封装、解封、IPSec 加密、ROHC 压缩等，这无疑增加了传输时延，也增加了处理成本。这种低效组合花费了更高的成本，也使得网络的性能、安全性、移动性和规模性等受到了制约，未来将影响移动通信网络拓展新业务，拓展垂直市场。
专家们认为，面向未来，5G 时代将催生 AR/VR、自动驾驶、远程医疗等各种应用，而 TCP/IP 协议难以适应未来，我们需要重新定义新的协议。
转载：https://blog.csdn.net/Jmilk/article/details/105883553