十年前，我写了一篇文章，回顾了年至年期间互联网的发展。不经意间，又一个十年过去了，这是一个很好的机会，让我再花一点时间来思考这近十年互联网发展里，又经历了什么，又有什么创新，什么被遗忘了。
任何技术的进化往往都面临转型和曲折。在某些方面，简单和极简主义往往被复杂和过多修饰所取代，而有时，不同角度的切入往往涵盖了技术的核心，并能消除多余的修饰成分。互联网的发展似乎也不例外，在许多意想不到的转折中发展。回顾过去十年，互联网技术发展历程，似乎是一个关于变和不变的复杂的故事。今天的互联网世界看起来与十年前的互联网世界一样。互联网的大部分基础设施都在顽固地抵制各种变革。我们仍然处于将互联网转变为IPv6的过程中，并在努力提高互联网应对各种攻击的适应能力，试图努力解决在网络中提供服务质量，这与十年前一样。看起来，年和年初期，技术变革的快速发展似乎已经失去动力，过去十年，互联网上的主导活动似乎是整合，而不是持续的技术演变。也许这种对变化的抵抗力增强是因为随着网络规模的增加，其惯性也会增加。我们曾经引用梅特卡夫定律，发现网络价值与用户数的平方成比例增加。是网络固有的变化阻力或惯性也与用户数量的平方直接相关。所有大型松散耦合的分布式系统都正强烈抵制协调变革。充其量，这些系统虽然可以应对各种形式的问题，但由于互联网的整体系统如此庞大且多样化，因此，这些问题在该网络的不同部分以不同方式表现出来。参与者在没有集中指令下运作。一些参与者看到变革的机会或感受到不可接受的风险，推动变革。互联网的发展，似乎是某些变化具有挑战性，而其他变化看起来更像是自然而不可避免的渐进式趋势。
在过去的十年中，我们看到了互联网的另一场深刻革命，以前所未有的速度采用了基于无线的基础设施和丰富的服务组合。我们看到内容和内容提供方面的革命不仅改变了互联网，而且互联网似乎正在摧毁传统的报纸和广播电视领域。社交媒体几乎取代了电话和写信。我们已经看到了以“云”为旗帜的中央大型机服务，以及互联网设备的重新利用，支持在许多方面创新的云托管服务也凸显出来。所有这些都是互联网的根本变革，所有这些都发生在过去的十年！
这些都是需要覆盖的方面，我会将故事主题主旨化，并构建这个故事，而不是提供一套关于过去十年中各种变化和发展的无序观察，我将使用协议栈的标准模型作为指导模板。从基础传输媒介开始，然后IP、传输层、应用程序和服务，最后看看互联网业务，以突出过去十年互联网的发展。
IP下层
网络媒介有什么变化？
光学系统在过去十年中经历了持续的变化。十多年前，生产光学系统使用简单的开关键控将信号编码到光学通道中。这一代光学系统的速度提高依赖于硅控制系统和激光驱动器芯片的改进。在年代后期引入波分复用允许运营商大大增加其光缆基础设施的承载能力。在过去的十年中，光学系统已经发展为极化和相位调制领域，以有效提升每波特信号的位数。目前，Gbps光通道通常是可支持的，我们正在寻求进一步改进信号检测，以提升超过Gbps。我们预计在不久的将来会使用更快的基本波特率和更高水平的相位幅度调制的各种组合的Gbps系统，并且敢于认为1Tbps现在是一种独特的近期光学服务。
无线电系统的总容量也有类似的变化。信号处理的基本改进，类似于光学系统的变化，允许使用相位调制来提升无线电承载的数据速率。MIMO技术的使用加上使用更高的载波频率，使得移动数据服务能够在当今的4G网络中支持高达Mbps的运输服务。随着5G技术的部署，推动甚至更高的频率可以在不久的将来为移动系统提供高达1Gbps的速度。
虽然光速正在增加，但是在数据包格式与黄色同轴电缆一起消失之后，以太网数据包成帧仍然存在于传输系统中！奇怪的是，以太网定义的64和个八位字节的最小和最大数据包大小仍然存在。具有恒定分组大小的更快传输速度的不可避免的结果导致在过去十年中每秒分组数量的上限增加倍，这与部署的传输速度从2.5Gbps增加到Gbps一致。因此，基于硅的交换机需要更高的分组处理速率。但是在过去的十年中，一个非常重要的缩放因子并没有改变，即处理器的时钟速度和内存的周期时间，它根本没有移动。到目前为止，响应越来越多地依赖于高速数字交换应用中的并行性，现在使用多核处理器和高度并行存储器系统来实现单线程处理模型中不可能实现的性能。
在年，我们似乎已接近实现1Tbps光学系统，无线电系统高达20Gbps。这些传输模型可用于支持更高的信道速度，如何达到更高速度是一个研究中课题。
IP层
该网络最明显的是顽固地抵制了过去十年的变革发展压力，我们观察到，当今互联网在本质上仍是一个IPv4互联网。在过去的十年中，我们几乎耗尽了剩余的IPv4地址池，并且在世界上大多数地方，IPv4Internet都在某种形式的空闲状态下运行。我们从未怀疑过互联网将面临其最基础资源的耗尽，但是，这却是正在发生的现实。今天，我们估计有大约34亿人是互联网的常规用户，并且有大约亿个设备连接到互联网。我们使用大约30亿个唯一的IPv4地址实现了这一发展目标。没有人相信，互联网在过去的十年可以实现这一惊人壮举，但它悄无声息的实现了。早在年，我们就认为地址耗尽的前景将推动互联网使用IPv6。这是后续IP协议，IP地址的位宽增加了四倍。通过将IP地址池增加到一些非常大量的唯一地址（个十亿地址，或3.4x），我们再也不必面对网络地址耗尽的危机。但这不是一个简单的过渡。此协议转换中没有向后兼容性，因此，必须更改所有内容。每个设备、每个路由器，甚至每个应用程序都需要更改，以支持IPv6。我们不是在互联网上执行全面的协议手术，而是改变基础设施的每个部分以支持IPv6，从而改变了互联网的基础架构。奇怪的是，看起来这很简单！通过在网络边缘几乎无处不在的网络地址转换器（NAT）部署，我们已经将网络从对等网络转变为客户端/服务器网络。在今天的客户端/服务器中，Internet客户端可以与服务器通信，服务器可以与这些连接的客户端进行通信。客户端无法直接与其他客户端通信，服务器需要等待客户端发起对话才能与客户端通信。客户端在与服务器通信时“借用”端点地址，并释放此地址以供其他客户端闲置时使用。毕竟，端点地址仅对客户端有用，以便与服务器通信。结果是，我们已经设法将大约亿台设备塞进一个只部署了30亿个公共地址槽的互联网中。我们已经实现了这一目标，也兼容了IP地址分时内容。上面的变革一切顺利吗？IPv6呢？我们还需要它吗？如果是这样，那么我们还需要完成这个漫长的过渡吗？十年后的今天，我们依然不清楚这些问题的答案。从积极的方面来看，现在的IPv6比十年前要多得多。与年的情况相比，服务提供商现在正在部署大量IPv6。当IPv6部署在服务提供商的网络中时，我们可以立即看到这些配备IPv6的设备。年，似乎有五分之一的互联网用户（现在估计其人数约占地球人口的一半）能够使用互联网，而不是IPv6，其中大部分都发生在过去10年。然而，从消极方面来看，必须提出这样一个问题：IPv6的其他五分之四的互联网发生了什么？一些互联网服务提供商已经更倾向于将其有限的运营预算用于改善其客户体验的其他领域，例如增加网络容量，取消数据上限，获取更多的网内内容。此类ISP继续将IPv6的部署视为一种可取的积极措施。
今天，我们面临的仍然是IPv6的混合局面。一些服务提供商根本看不到他们特定的IPv4地址稀缺困境，这些提供商将IPv6视为进一步扩展其网络的必要决策。另外一些提供商则更愿意将问题推迟到未来的某个未定义点。
路由
在探讨过去十年基本没有变化的互联网现状时，需要提及路由系统。尽管十年前，就有边界网关协议（BGP）即将缩小死亡的可怕预测，但即将过去的十年，BGP仍然是整个互联网的路由。是的，BGP和以前一样不安全，更多涉及恶意路线劫持也继续困扰着当前的路由系统，但现状确实是年使用的路由技术与今天我们在互联网上使用的路由相同。IPv4路由表的规模在过去十年中增长了两倍，从年的,个增长到今天的略多于,个。IPv6路由的故事更具戏剧性，从1,增加到52,。然而，BGP正在悄然继续高效且有效地工作。谁会想到最初设计用于应对几百个网络路由条目和几千条路由路线的协议仍然可以在接近一百万个路由条目和十万个网络的路由空间中有效运行！同样，我们对内部路由协议的运行没有做出什么重大改变。较大的网络仍然使用OPSF或ISIS，而较小的网络可能选择一些距离矢量协议，如RIPv2甚至EIGRP。IETF关于最新路由协议LISP和BABEL的工作似乎缺乏对整个互联网的真正牵引力，虽然它们在路由管理中都具有独特特性，但它们都没有足够的优势面对互联网网络设计和运营。
网络运营
说到网络运营，这些年有一些变化，但它似乎存在于相对保守的领域，采用新的网络管理工具和实践需要时间。互联网融合使用简单的网络管理协议（SNMP），尽管存在安全漏洞，效率低，但是，因为ASN.1的使用，以及它在抵抗某些形式的DDOS攻击中的用途，仍然被广泛使用。但是，尝试使用SNMP写操作的人都知道，SNMP只是一种网络监控协议，而不是网络配置协议。最近Netconf和YANG正试图将配置管理领域推向比预期在交换机上驱动CLI接口的脚本更有用的方向发展。与此同时，我们看到诸如Ansible，Chef，NAPALM和SALT之类的编排工具进入网络运营空间，允许在数千个单独组件上编排管理任务。这些网络运营管理工具很受欢迎，可以改善自动化网络管理状态，但它远远不是理想的发展终点。在我们推进自动控制系统实现无人驾驶、自动驾驶发展时期，全自动网络管理的发展现状似乎已经远低于期望。当然，为自适应自治控制系统提供网络基础设施和可用资源是必要的，并允许控制系统监控网络并修改网络组件的运行参数，以不断满足网络的服务水平。我们不仅会问，驾驶网络的无人驾驶汽车在哪里？也许接下来的十年可能会出现。
移动互联网
在Internet协议模型中，提升一层并查看端到端传输层的演变之前，我们可能需要讨论连接到Internet设备的演变进程。多年来，互联网是台式计算机的领域，笔记本电脑设备满足那些需要更便携设备的用户需求。以前，手机仅仅只是一部手机，他们早期进军数据世界并没有引起人们过多的