信息空间的形成和发展

摘要:随着Internet的迅速发展，人类正在被带到一个新的世界环境之中，即信息空间。发展信息空间的主要技术是通信、感知和计算。文章介绍了信息空间的形成与发展，及通信、感知和计算技术发展对信息空间发展的作用，指出未来全球网络的融合将改变单个网络的特性，将创造出一个全球的网络环境，人们可以在这样的空间环境下从事各种活动。

关键字:信息空间；通信技术；计算技术；感知技术

英文摘要:With the rapid development of the Internet, new "Cyberspace" becomes a more integral part of society. Information space is created through the use of communications, sensing, and computing technologies. This paper introduces the development and formation of information space, and the important role played by these technologies. Convergence of future global networks will change the individual characteristics of networks, giving rise to a global network environment where people can engage in a variety of activities.

英文关键字:cyberspace; communication technologies; computing technologies; sensor technologies

Internet 是全人类共建的网络，是人类生存的第二空间

物联网是Internet的一个新发展，特别是Internet中无线网络的一个新发展

云计算将是各国的各大计算机制造商和业务运营商间的激烈竞技场，也是各大学和研究机构大显身手的好机遇

1 Internet与信息空间的形成

Internet诞生于20世纪80年代，它源于电信网络，但Internet的设计者从计算机行业获取了新的基因，并注入Internet，使其从通信网行业中"异化"出来，成为传统电信的"叛逆者"。Internet一出现就表现了强大的生命力，充满了活力，并为广大用户提供了最方便的服务而得到他们的支持和青睐，因而迅速发展成为国际性的网络。到了90年代Web的出现，大大增强了Internet的服务能力，为用户提供了极丰富、极方便的信息服务，使Internet为全人类构建了一个新的生存空间——Cyberspace（赛伯空间、信息空间、数字空间、或虚拟空间），将人类社会推进到一个新的信息化社会阶段。Web 2.0更为Internet中的每个用户提供了方便而有力的工具，使每个用户不仅是一个信息的服务对象，也可以成为一个媒体的制造者和提供者，平等的点对点(P2P)成为人们在信息空间中生存和相互交往的主要模式。

在信息化社会中，人们既要在物理空间中生存和竞争，又要在虚拟的信息空间中生存和竞争。长期以来，人们对于物理空间中的事物已有了深刻认识，并积累了丰富的经验来适应在物理空间中生存和竞争，能够从事各种正常的社会活动，过着幸福安宁的生活。但是，虽然人类经过了几千年的努力奋斗，物理空间中的生存和竞争仍然面临着许多严重的问题，需要人类去探索和解决。这里要特别提醒大家，虚拟的信息空间中的许多事物和问题大多是物理空间中的事物和问题在虚拟的信息空间中的映像。因此，理解、思考和解决信息空间中的问题常常可以借鉴物理空间中问题的解决方法和经验；另一方面，我们也要清楚认识信息空间中问题的特殊性，明确区分信息空间中和物理空间中问题的不同之处。

Internet的本性是"连通性"、"自由性"，它不是由那个国家，那个公司所建，而是全人类共建的网络。正如物理空间一样，它是人类的第二生存空间。人类应当认识这个新的生存环境，学会适应这个新的生存环境，在可能的条件下去控制和改造这个新环境，求得和谐发展。

Internet是构建信息空间的主要网络模型，但它绝不是"唯一的"，更不是"完美无瑕"的。作为信息传输来看，它只是物理空间中实现"普通邮递"业务在信息空间中的映像，当然不具有所有理想业务的属性，特别是不具服务质量(QoS)和安全性的保证。随着资源的丰富，技术的进步，QoS可以提高，安全性也可以提高，但对于它的安全性不能寄与太多的期望。

Internet不是一种像传统电信那样的物理承载网，它是在物理承载网的基础上通过传输控制协议/因特网互联协议(TCP/IP)协议和软件组建的虚拟网络。自有了Internet，网络建设就分为两种类型的工作：一是用物理设备构建具体的物理信号的传输网络（这恰如建设高速公路、高速铁路）；另一个是通过协议和软件组成各种虚拟的业务网（这恰如利用铁路、公路等从事各类运输服务公司的工作）。在物理或承载网上所建立的任何业务网络可以独立于Internet，但将失去了Internet的连通性，一旦这类网络采用TCP/IP技术与Internet连通，就成了Internet中的一种Intranet（内域网）。按其开放的程度，Intranet可以部分地享用Internet中的连通性，但同时会部分地失去其安全性和对QoS的控制能力。不同种类业务的Intranet间可以根据其业务合作关系建立起相应的开放性，这就形成多个合作伙伴之间共享的Extranet（外域网）。利用包括安全技术在内的各种IT技术实现Intranet间的可控通达性、共享性、安全性和服务质量要求。信息化社会的信息空间构成如图1所示。

任何人、单位、政府都可以享用Internet所提供的互连、互通和丰富多彩的信息服务，但同时也要承受来自Internet的安全威胁，有时甚至是严重的威胁，付出的代价也是惨重的。Internet出现后的20多年，使人类的生活和整个世界的面貌发生了巨大的变化，但Internet的一些弱点和缺点也日益显露出来：一是它的服务质量，另一个是它的安全和可信。安全漏洞、黑客攻击、身份欺诈、垃圾邮件、蠕虫、病毒，安全事件层出不穷。Internet安全问题给人们带来巨大的威胁，处理不好就会带来巨大的，甚至不可估量的损失。用于Internet安全的投资巨大，据估计2008年各网络服务商单用于防治垃圾邮件的费用已达1 400亿美元。人们不断地创制一些新的补丁贴到系统和终端计算机中的软件上来修补漏洞，互联网已成了补丁摞补丁、五光十色的百衲衣了。互联网地址匮乏、业务量陡增，P2P大型视频文件已占全世界网络流量的50%，这里还未将高清晰度视频业务计入。有人预计互联网的载荷能力将在2010年达到饱和。到2012年互联网每月传送的数据量高达20 EB，相当于50亿张DVD的存储量。但新的业务还在不断加入，互联网已经不堪重负了，2009年已有人撰文"互联网的崩溃"[1]。

面对这一形势，我们如何寻求出路？有人提出采用革命性的手段，从零开始，推倒重来，另建一个全新的Internet，美国和欧洲都有这类耗资巨大的工程计划；另一些人则主张采用演化的而非革命的办法，认为灵活性和安全性要通过不断地改进来实现。反对推倒重来者认为，当前的Internet中已有2.8万家网络服务商和50万台服务器，以及几十亿用户，构成了人类的第二生存空间，要想对这一虚拟空间进行彻底的变革将是一个多么浩大的工程！而且任何想要撼动TCP/IP协议的想法和意见都会在国际互联网会议上遭到否决。他们力劝激进派要三思而后行。我们认为，当前的互联网虽然存在安全性、QoS、灵活性等诸多问题，但它已成为我们的第二生存空间，它的主要特点是互联、互通和共享，充分体现了自由、平等和民主。连通性、及时提供丰富的信息、平等的P2P模式等，已成为我们每个人离不开的生存环境了。这个空间就像我们所熟悉的物理空间一样，而且其中很多部分都不过是物理空间的映像。物理空间也有各种不尽人意的地方，安全性、环境污染、能源逐渐枯竭、自然灾害、经济危机、战争威胁、恐怖分子和暴力等。面对该种情况，我们只能逐步地对这个物理世界进行改善，很多时候也只是不断地进行修修补补而已。我们无法彻底地、轻而易举地对物理空间的映像空间进行重构，因此还是应当认真地多想一想，不能落入乌托邦式的空想王国中。

互联网的服务质量依赖于承载网的通信质量和管理水平，随着承载网络的带宽增大、传输质量和管理水平提高，互联网的QoS会逐步改善；随着虚拟代理技术的推广使用，用户地址问题也可以解决。最难的是互联网的安全性和可信性，这是一个永恒的主题，只能逐步有所改善，很难彻底解决。这和物理空间中的安全问题一样，即使从零开始，将现有的互联网推倒从来，彻底重建也难确保互联网的信息安全和可信。

作者：王育民   来源：中兴通讯技术——2010年 第5期