從136X工程的網(wǎng)絡(luò )架構設計 探討自主知識產(chǎn)權的新網(wǎng)絡(luò )的構建

寫(xiě)作于：2016年5月

一、什么是136X信息互聯(lián)工程

136X信息互聯(lián)工程（簡(jiǎn)稱(chēng)136X工程）是北京乾坤化物數字技術(shù)有限公司正在建立的根據需要可將現實(shí)世界和虛擬世界的無(wú)限多（天量）的信息表現在同一個(gè)EM258網(wǎng)絡(luò )空間信息世界(http://www.em258.com)里，提供快速的信息存儲、檢索、統計、刪、改、加等服務(wù)的全世界信息互聯(lián)工程。

136X工程的具體含義是：一個(gè)世界，三層聯(lián)動(dòng)，六級管理，X+平臺。

一個(gè)世界：EM258網(wǎng)絡(luò )空間信息世界(http://www.em258.com)。其典型特征是浮云分層智能網(wǎng)絡(luò )架構；核心技術(shù)是：遺傳特征基因代碼和無(wú)限多（天量）數據快速檢索技術(shù)；設計思想來(lái)源于“一花一世界”（從科學(xué)角度解釋?zhuān)簭碗s的世界是采用自相似原則創(chuàng )建的，花和世界的創(chuàng )建規則是一樣的，了解了花的創(chuàng )建過(guò)程，就了解了世界的創(chuàng )建過(guò)程）；知識創(chuàng )新靈感得益于中外古代文化。

三層聯(lián)動(dòng)：道、法、術(shù)三個(gè)層面的事物聯(lián)動(dòng)，也就是現代科學(xué)術(shù)語(yǔ)里的戰略、戰術(shù)、戰場(chǎng)層面的聯(lián)動(dòng)。道層面的有形事物是指網(wǎng)絡(luò )空間信息世界里的浮云分層網(wǎng)絡(luò )架構；法層面的事物是指多行業(yè)關(guān)聯(lián)行為形成的生態(tài)鏈系統，比如：產(chǎn)品生產(chǎn)、電子商務(wù)、庫存、物流等多個(gè)不同行業(yè)里相關(guān)行為構成的生態(tài)鏈系統；術(shù)層面的事物是指完成特定行為所設計的系統，比如：淘寶網(wǎng)、QQ、微信、旅游網(wǎng)等。

六級管理：網(wǎng)絡(luò )空間信息世界里的信息土地，是按照全國、省、市、縣、鄉鎮、村六級進(jìn)行管理。

村級所管理的場(chǎng)景是這樣的：大量的功能系統聚集在這里（比如：電子商務(wù)、旅游、農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、CMS、ERP、統計分析、醫療系統、教育系統、健康系統、人力資源管理、財務(wù)系統、即時(shí)通訊等），上面覆蓋有村級云網(wǎng)站集群；

鄉鎮級管理是這樣的：下屬的各村級管理聚集在這里，上面覆蓋有鄉鎮級云網(wǎng)站集群；

縣級管理是這樣的：下屬的各鄉鎮級管理聚集在這里，上面覆蓋有縣級云網(wǎng)站集群；

市級管理是這樣的：下屬的各縣級管理聚集在這里，上面覆蓋有市級云網(wǎng)站集群；

省級管理是這樣的：下屬的各市級管理聚集在這里，上面覆蓋有省級云網(wǎng)站集群；

全國級管理是這樣的：下屬的各省級管理聚集在這里，上面覆蓋有全國級云網(wǎng)站集群；

X+平臺：網(wǎng)絡(luò )空間信息世界里的應用平臺是根據應用需求而動(dòng)態(tài)創(chuàng )建的，數量為X，也就是無(wú)法確定功能形態(tài)，也無(wú)法確定數量，且根據應用需求，可以不斷增加。

應用平臺屬于術(shù)（戰場(chǎng)）層面的事物，解決單一行業(yè)范圍里的應用需求，或者解決單一的工具類(lèi)功能。比如：電子商務(wù)、智慧農業(yè)、醫療云、教育云、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、智慧交通、食品追溯、即時(shí)通訊、智能家居、智能穿戴、QQ、微信等。

二、136X工程的網(wǎng)絡(luò )空間位置定位系統

當前的物聯(lián)網(wǎng)目標是將世間萬(wàn)物聯(lián)起來(lái)，許多專(zhuān)家也預言物聯(lián)網(wǎng)將替代互聯(lián)網(wǎng)。但是，物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)不存在誰(shuí)替代誰(shuí)的問(wèn)題，信息化的發(fā)展將促使兩網(wǎng)合一。因為在網(wǎng)絡(luò )架構上，物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)沒(méi)有本質(zhì)區別，都是一維的IP地址網(wǎng)絡(luò )架構。物聯(lián)網(wǎng)不過(guò)比互聯(lián)網(wǎng)連接的對象（IP地址）增多了，但又離不開(kāi)互聯(lián)網(wǎng)已鋪設的超過(guò)90萬(wàn)公里的國際間網(wǎng)絡(luò )通路等設施，不可能再重建。因此，物聯(lián)網(wǎng)也可以廣義地看做增多IP地址的互聯(lián)網(wǎng)。

實(shí)際上，物聯(lián)網(wǎng)只能將具有聯(lián)網(wǎng)條件的物聯(lián)起來(lái)。世間萬(wàn)物中更多的物是不具備聯(lián)網(wǎng)條件的，還有虛擬世界的萬(wàn)物更沒(méi)有聯(lián)網(wǎng)條件。但是，他們也是世間一物，也有各自信息，是世界的組成部分。信息化的發(fā)展也需要對他們中的許許多多快速定位，以便掌握他們的變化情況，利用和改變他們的有價(jià)值的信息。

例如：對于某圖書(shū)館的非常有價(jià)值的孤本圖書(shū)的管理和使用，我們可以通過(guò)掩埋芯片使該圖書(shū)具有聯(lián)網(wǎng)功能。按目前的物聯(lián)網(wǎng)應用，能給該圖書(shū)一個(gè)IP地址聯(lián)上網(wǎng)，可知該圖書(shū)的大概的初始位置和簡(jiǎn)單的一些信息，除外不能再提供更多的有利于該圖書(shū)動(dòng)態(tài)管理和內容使用方面的支持。這就是當前互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)一維IP地址的應用局限。

136X工程構建的是包含互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)外的多維位置標識的網(wǎng)絡(luò )架構支撐的網(wǎng)絡(luò )空間信息世界EM258.com。EM258.com網(wǎng)絡(luò )架構的設計是要將現實(shí)世界和虛擬世界中的萬(wàn)物都可在一個(gè)網(wǎng)絡(luò )空間上進(jìn)行位置定位。EM258.com網(wǎng)絡(luò )架構的網(wǎng)絡(luò )空間上的位置定位系統是由根據需求，可無(wú)限增加的不固定的多維位置標識系統構成。

EM258.com網(wǎng)絡(luò )架構的網(wǎng)絡(luò )空間上的位置定位系統的主維是三種類(lèi)型的攜帶遺傳代碼的可生長(cháng)的結構樹(shù)：IP地址結構樹(shù)、地理空間位置結構樹(shù)、北斗時(shí)空碼。其中：

1、IP地址結構樹(shù)是64叉整數樹(shù)，包含目前的IPV4和IPV6的IP地址，且根據需要IP地址可無(wú)限增長(cháng)產(chǎn)生。IP地址結構樹(shù)的作用是進(jìn)行物理網(wǎng)絡(luò )連結，實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的合一。IP地址結構樹(shù)的IP地址因為不需要根服務(wù)器解析，所以IP地址解析不但速度快，硬件也會(huì )簡(jiǎn)單。

2、地理空間位置結構樹(shù)是按國家行政區化分設置的：國家、?。ㄖ陛犑校?、地（市）、縣（區）鎮（街道）村（社區）按行政隸屬關(guān)系，連接成可生長(cháng)的樹(shù)結構。根據需要，在村（社區）下還可向下按現實(shí)的地名（理）關(guān)系增長(cháng)。

3、北斗時(shí)空碼是用衛星定位系統對某物理位置產(chǎn)生的經(jīng)度、緯度、高度、時(shí)間值組成的編碼，做為EM258.com網(wǎng)絡(luò )架構的網(wǎng)絡(luò )空間上的位置定位系統的一個(gè)維標識對需要標識的物做地理位置標識。

上例中：采用EM258.com網(wǎng)絡(luò )架構，對于某圖書(shū)館的非常有價(jià)值的孤本圖書(shū)，通過(guò)掩埋芯片，可授給該圖書(shū)一個(gè)IP地址，使該圖書(shū)可聯(lián)網(wǎng)交換信息。授給該書(shū)的地理空間位置可知當時(shí)或移動(dòng)后的在哪個(gè)?。ㄖ陛犑校?、地（市）、縣（區）鎮（街道）村（社區）。村（社區）下還可增設路、樓、房間、書(shū)架等更細的地理空間位置。再授給該書(shū)的北斗時(shí)空碼可知該書(shū)當時(shí)或移動(dòng)后的精確地理位置。

因此，136X工程構建的多維位置標識的網(wǎng)絡(luò )架構支撐的網(wǎng)絡(luò )空間信息世界EM258.com,是基于遺傳基因特征的浮云分層網(wǎng)絡(luò )架構，可以對無(wú)限多的現實(shí)世界和虛擬世界中的萬(wàn)物都可在一個(gè)網(wǎng)絡(luò )空間上做唯一位置定位的名符其實(shí)的網(wǎng)絡(luò )空間位置定位系統。

三、IP地址網(wǎng)絡(luò )架構4.0

當前，業(yè)界討論研究的互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、下一代互聯(lián)網(wǎng)（IPV6為代表）、未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)（以軟件定議網(wǎng)絡(luò )為代表）等等，僅是EM258.com的多維位置標識的網(wǎng)絡(luò )架構中的第一維段互聯(lián)網(wǎng)架構，即IP地址網(wǎng)絡(luò )架構；還沒(méi)有涉及到更復雜的構建標識包含現實(shí)世界和虛擬世界網(wǎng)絡(luò )空間中位置標識的136X工程的多維標識架構。

136X工程的IP地址網(wǎng)絡(luò )架構采用北京乾坤化物數字技術(shù)有限公司自主知識產(chǎn)權的“IP地址結構樹(shù)”專(zhuān)利技術(shù)設計，在結構、速度、維護、軟硬件復雜度等諸方面都優(yōu)于目前的IP地址網(wǎng)絡(luò )架構。

IP地址網(wǎng)絡(luò )架構的發(fā)展可分為四個(gè)階段：最早提出和在美國軍方建立和應用的計算機間聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )架構1.0階段、現在廣泛應用的因特網(wǎng)為代表的網(wǎng)絡(luò )架構2.0階段、美國谷歌公司建立的B4網(wǎng)絡(luò )為代表的軟件定義網(wǎng)絡(luò )（SDN）的網(wǎng)絡(luò )架構3.0階段、136X工程的基于遺傳基因特征的浮云分層的網(wǎng)絡(luò )空間信息世界EM258.com的網(wǎng)絡(luò )架構4.0階段。

 網(wǎng)絡(luò )架構1.0的網(wǎng)絡(luò )僅用在少數專(zhuān)網(wǎng)上。網(wǎng)絡(luò )架構2.0的網(wǎng)絡(luò )雖然在廣泛應用，但已不能滿(mǎn)足信息化發(fā)展的需求，業(yè)界早有要替代的呼聲。網(wǎng)絡(luò )架構3.0的網(wǎng)絡(luò )是為替代網(wǎng)絡(luò )架構2.0的網(wǎng)絡(luò )研制的，國內外都在投巨資研制，但存在不少技術(shù)難題，還處在實(shí)驗階段。IP網(wǎng)絡(luò )架構4.0是136X工程的基于遺傳基因特征的浮云分層的網(wǎng)絡(luò )空間信息世界的EM258.com的要配置的，未來(lái)條件成熟時(shí)要構建的IP網(wǎng)絡(luò )架構。IP網(wǎng)絡(luò )架構4.0在結構、速度、維護、軟硬件復雜度等諸方面都優(yōu)于目前的IP地址網(wǎng)絡(luò )架構。

目前，EM258.com是已包含8000多萬(wàn)子網(wǎng)站的基于遺傳基因特征的浮云分層的網(wǎng)絡(luò )空間信息世界，該網(wǎng)絡(luò )空間信息世界的定位信息量已非常大，還可無(wú)限擴大。例如：EM258.com已包含的8000多萬(wàn)子網(wǎng)站的頁(yè)面文字、圖表、照片等內容、大小和位置都可相互不一樣，且允許每個(gè)頁(yè)面表示文字、圖表、照片等的顯示框（區）可達橫向99個(gè)，縱向99個(gè)，再乘上8000多萬(wàn)個(gè)子網(wǎng)站，已是相當多的定位點(diǎn)，還允許網(wǎng)站數無(wú)限增加，再考慮如此多的顯示框（區）內的不斷變化的文字、圖表、照片等的定位、存儲、檢索等，其數量管理和難度是目前技術(shù)達不到的，可表明IP網(wǎng)絡(luò )架構4.0具備提供無(wú)限多IP地址的技術(shù)水平。

北京乾坤化物數字技術(shù)有限公司申報的網(wǎng)絡(luò )架構4.0網(wǎng)絡(luò )的核心技術(shù)“IP地址結構樹(shù)”已獲得國家專(zhuān)利。由于沒(méi)有條件構建網(wǎng)絡(luò )架構4.0的網(wǎng)絡(luò )，目前EM258.com是臨時(shí)通過(guò)注冊若干個(gè)當前互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )域名，實(shí)現與外的數據交換。

EM258.com的網(wǎng)絡(luò )架構4.0的優(yōu)勢如下：

1、建立的網(wǎng)絡(luò )架構可兼容目前的IPv4、IPv6的所有IP地址。

EM258.com的網(wǎng)絡(luò )架構4.0網(wǎng)絡(luò )的所有IP地址都在一個(gè)IP地址六十四叉整數樹(shù)上。IPv4、IPv6的所有IP地址都是整數，因此， IPv4、IPv6的所有IP地址自然被包含在EM258.com的網(wǎng)絡(luò )架構4.0網(wǎng)絡(luò )的IP地址六十四叉整數樹(shù)上。由于EM258.com的網(wǎng)絡(luò )架構4.0網(wǎng)絡(luò )兼容目前的IPv4、IPv6的所有IP地址，將有利于EM258.com的網(wǎng)絡(luò )架構4.0網(wǎng)絡(luò )的構建和推廣應用。

2、網(wǎng)絡(luò )架構是通過(guò)自生長(cháng)方式建立的，可創(chuàng )建無(wú)限多（天量）的IP地址。

IPV6是為彌補IPV4的IP地址有限才推出的，但是，IPV6的IP地址數量2128 —1個(gè)，也是有限量，且因技術(shù)原因并不能如數使用。當前將IPV4轉換到IPV6也是難題。網(wǎng)絡(luò )架構2.0網(wǎng)絡(luò )的IPV4和IPV6還有其他一些不足，不能滿(mǎn)足信息化發(fā)展的需要。網(wǎng)絡(luò )架構3.0網(wǎng)絡(luò )的軟件定義網(wǎng)絡(luò )（SDN）也沒(méi)有解決IP地址有限的問(wèn)題。EM258.com的網(wǎng)絡(luò )架構4.0網(wǎng)絡(luò )采用的是IP地址六十四叉整數樹(shù),整數樹(shù)的結點(diǎn)是可以無(wú)限多，需要一個(gè)結點(diǎn)就會(huì )自生長(cháng)出，即在IP地址六十四叉整數樹(shù)上標識出對應的結點(diǎn)的位址碼。EM258.com的網(wǎng)絡(luò )架構4.0網(wǎng)絡(luò )是將IP地址六十四叉整數樹(shù)上的結點(diǎn)的位址碼做為IP地址，所以，能滿(mǎn)足未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)將全世界萬(wàn)物相聯(lián)的無(wú)限多IP地址需求。

3、利用遺傳特征解決路由表不斷增長(cháng)的難題。

EM258.com的網(wǎng)絡(luò )架構4.0網(wǎng)絡(luò )的IP地址數量不僅可以無(wú)限多，且EM258.com的網(wǎng)絡(luò )架構4.0網(wǎng)絡(luò )的每個(gè)IP地址都具有遺傳特征。以如下二叉整數樹(shù)為例：

四層的二叉整數樹(shù)圖

上圖表示的是四層的二叉整數樹(shù)，實(shí)際上每個(gè)整數樹(shù)都有無(wú)限多層。圖中：N表示層數，R表示各個(gè)結點(diǎn)間的差值。每個(gè)節點(diǎn)內有兩個(gè)數字，上面數字是用二的冪進(jìn)制表示的結點(diǎn)的位置碼，下面的數字是該結點(diǎn)對應的十進(jìn)制整數。網(wǎng)絡(luò )架構4.0將整數樹(shù)上每個(gè)結點(diǎn)的位置碼做為IP地址，因整數樹(shù)上下結點(diǎn)的位置碼有遺傳關(guān)系（祥見(jiàn)網(wǎng)上：整數樹(shù)結構與天量數據快速檢索一文），用位置碼做為IP地址自然帶有遺傳特征。如圖中第三層13結點(diǎn)的位置碼221，包含了它的父結點(diǎn)5結點(diǎn)的位置碼21，13結點(diǎn)的兩個(gè)子結點(diǎn)21和29的結點(diǎn)位置碼分別為1221和2221，都包含了13結點(diǎn)的位置碼221。

由于EM258.com的網(wǎng)絡(luò )架構4.0網(wǎng)絡(luò )的各個(gè)IP地址本身都可表示出自己在IP地址六十四叉整數樹(shù)上的位置，路由不需要表單，解決了IPV4和IPV6路由表不斷增長(cháng)的難題。

4、通過(guò)遺傳特征建立感知型智能網(wǎng)絡(luò )。

從上面的二叉整數樹(shù)圖中可以看到，整數樹(shù)底層結點(diǎn)的位置碼不但包含了自己父結點(diǎn)的位置碼，還包含了所有父結點(diǎn)以上的與生長(cháng)自己有關(guān)的上結點(diǎn)的所有位置碼。整數樹(shù)還有上下、左右結點(diǎn)間的差值R可通過(guò)公式R=X*YN可以算出來(lái)的特點(diǎn)及通過(guò)MN+1=MN+X*YN公式可算出任一結點(diǎn)的值的特點(diǎn)（祥見(jiàn)網(wǎng)上：整數樹(shù)結構與天量數據快速檢索一文）。

網(wǎng)絡(luò )架構2.0網(wǎng)絡(luò )的IPV4和IPV6網(wǎng)絡(luò )，在網(wǎng)絡(luò )出現一個(gè)斷路故障都要重新計算通路才可安全運行。網(wǎng)絡(luò )架構4.0網(wǎng)絡(luò )是將IP地址六十四叉整數樹(shù)上的結點(diǎn)的位址碼做為IP地址，所以，當網(wǎng)絡(luò )中有一個(gè)或多個(gè)斷路故障時(shí)，利用IP地址具有的上述整數樹(shù)位置碼遺傳特性、值R可通過(guò)公式算出來(lái)及通過(guò)公式可算出任一結點(diǎn)的值等特點(diǎn)可自動(dòng)選擇通路，建立起感知型智能網(wǎng)絡(luò )

5、通過(guò)遺傳特征極大地降低了硬件的復雜度。

EM258.com的網(wǎng)絡(luò )架構4.0網(wǎng)絡(luò )是將IP地址六十四叉整數樹(shù)上的結點(diǎn)的位址碼做為IP地址，IP地址直接標識出結點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò )上的位置，不需要像網(wǎng)絡(luò )架構2.0網(wǎng)絡(luò )的IPV4和IPV6網(wǎng)絡(luò )那樣，每個(gè)IP地址的解析都要通過(guò)根服務(wù)器。EM258.com的網(wǎng)絡(luò )架構4.0網(wǎng)絡(luò )的IP地址具有的遺傳特征，使路由按規則自動(dòng)進(jìn)行，極大地降低了硬件的復雜度。

EM258.com的網(wǎng)絡(luò )架構4.0網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)勢是明顯的，但是構建一個(gè)新型網(wǎng)絡(luò )不是一個(gè)企業(yè)力所能及的。136X工程構建的網(wǎng)絡(luò )空間信息世界EM258.com是由多維位置標識的網(wǎng)絡(luò )架構支撐的，可喜的是除IP地址維外的其他網(wǎng)絡(luò )空間多維位置標識的網(wǎng)絡(luò )架構已建成，并成功地運行多年。EM258.com多維位置標識的網(wǎng)絡(luò )架構中各個(gè)維也是可無(wú)限增長(cháng)樹(shù)結構。這些維的無(wú)限增長(cháng)樹(shù)結構是不對稱(chēng)的樹(shù)結構，位置定位也具有遺傳特征，且技術(shù)上實(shí)現要比IP地址整數樹(shù)難。

所以，在EM258.com多維位置標識的網(wǎng)絡(luò )架構的成功經(jīng)驗基礎上，只要國家重視，集中國內的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)力量，給以足夠的支持，構建一個(gè)與目前的IPv4、IPv6的所有IP地址兼容并可擴展提供無(wú)限多IP地址的完全自主知識產(chǎn)權的，全世界各國都可公平、安全共享的網(wǎng)絡(luò )架構4.0的網(wǎng)絡(luò )是完全可行的。