從136X工程的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計 探討自主知識產(chǎn)權(quán)的新網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

寫作于：2016年5月

一、什么是136X信息互聯(lián)工程

136X信息互聯(lián)工程（簡稱136X工程）是北京乾坤化物數(shù)字技術(shù)有限公司正在建立的根據(jù)需要可將現(xiàn)實世界和虛擬世界的無限多（天量）的信息表現(xiàn)在同一個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(tǒng)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：一個世界，三層聯(lián)動，六級管理，X+平臺。

一個世界：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(gòu)；核心技術(shù)是：遺傳特征基因代碼和無限多（天量）數(shù)據(jù)快速檢索技術(shù)；設(shè)計思想來源于“一花一世界”（從科學(xué)角度解釋：復(fù)雜的世界是采用自相似原則創(chuàng)建的，花和世界的創(chuàng)建規(guī)則是一樣的，了解了花的創(chuàng)建過程，就了解了世界的創(chuàng)建過程）；知識創(chuàng)新靈感得益于中外古代文化。

三層聯(lián)動：道、法、術(shù)三個層面的事物聯(lián)動，也就是現(xiàn)代科學(xué)術(shù)語里的戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)場層面的聯(lián)動。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(gòu)；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(tǒng)，比如：產(chǎn)品生產(chǎn)、電子商務(wù)、庫存、物流等多個不同行業(yè)里相關(guān)行為構(gòu)成的生態(tài)鏈系統(tǒng)；術(shù)層面的事物是指完成特定行為所設(shè)計的系統(tǒng)，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(xiāng)鎮(zhèn)、村六級進(jìn)行管理。

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

鄉(xiāng)鎮(zhèn)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(xiāng)鎮(zhèn)級云網(wǎng)站集群；

縣級管理是這樣的：下屬的各鄉(xiāng)鎮(zhèn)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(yīng)用平臺是根據(jù)應(yīng)用需求而動態(tài)創(chuàng)建的，數(shù)量為X，也就是無法確定功能形態(tài)，也無法確定數(shù)量，且根據(jù)應(yīng)用需求，可以不斷增加。

應(yīng)用平臺屬于術(shù)（戰(zhàn)場）層面的事物，解決單一行業(yè)范圍里的應(yīng)用需求，或者解決單一的工具類功能。比如：電子商務(wù)、智慧農(nóng)業(yè)、醫(yī)療云、教育云、車聯(lián)網(wǎng)、智慧交通、食品追溯、即時通訊、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(tǒng)

當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)目標(biāo)是將世間萬物聯(lián)起來，許多專家也預(yù)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)不存在誰替代誰的問題，信息化的發(fā)展將促使兩網(wǎng)合一。因為在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上，物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)沒有本質(zhì)區(qū)別，都是一維的IP地址網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)不過比互聯(lián)網(wǎng)連接的對象（IP地址）增多了，但又離不開互聯(lián)網(wǎng)已鋪設(shè)的超過90萬公里的國際間網(wǎng)絡(luò)通路等設(shè)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)。

實際上，物聯(lián)網(wǎng)只能將具有聯(lián)網(wǎng)條件的物聯(lián)起來。世間萬物中更多的物是不具備聯(lián)網(wǎng)條件的，還有虛擬世界的萬物更沒有聯(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值的信息。

例如：對于某圖書館的非常有價值的孤本圖書的管理和使用，我們可以通過掩埋芯片使該圖書具有聯(lián)網(wǎng)功能。按目前的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，能給該圖書一個IP地址聯(lián)上網(wǎng)，可知該圖書的大概的初始位置和簡單的一些信息，除外不能再提供更多的有利于該圖書動態(tài)管理和內(nèi)容使用方面的支持。這就是當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)一維IP地址的應(yīng)用局限。

136X工程構(gòu)建的是包含互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)外的多維位置標(biāo)識的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)支撐的網(wǎng)絡(luò)空間信息世界EM258.com。EM258.com網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計是要將現(xiàn)實世界和虛擬世界中的萬物都可在一個網(wǎng)絡(luò)空間上進(jìn)行位置定位。EM258.com網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)空間上的位置定位系統(tǒng)是由根據(jù)需求，可無限增加的不固定的多維位置標(biāo)識系統(tǒng)構(gòu)成。

EM258.com網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)空間上的位置定位系統(tǒng)的主維是三種類型的攜帶遺傳代碼的可生長的結(jié)構(gòu)樹：IP地址結(jié)構(gòu)樹、地理空間位置結(jié)構(gòu)樹、北斗時空碼。其中：

1、IP地址結(jié)構(gòu)樹是64叉整數(shù)樹，包含目前的IPV4和IPV6的IP地址，且根據(jù)需要IP地址可無限增長產(chǎn)生。IP地址結(jié)構(gòu)樹的作用是進(jìn)行物理網(wǎng)絡(luò)連結(jié)，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的合一。IP地址結(jié)構(gòu)樹的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，硬件也會簡單。

2、地理空間位置結(jié)構(gòu)樹是按國家行政區(qū)化分設(shè)置的：國家、省（直轄市）、地（市）、縣（區(qū)）鎮(zhèn)（街道）村（社區(qū)）按行政隸屬關(guān)系，連接成可生長的樹結(jié)構(gòu)。根據(jù)需要，在村（社區(qū)）下還可向下按現(xiàn)實的地名（理）關(guān)系增長。

3、北斗時空碼是用衛(wèi)星定位系統(tǒng)對某物理位置產(chǎn)生的經(jīng)度、緯度、高度、時間值組成的編碼，做為EM258.com網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)空間上的位置定位系統(tǒng)的一個維標(biāo)識對需要標(biāo)識的物做地理位置標(biāo)識。

上例中：采用EM258.com網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，對于某圖書館的非常有價值的孤本圖書，通過掩埋芯片，可授給該圖書一個IP地址，使該圖書可聯(lián)網(wǎng)交換信息。授給該書的地理空間位置可知當(dāng)時或移動后的在哪個?。ㄖ陛犑校⒌兀ㄊ校?、縣（區(qū)）鎮(zhèn)（街道）村（社區(qū)）。村（社區(qū)）下還可增設(shè)路、樓、房間、書架等更細(xì)的地理空間位置。再授給該書的北斗時空碼可知該書當(dāng)時或移動后的精確地理位置。

因此，136X工程構(gòu)建的多維位置標(biāo)識的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)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(gòu)，可以對無限多的現(xiàn)實世界和虛擬世界中的萬物都可在一個網(wǎng)絡(luò)空間上做唯一位置定位的名符其實的網(wǎng)絡(luò)空間位置定位系統(tǒng)。

三、IP地址網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)4.0

當(dāng)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(biāo)識的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的第一維段互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，即IP地址網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；還沒有涉及到更復(fù)雜的構(gòu)建標(biāo)識包含現(xiàn)實世界和虛擬世界網(wǎng)絡(luò)空間中位置標(biāo)識的136X工程的多維標(biāo)識架構(gòu)。

136X工程的IP地址網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用北京乾坤化物數(shù)字技術(shù)有限公司自主知識產(chǎn)權(quán)的“IP地址結(jié)構(gòu)樹”專利技術(shù)設(shè)計，在結(jié)構(gòu)、速度、維護(hù)、軟硬件復(fù)雜度等諸方面都優(yōu)于目前的IP地址網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

IP地址網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的發(fā)展可分為四個階段：最早提出和在美國軍方建立和應(yīng)用的計算機(jī)間聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)1.0階段、現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的因特網(wǎng)為代表的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)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(gòu)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(gòu)4.0階段。

 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)1.0的網(wǎng)絡(luò)僅用在少數(shù)專網(wǎng)上。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)2.0的網(wǎng)絡(luò)雖然在廣泛應(yīng)用，但已不能滿足信息化發(fā)展的需求，業(yè)界早有要替代的呼聲。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)3.0的網(wǎng)絡(luò)是為替代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)2.0的網(wǎng)絡(luò)研制的，國內(nèi)外都在投巨資研制，但存在不少技術(shù)難題，還處在實驗階段。IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)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，未來條件成熟時要構(gòu)建的IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)4.0在結(jié)構(gòu)、速度、維護(hù)、軟硬件復(fù)雜度等諸方面都優(yōu)于目前的IP地址網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

目前，EM258.com是已包含8000多萬子網(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，還可無限擴(kuò)大。例如：EM258.com已包含的8000多萬子網(wǎng)站的頁面文字、圖表、照片等內(nèi)容、大小和位置都可相互不一樣，且允許每個頁面表示文字、圖表、照片等的顯示框（區(qū)）可達(dá)橫向99個，縱向99個，再乘上8000多萬個子網(wǎng)站，已是相當(dāng)多的定位點(diǎn)，還允許網(wǎng)站數(shù)無限增加，再考慮如此多的顯示框（區(qū)）內(nèi)的不斷變化的文字、圖表、照片等的定位、存儲、檢索等，其數(shù)量管理和難度是目前技術(shù)達(dá)不到的，可表明IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)4.0具備提供無限多IP地址的技術(shù)水平。

北京乾坤化物數(shù)字技術(shù)有限公司申報的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)4.0網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)“IP地址結(jié)構(gòu)樹”已獲得國家專利。由于沒有條件構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)4.0的網(wǎng)絡(luò)，目前EM258.com是臨時通過注冊若干個當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)域名，實現(xiàn)與外的數(shù)據(jù)交換。

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

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

EM258.com的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)4.0網(wǎng)絡(luò)的所有IP地址都在一個IP地址六十四叉整數(shù)樹上。IPv4、IPv6的所有IP地址都是整數(shù)，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(gòu)4.0網(wǎng)絡(luò)的IP地址六十四叉整數(shù)樹上。由于EM258.com的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)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(gòu)4.0網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和推廣應(yīng)用。

2、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是通過自生長方式建立的，可創(chuàng)建無限多（天量）的IP地址。

IPV6是為彌補(bǔ)IPV4的IP地址有限才推出的，但是，IPV6的IP地址數(shù)量2128 —1個，也是有限量，且因技術(shù)原因并不能如數(shù)使用。當(dāng)前將IPV4轉(zhuǎn)換到IPV6也是難題。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)2.0網(wǎng)絡(luò)的IPV4和IPV6還有其他一些不足，不能滿足信息化發(fā)展的需要。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)3.0網(wǎng)絡(luò)的軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）也沒有解決IP地址有限的問題。EM258.com的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)4.0網(wǎng)絡(luò)采用的是IP地址六十四叉整數(shù)樹,整數(shù)樹的結(jié)點(diǎn)是可以無限多，需要一個結(jié)點(diǎn)就會自生長出，即在IP地址六十四叉整數(shù)樹上標(biāo)識出對應(yīng)的結(jié)點(diǎn)的位址碼。EM258.com的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)4.0網(wǎng)絡(luò)是將IP地址六十四叉整數(shù)樹上的結(jié)點(diǎn)的位址碼做為IP地址，所以，能滿足未來物聯(lián)網(wǎng)將全世界萬物相聯(lián)的無限多IP地址需求。

3、利用遺傳特征解決路由表不斷增長的難題。

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

四層的二叉整數(shù)樹圖

上圖表示的是四層的二叉整數(shù)樹，實際上每個整數(shù)樹都有無限多層。圖中：N表示層數(shù)，R表示各個結(jié)點(diǎn)間的差值。每個節(jié)點(diǎn)內(nèi)有兩個數(shù)字，上面數(shù)字是用二的冪進(jìn)制表示的結(jié)點(diǎn)的位置碼，下面的數(shù)字是該結(jié)點(diǎn)對應(yīng)的十進(jìn)制整數(shù)。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)4.0將整數(shù)樹上每個結(jié)點(diǎn)的位置碼做為IP地址，因整數(shù)樹上下結(jié)點(diǎn)的位置碼有遺傳關(guān)系（祥見網(wǎng)上：整數(shù)樹結(jié)構(gòu)與天量數(shù)據(jù)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(jié)點(diǎn)的位置碼221，包含了它的父結(jié)點(diǎn)5結(jié)點(diǎn)的位置碼21，13結(jié)點(diǎn)的兩個子結(jié)點(diǎn)21和29的結(jié)點(diǎn)位置碼分別為1221和2221，都包含了13結(jié)點(diǎn)的位置碼221。

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

4、通過遺傳特征建立感知型智能網(wǎng)絡(luò)。

從上面的二叉整數(shù)樹圖中可以看到，整數(shù)樹底層結(jié)點(diǎn)的位置碼不但包含了自己父結(jié)點(diǎn)的位置碼，還包含了所有父結(jié)點(diǎn)以上的與生長自己有關(guān)的上結(jié)點(diǎn)的所有位置碼。整數(shù)樹還有上下、左右結(jié)點(diǎn)間的差值R可通過公式R=X*YN可以算出來的特點(diǎn)及通過MN+1=MN+X*YN公式可算出任一結(jié)點(diǎn)的值的特點(diǎn)（祥見網(wǎng)上：整數(shù)樹結(jié)構(gòu)與天量數(shù)據(jù)快速檢索一文）。

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

5、通過遺傳特征極大地降低了硬件的復(fù)雜度。

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

EM258.com的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)4.0網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢是明顯的，但是構(gòu)建一個新型網(wǎng)絡(luò)不是一個企業(yè)力所能及的。136X工程構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)空間信息世界EM258.com是由多維位置標(biāo)識的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)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(biāo)識的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已建成，并成功地運(yùn)行多年。EM258.com多維位置標(biāo)識的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中各個維也是可無限增長樹結(jié)構(gòu)。這些維的無限增長樹結(jié)構(gòu)是不對稱的樹結(jié)構(gòu)，位置定位也具有遺傳特征，且技術(shù)上實現(xiàn)要比IP地址整數(shù)樹難。

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