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如果说元宇宙对网络技术带来了 “新挑战”的话 ， 一定是有某些需求给互联网技术带来了较大的麻烦甚至“挑战”到了互联网技术的设计原则；否则的话 ， 靠现有的互联网技术就可以支撑 ， 谈不上“新挑战” 。 我个人认为 ， 元宇宙对网络技术的挑战 ， 与近年来同样受到密切关注的“功能型”终端带来的网络技术挑战类似 ， 主要体现在三个方面 。
挑战一：虚实融合要求真实可信 ， 主要矛盾是端到端信任需求与互联网“开放互联”、“分布式架构”的设计原则之间的矛盾 。
要建立这样的网络空间虚实融合可信治理体系 ， 面临的最大挑战是互联网的分布式架构 。 包括元宇宙在内的互联网应用 ， 对安全可信的需求是端到端的 。 但互联网是一种“网间网” ， 并没有集中控制系统 ， 而是各个自治网络之间依靠默认的彼此信任、以完全分布式的方式来实现互联互通 。 因此如何实现可信治理体系所必需的地址、路由、身份等信息在自治网络之间的安全可信传递 ， 是一个较大的难题 。
拿路由安全来举例 。 2021年10月以来连续出现的Facebook断网事件、韩国电信断网事件等 ， 都体现了互联网域间路由协议BGP的薄弱性 。 为了应对分布式域间路由在安全可信方面的局限性 ， 当前国际互联网协会发起的MANRS（互联网路由安全相互协议）计划 ， 呼吁各运营商部署RPKI系统来实现路由安全 。 但RPKI解决路由安全的思路 ， 是通过一种类集中式的架构来实现的 ， 在一定程度上又违背了互联网“分布式架构”设计原则 。
因此 ， 如何解决网络空间虚实融合可信治理体系与互联网“开放互联”、“分布式架构”设计原则之间的矛盾 ， 是元宇宙对网络技术提出的一大挑战 。 可能的解决途径之一是分布式信任方面的理论和技术创新 。
挑战二：超低时延亟需转发创新 ， 主要矛盾是超低时延需求与互联网“流量开放”、“存储转发”的设计原则之间的矛盾 。
如前所述 ， 在元宇宙应用中 ， 用户以VR/AR终端接入并使用互联网 ， 要求网络交互时延不大于10毫秒 ， 否则会产生头晕 。 这种超低时延需求是当前互联网所无法很满足的 。
事实上 ， 今天的互联网架构在设计原则上并不是 “时延友好”的 。 首先 ， 互联网对流量开放 ， 不作准入控制 ， 因此突发流量非常容易造成网络拥塞 。 拥塞导致的流量“排队时延” ， 是今天互联网端到端时延的最主要来源 。 其次 ， IP协议采用分组交换而非电路交换 。 在分组交换模式下 ， 路由器通过存储转发的方式转发流量 。 每台路由器收到每一个分组 ， 都要经过“存储”、“查表”然后“转发”的操作流程 。 如果采用软件转发的方式 ，“转发时延”不可忽视 。 第三 ， TCP等拥塞控制协议 ， 在丢包的情况下会进行重传 ， 这种时延就更大了 ， 我们可以称其为“协议时延” 。 排队时延、转发时延、协议时延的存在 ， 使得今天的互联网端到端交互时延一般在几十毫秒到几百毫秒之间 ， 这对于“通信型”终端的二维显示和交互应用 ， 是没问题的 ， 但无法满足元宇宙应用以及“功能型”终端的时延需求 。
值得注意的是 ， 就算通过对拥塞控制技术、分组转发技术和报文重传技术的改进 ， 将以上三类时延都降为零 ， 我们也无法克服“物理时延” ， 即光纤信号或无线信号在物理空间中传播所需要的时延 。 电磁波在空气中的传播速度约30万公里/秒 ， 光在玻璃纤维中的传播速度约20万公里/秒 。 以光纤通信为例 ， 哪怕光纤是直线铺设的 ， 10毫秒往返时延也最多传播1000公里 。 一旦端到端通信距离超过1000公里 ， 往返时延必然超过10毫秒 。