网络流量的今天和明天（140310）

闵应骅

   流量是金钱，流量是资源，流量也是社会的推动力。IEEE Spectrum 2014年3月号发表Cisco的三年后网络流量的预测。这些数据对于网络研究有重要的启示。今介绍如下。

根据全世界ISP（网络服务提供商）观察到的数据，Cisco预计到2017年全球因特网年流量将达到1.4 十万亿亿字节（Zettabyte，即10²¹字节），而2012年才528百亿亿字节（Exabyte，即10¹⁸字节）。5年大约增长3倍。那时，80-90%的因特网流量将是某种形式的视频，其他则包括机器到机器的通讯和移动装置的大量产生。（这里我没有用泽字节、艾字节等单位，因为觉得不够直观。）

图1

图1是预测的2017年因特网流量。在中东和非洲，智能手机和其他移动设备使得流量增速较快。在发达国家，智能手机市场基本饱和，机器对机器的通讯将推动流量的增加。黄色圆条表明，到2017年，亚太地区每月的流量约43千万亿字节（Petabyte，即10¹⁵字节），北美约40千万亿字节，而中东和非洲才几千万亿字节。红色圆条则表明年增长率，亚太地区年增长率达到20%，而中东和非洲将达到近乎40%的增长。

图2

图2是流量分区分类的分析。图2中黄色圆条表明城市流量每月多少千万亿字节。2013年约为35千万亿字节，到2017年将增加到>70千万亿字节。而赭色，即长途流量的增长，2013年它比城市内的流量还要多，而到2017年，比城市内流量要少20千万亿字节。因为某些长途链接由于共享而节省一些流量，例如基于内容的网络传送将把大家关心的媒体内容直接送到城域网。虽然长途链接的流量也会稳步增长，但城市内流量还是增长更快。下面是流量的分类分析，它表明视频压倒一切。到2017年，视频将达到每月>50千万亿字节，而Web、电子邮件和数据<15千万亿字节，文件分享约8千万亿字节，而游戏少得可怜。几乎可以忽略。所以，到2017年，视频将成为客户因特网的主要流量。网络技术的改进使媒体信息分享的流量越来越多，包括电影和电视节目。从P2P，到基于内容的网络，由于根据流量计价，给ISP极大的压力。看来可能还是要根据服务计价，因为第三产业都是根据服务计价的。

我们不知道Cisco是怎么得到这些流量数据的统计结果和预测的，是不是科学，我们不知道。但从直观上看，这些分析还是靠谱的。这些数据给我们网络科研方面能有什么启示呢？本人以为：

1．  视频流量所占比重越来越大。那么，视频压缩和容差技术就很重要。容错（Fault-Tolerance）技术是要容软硬件故障，而容差（Error-Tolerance）则是容数据差错。视频中的某些差错不影响视觉效果。但是，哪些差错可以容，哪些不能容，能容到什么程度，可是个大问题，需要研究。所以，也许要用选择性的有损压缩技术。

2．  流量模型化一直是流量工程里的大问题。过去用普阿松流，后来的自相似、突发模型，以至于我和我的学生提出用半马尔科夫过程模型，都产生不出真实的因特网流量。因而，基于网络模拟得出的结论都是可疑的，不管你用什么样的网络模拟软件。流量模型不对，结果就不可信。然而，我们看到大多数网络方面的论文都是基于网络模拟的，都回避了流量模型这个大问题。

3．  下一代互联网应该尽可能的使用流的共享，以节约流量；ISP应该以服务计价。这些都是很值得研究的问题。