亚洲三级理论_何寶宏：辯證地看待NGN的IP化項基本原則_電信_NGN及軟交換

何寶宏：辯證地看待NGN的IP化

2006/03/08

　　一.Internet的核心設計理念

　　RFC1958和RFC3724等所描述的“端到端的透明性”是Internet一直堅持的為數不多的Internet體系架構的核心設計理念。所謂端到端的透明性，就是在TCP/IP的設計中，將Internet系統中與通信相關(guān)的部分(IP網(wǎng)絡(luò ))與高層應用(端點(diǎn))分離，最大限度地簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò )的設計。在有些文獻中也稱(chēng)其為“沙漏”模型，如圖1。

　　圖1 Internet的“沙漏”模型

　　Internet“端到端透明性”原理的設計基礎(假設)是假設用戶(hù)的自律性：

Internet最初是由具有共同愛(ài)好的技術(shù)專(zhuān)家設計開(kāi)發(fā)的，他們之間相互信任；

Internet是由科研團體或政府研究機構管理下的非商用網(wǎng)絡(luò )。

　　這一理念后來(lái)隨著(zhù)Internet的發(fā)展得到了延伸，在其內涵中包含了開(kāi)放性和可靠性等，被擴展為：TCP/IP協(xié)議設計中應盡可能地將狀態(tài)信息維護在端點(diǎn)上，網(wǎng)絡(luò )內部不維護與特定應用相關(guān)的任何狀態(tài)信息，因為只有這樣，才可能在網(wǎng)絡(luò )中的某部分發(fā)生故障時(shí)不會(huì )中斷通信，除非通信端點(diǎn)自身出現故障。根據這一擴展后的理念，出現了下面的大家熟知的推論：

(無(wú)連接的)分組交換技術(shù)優(yōu)于傳統的電路交換網(wǎng)絡(luò )，因為分組交換網(wǎng)絡(luò )中不維護狀態(tài)信息，因此只有通信終端發(fā)生故障時(shí)才會(huì )中斷通信；
業(yè)務(wù)與承載分離，IP網(wǎng)絡(luò )中不保存與業(yè)務(wù)和應用相關(guān)的信息，終端智能化而網(wǎng)絡(luò )傻瓜化

　　二.Internet核心理念所面臨的挑戰

　　Internet走到今天，從1969年開(kāi)始到現在36年以后，發(fā)生了很多變化，而且不僅僅是技術(shù)方面的變化，還有其他商業(yè)、市場(chǎng)、政策的變化都影響了Internet往前該怎么走的問(wèn)題。

　　Internet是由科研團體或政府研究機構管理下的非商用網(wǎng)絡(luò ),商業(yè)化是IP遇到的第一個(gè)挑戰。Internet被設計成一個(gè)開(kāi)放接口的網(wǎng)絡(luò )，因此有可能商業(yè)化。上世紀90年代ISP的出現，標志著(zhù)Internet商用化的開(kāi)始。但Internet的開(kāi)放接口只是IP包轉發(fā)服務(wù)，而不是高層業(yè)務(wù)和應用的接口，因此ISP只能提供所謂的“比特管道”業(yè)務(wù)，很難提供可盈利的高層業(yè)務(wù)和應用。但從經(jīng)濟學(xué)的角度看，在激烈競爭的市場(chǎng)環(huán)境下，ISP要生存，要發(fā)展，就必須不斷做投入，但卻不能通過(guò)提供新業(yè)務(wù)(只能是“比特管道”服務(wù))而增加收益，于是ISP遇到了巨大的困難，出現了分化。

　　我們看到最近幾年大量ISP倒閉、破產(chǎn)、兼并，沒(méi)有一個(gè)純粹意義上的ISP能夠活下來(lái)，因為只提供單一的“比特管道”服務(wù)是無(wú)法生存的。長(cháng)此以往，一個(gè)地方的ISP可能就只會(huì )剩下一、兩家，結束自由競爭，產(chǎn)生新的壟斷，從而提高“比特管道”費用來(lái)維持生存。

　　另外一些ISP在面臨生存危機時(shí)，開(kāi)始想辦法利用自己的“比特管道”提供一些增值服務(wù)，于是我們看到很多ISP把他們的IP網(wǎng)絡(luò )圈起來(lái)，增加一個(gè)邊界(Middlebox，中間體)，在他們的網(wǎng)絡(luò )里面提供一些服務(wù)，最典型的成功案例就是現在移動(dòng)數據業(yè)務(wù)所采用的“Walled Garden(帶圍墻的花園)”模式。邊界節點(diǎn)的應用，違反了Internet端到端的透明性原理，因為他們的功能既不是像路由器那樣轉發(fā)IP包，也不是像終端那樣產(chǎn)生或終結IP包，而是對IP包做控制和過(guò)濾。

　　對IP造成嚴峻挑戰的另外一個(gè)變化是用戶(hù)群。Internet最初是由具有共同愛(ài)好的彼此信任的技術(shù)專(zhuān)家設計開(kāi)發(fā)的，可以說(shuō)Internet最初只是為了在一個(gè)關(guān)系密切的社區內多臺電腦之間的相互通信設計的，因此Internet的用戶(hù)彼此之間相互信任是其非常重要的一個(gè)設計假設。

　　如今隨著(zhù)Internet規模和用戶(hù)的日益增加，Internet已經(jīng)演變成了在一個(gè)開(kāi)放的社區中任何人相互之間的通信方式。這個(gè)社區從地域上說(shuō)是全球化的，不存在什么管制(governance)規則，用戶(hù)彼此之間不再相互信任。另外，相互并不信任的用戶(hù)之間的利益也不再是相互一致的了，而是可能存在沖突，如病毒與反病毒、保密與合法攔截、共享與版權保護等，但假設用戶(hù)相互信任的Internet“端到端透明性”設計原則方便了安全攻擊、病毒和其他有害信息的傳播。最后，現在的Internet用戶(hù)已經(jīng)從原來(lái)的技術(shù)人員發(fā)展到了可能不懂技術(shù)，用戶(hù)希望Internet終端像電話(huà)終端那么“傻”和容易使用，導致智能性被迫從終端向網(wǎng)絡(luò )中遷移。

　　三.NGN IP化需要考慮的一些問(wèn)題

　　下面是一些在設計新的包交換網(wǎng)絡(luò )用于承載NGN業(yè)務(wù)時(shí)，必須重點(diǎn)考慮的一些問(wèn)題：

　　必須將商業(yè)和經(jīng)濟因素考慮進(jìn)去;

　　網(wǎng)絡(luò )的智能性要適當增加，終端的智能性適當減少;

　　應該在網(wǎng)絡(luò )中合理部署和使用Middlebox(中間體);

　　注意適應包交換網(wǎng)絡(luò )中邊緣網(wǎng)絡(luò )和核心網(wǎng)絡(luò )特征的差異性，在網(wǎng)絡(luò )邊緣網(wǎng)絡(luò )突發(fā)性很強，網(wǎng)絡(luò )中間的統計復用后的突發(fā)性很弱，可以采用不同的包交換技術(shù);

　　根據用戶(hù)的需要來(lái)考慮兩個(gè)端點(diǎn)中間需不需要提供或限制端到端的透明度。大量電子郵件的泛濫的原因之一就是因為其通信模式是全開(kāi)放的，任何人只要知道你的email地址都可以給你發(fā)email，是一種“無(wú)條件”信任關(guān)系。而即時(shí)通信的工作模式不是這樣的，它做了適當的控制，除非得到接收方的許可，否則就不能給對方發(fā)送即時(shí)消息，這其實(shí)就是“有條件”信任關(guān)系,因此安全性也必email高。

　　將地址里的身份功能和定位功能分離開(kāi)。目前IPv4地址起到兩個(gè)功能，一個(gè)是定位，第二是身份，這給Mobile IP、重編號和Multi-homing等帶來(lái)了很大的挑戰。

　　網(wǎng)絡(luò )應內置性能檢測機制，并向用戶(hù)報告網(wǎng)絡(luò )性能。

　　編址中要包含一定的地理位置信息。

　　代外方式(OOB)傳遞管理和控制信息;

　　演進(jìn)和增強現有的應用/業(yè)務(wù)，保持對新業(yè)務(wù)的透明性和開(kāi)放性。當一種新創(chuàng )造的應用/業(yè)務(wù)成熟和穩定后，網(wǎng)絡(luò )由原來(lái)的“透明傳輸”改稱(chēng)“明確識別”。

　　四.小結

　　從上面的分析可以得出這樣的結論：Internet端到端透明性的核心設計理念并不適合商用。那么，IPv6能否承擔起未來(lái)包交換網(wǎng)絡(luò )的重任呢？

　　筆者認為IPv6是在90年代初設計成形的協(xié)議體系，當時(shí)Internet面臨最大的問(wèn)題是地址短缺和路由爆炸的問(wèn)題，商用化、安全問(wèn)題和服務(wù)質(zhì)量問(wèn)題等并不突出。所以IPv6是以擴大地址空間為核心設計的，沿用了后來(lái)被市場(chǎng)證明了不適合的端到端透明性的設計理念，輕視了QoS、安全以及商業(yè)化等問(wèn)題，這恰好是NGN所不希望的。因此，筆者以為IPv6的商用前景堪憂(yōu)。
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