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前言
從上世紀(jì)８０年代的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ＩＳＤＮ）技術(shù)，到９０年代的基于異步傳輸模式（ＡＴＭ）的寬帶ＩＳＤＮ，直到現(xiàn)在的ＩＰ＋ＭＰＬＳ（多協(xié)議標(biāo)記交換）技術(shù)，人們對(duì)融合目標(biāo)的追求從來(lái)都沒(méi)有動(dòng)搖過(guò)。采用什么樣的技術(shù)和方式融合是現(xiàn)在需考慮的問(wèn)題。
近年來(lái)，雖然ＩＰ在數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域的應(yīng)用范圍繼續(xù)快速擴(kuò)大，但業(yè)界一些人也開始對(duì)ＩＰ技術(shù)是否能夠滿足下一代網(wǎng)絡(luò)（ＮＧＮ）所期望的“電信級(jí)”服務(wù)的要求產(chǎn)生了動(dòng)搖。筆者以為：之所以選擇ＩＰ，并非ＩＰ技術(shù)真的就比別的技術(shù)先進(jìn)多少，而是諸多原因綜合的結(jié)果，尤其是市場(chǎng)現(xiàn)實(shí)使得ＮＧＮ業(yè)務(wù)ＩＰ化的趨勢(shì)幾乎已成定局。但ＮＧＮ承載網(wǎng)絡(luò)如何ＩＰ化，ＩＰ化到什么程度卻值得深入思考和研究。
ＩＰ的核心設(shè)計(jì)理念
�。桑屑夹g(shù)最成功的應(yīng)用就是Ｉｎｔｅｒｎｅｔ。ＲＦＣ３４３９等所描述的“端到端的透明性”是Ｉｎｔｅｒｎｅｔ少有的、一直堅(jiān)持的體系架構(gòu)的核心設(shè)計(jì)理念。所謂端到端的透明性，就是在ＴＣＰ／ＩＰ的設(shè)計(jì)中，將Ｉｎｔｅｒｎｅｔ系統(tǒng)中與通信相關(guān)的部分（ＩＰ網(wǎng)絡(luò)）與高層應(yīng)用（端點(diǎn)）分離，最大限度地簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。
這一理念后來(lái)隨著Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的發(fā)展得到了延伸，在其內(nèi)涵中包含了開放性和可靠性等，被擴(kuò)展為：ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能地將狀態(tài)信息維護(hù)在端點(diǎn)上，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部不維護(hù)與特定應(yīng)用相關(guān)的任何狀態(tài)信息，因?yàn)橹挥羞@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(xiàn)故障。根據(jù)這一擴(kuò)展后的理念，出現(xiàn)了下面的大家熟知的推論：
（１）（無(wú)連接的）分組交換技術(shù)優(yōu)于傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)榉纸M交換網(wǎng)絡(luò)中不維護(hù)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；
（２）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(yīng)用相關(guān)的信息，終端智能化而網(wǎng)絡(luò)傻瓜化。
電信業(yè)務(wù)對(duì)Ｉｎｔｅｒｎｅｔ理念的挑戰(zhàn)
�。桑姓Q生于３０多年前，目前無(wú)論是ＩＰ所面臨的技術(shù)環(huán)境、商業(yè)環(huán)境、社會(huì)環(huán)境還是政策環(huán)境，都發(fā)生了翻天覆地的變化。這些變化導(dǎo)致ＩＰ技術(shù)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
１．商用化
上世紀(jì)９０年代出現(xiàn)的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)運(yùn)營(yíng)商（ＩＳＰ），標(biāo)志著Ｉｎｔｅｒｎｅｔ從教育科研走向了商業(yè)化應(yīng)用。但在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，端到端透明性所帶來(lái)的開放架構(gòu)的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ讓ＩＳＰ能夠提供的業(yè)務(wù)只能是“比特管道（ｂｉｔ ｐｉｐｅ）”，而同時(shí)ＩＳＰ又必須投入大量的人力、財(cái)力和物力在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上，這在經(jīng)濟(jì)學(xué)上是一個(gè)悖論，導(dǎo)致前幾年大量ＩＳＰ破產(chǎn)或被兼并，嚴(yán)重?fù)p害了競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，也降低了ＩＳＰ對(duì)Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的投入。
這樣發(fā)展下去的結(jié)果無(wú)非有兩個(gè)：要么諸多ＩＳＰ從自由競(jìng)爭(zhēng)逐步演變成（區(qū)域性）的寡頭壟斷；要么ＩＳＰ不只是提供“比特管道”服務(wù)，而是利用所謂的“中間體“（Ｍｉｄｄｌｅｂｏｘ）技術(shù)對(duì)其ＩＰ網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制，提供利潤(rùn)更高的、差異化的、用戶可見的其它應(yīng)用以增加收益，但這是以破壞Ｉｎｔｅｒｎｅｔ端到端的透明性的核心設(shè)計(jì)理念為代價(jià)的。
２．用戶群
對(duì)ＩＰ造成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的另外一個(gè)重要變化是用戶群。Ｉｎｔｅｒｎｅｔ最初是由具有共同愛(ài)好的彼此信任的技術(shù)專家設(shè)計(jì)開發(fā)的，并且是由科研團(tuán)體或政府研究機(jī)構(gòu)管理下的非商用網(wǎng)絡(luò)。因此Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的用戶彼此之間相互信任是其非常重要的一個(gè)設(shè)計(jì)假設(shè)。
如今隨著Ｉｎｔｅｒｎｅｔ規(guī)模和用戶的日益增加，Ｉｎｔｅｒｎｅｔ已經(jīng)演變成了在一個(gè)開放的社區(qū)中任何人相互之間的通信方式。這個(gè)社區(qū)從地域上說(shuō)是全球化的，不存在什么管制規(guī)則，用戶彼此之間不再相互信任。另外，相互并不信任的用戶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(quán)保護(hù)等，但假設(shè)用戶相互信任的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ“端到端透明性”設(shè)計(jì)原則方便了安全攻擊、病毒和其他有害信息的傳播。最后，現(xiàn)在的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ用戶已經(jīng)從原來(lái)的技術(shù)人員發(fā)展到了可能不懂技術(shù)，用戶希望Ｉｎｔｅｒｎｅｔ終端像電話終端那么容易使用，導(dǎo)致智能性被迫從終端向網(wǎng)絡(luò)中遷移。
ＩＰｖ６技術(shù)的困境
下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（ＩＰｖ６）最核心的優(yōu)點(diǎn)是解決地址短缺問(wèn)題，但網(wǎng)絡(luò)地址翻譯（ＮＡＴ）技術(shù)也能夠解決地址短缺問(wèn)題，二者的主要區(qū)別在于希望“控制”多些，還是希望“透明性”多些。ＮＡＴ破壞了Ｉｎｔｅｒｎｅｔ端到端的透明性，增加了網(wǎng)絡(luò)的控制權(quán)和復(fù)雜性，存在可擴(kuò)展性的問(wèn)題，因此只適用于客戶／服務(wù)器模式的應(yīng)用和在小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)中使用。而ＩＰｖ６最大的目的是恢復(fù)以Ｉｎｔｅｒｎｅｔ核心的設(shè)計(jì)理念“端到端透明性”的方式解決地址短缺問(wèn)題。
雖然ＩＥＴＦ已經(jīng)將ＩＰｖ６選擇作為下一代Ｉｎｔｅｒｎｅｔ（ＮＧＩ）的協(xié)議，而且計(jì)算機(jī)界和通信界都寄予了很高的期望，但ＩＰｖ６除了能夠帶來(lái)更多的地址空間外，其它方面的所謂優(yōu)勢(shì)是非常值得探討的，這里簡(jiǎn)單列舉幾個(gè)：
�。ǎ保桑校觯稕](méi)有合適的商業(yè)模型。基于ＩＰｖ４的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的商業(yè)模型是失敗的，網(wǎng)絡(luò)管理能力不能滿足電信運(yùn)營(yíng)的需要，而ＩＰｖ６設(shè)計(jì)上在商業(yè)模型和管理能力方面幾乎沒(méi)有任何實(shí)質(zhì)性突破。
（２）ＩＰｖ６保證ＱｏＳ仍然非常困難。目前解決ＩＰ ＱｏＳ的技術(shù)主要是ＤｉｆｆＳｅｒｖ、ＩｎｔｅｒＳｅｒｖ和多協(xié)議標(biāo)記交換（ＭＰＬＳ），而它們同時(shí)適用于ＩＰｖ４和ＩＰｖ６。ＩＰｖ６設(shè)計(jì)原理上的性能改進(jìn)與電信界所期望的服務(wù)質(zhì)量（ＱｏＳ）保證完全是兩回事。換言之，ＩＰｖ６將使用與ＩＰｖ４相同的技術(shù)解決ＱｏＳ問(wèn)題。
（３）ＩＰｖ６的安全性與ＩＰｖ４相比，沒(méi)有明顯改進(jìn)。ＩＰｖ４和ＩＰｖ６都是使用ＩＰＳｅｃ協(xié)議提供安全性保證，區(qū)別只是ＩＰｖ４對(duì)ＩＰＳｅｃ的要求是可選的，ＩＰｖ６對(duì)ＩＰＳｅｃ的要求是強(qiáng)制的。但ＩＰｖ６對(duì)ＩＰＳｅｃ的強(qiáng)制性要求只是實(shí)現(xiàn)上的，并不要求應(yīng)用中都一定使用，因?yàn)橐皇菦](méi)這個(gè)必要，二是都使用會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生重大影響。因此從這點(diǎn)上說(shuō)二者的安全性幾乎是等價(jià)的。另外，這種設(shè)計(jì)與國(guó)家的相關(guān)安全政策之間也可能存在沖突。
�。ǎ矗┮苿�(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)并不一定需要ＩＰｖ６。一般認(rèn)為移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要大量的ＩＰ地址空間資源，必須使用ＩＰｖ６地址，但現(xiàn)在的實(shí)際情況是很多移動(dòng)數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)商并未采用Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的完全開放的商業(yè)模型，而是更喜歡 “Ｗａｌｌｅｄ Ｇａｒｄｅｎ?穴帶圍墻的花園?雪”的商業(yè)模型，即把用戶限制在一個(gè)封閉的網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，因?yàn)檫@樣做運(yùn)營(yíng)商能夠更容易地控制業(yè)務(wù)和用戶，計(jì)費(fèi)方便，而且安全性也更高。而當(dāng)采用“Ｗａｌｌｅｄ Ｇａｒｄｅｎ”商業(yè)模型時(shí)，移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)與Ｉｎｔｅｒｎｅｔ形成隔離的編址域，因此運(yùn)營(yíng)商幾乎不約而同地選擇使用更加成熟、廉價(jià)和更熟悉的?穴私有?雪ＩＰｖ４編址。
（５）現(xiàn)有ＩＰｖ４應(yīng)用向ＩＰｖ６演進(jìn)困難。盡管在新應(yīng)用中支持ＩＰｖ６是一件很直接的事情，但讓所有的基于ＩＰｖ４的大量老應(yīng)用實(shí)現(xiàn)雙協(xié)議棧卻并不輕松。原來(lái)ＩＰｖ４已有的系統(tǒng)、工具和他們的生命周期，都是巨大的。
概括起來(lái)，ＩＰｖ６是在９０年代初設(shè)計(jì)成形的體系，當(dāng)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，端到端透明性設(shè)計(jì)理念所帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)依然非常明顯，而該理念給商用化、安全問(wèn)題和服務(wù)質(zhì)量所帶來(lái)的問(wèn)題還不突出，所以ＩＰｖ６繼續(xù)沿用了最近１０年來(lái)被證明并不合適的端到端透明性的體系架構(gòu)設(shè)計(jì)理念，以擴(kuò)大地址空間為核心目標(biāo)加以設(shè)計(jì)。因此，筆者認(rèn)為ＩＰｖ６堅(jiān)持的是已經(jīng)“不合時(shí)宜”的體系架構(gòu)設(shè)計(jì)理念，除非對(duì)ＩＰｖ６做大的升級(jí)改造，否則商用前景堪憂。
小結(jié)
用于承載電信業(yè)務(wù)的ＩＰ網(wǎng)絡(luò)可能的發(fā)展思路有三條：（１）繼續(xù)沿用Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的架構(gòu)和已有ＩＰ技術(shù)，在現(xiàn)有架構(gòu)和技術(shù)基礎(chǔ)上，增加對(duì)ＱｏＳ、安全和運(yùn)營(yíng)等的支持，最大限度地“ＩＰ化”；
�。ǎ玻┲皇褂茫桑蓄^格式和地址，只保留ＩＰ封裝而拋棄其他與電信化關(guān)系不大的技術(shù)，最小限度地“ＩＰ化”；
�。ǎ常┻M(jìn)行取舍，將二者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。
傳統(tǒng)電信網(wǎng)和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ都取得了巨大的成功，但二者采用了不同的、甚至矛盾的設(shè)計(jì)理念。ＩＰ中的很多技術(shù)，或者是ＩＰ電信網(wǎng)所不希望的，或是沒(méi)有必要的。筆者以為，非常令人遺憾的是目前國(guó)內(nèi)外對(duì)ＩＰ電信網(wǎng)的研究思路似乎都是在走第一條道路，過(guò)度迷信ＩＰ技術(shù)。將電信領(lǐng)域希望的一些功能要求簡(jiǎn)單地“疊加”到現(xiàn)有的ＩＰ和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ架構(gòu)上去，否定傳統(tǒng)電信中一些仍然非常行之有效的技術(shù)，或者因?yàn)椋桑睿簦澹颍睿澹舸嬖诘膯?wèn)題而一味否定ＩＰ技術(shù)的做法，并不科學(xué)。筆者將這種模式稱為“疊加模型”。
而ＩＰ電信網(wǎng)應(yīng)走第三條道路，即筆者所謂的“集成模型”。構(gòu)建ＩＰ電信網(wǎng)不應(yīng)該是簡(jiǎn)單的在現(xiàn)有的ＩＰ之上增加業(yè)務(wù)控制、ＱｏＳ和安全機(jī)制等，而是要更新Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的設(shè)計(jì)理念。現(xiàn)在要做的是改變思路，研究如何根據(jù)ＩＰ技術(shù)和傳統(tǒng)電信技術(shù)各自的特點(diǎn)，根據(jù)商用的需要，從體系架構(gòu)開始重新考慮，先對(duì)ＩＰ技術(shù)做“減法”，去掉不適合商用的東西，再做“加法”，增加必要的機(jī)制，將二者真正有機(jī)地緊密“集成”起來(lái)，而不是簡(jiǎn)單地“疊加”起來(lái)。
作者：何寶宏 來(lái)源：泰爾網(wǎng)
