IP融合技術(shù)熱潮下的懷疑和反思
2004/12/20
人們對于采用綜合的技術(shù)，追求將數(shù)據(jù)、話音和視頻等業(yè)務“一網(wǎng)打盡”的夢想從來都沒有停止過。從20世紀80年代的綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(ISDN)技術(shù)，到基于異步傳輸模式(ATM)的寬帶ISDN，直到現(xiàn)在的IP+MPLS(多協(xié)議標記交換)技術(shù)等，在這一過程中，雖然在技術(shù)選擇上屢戰(zhàn)屢敗，但卻屢敗屢戰(zhàn)，對融合目標的追求從來都沒有動搖過。現(xiàn)在的問題不是要不要融合，而是采用什么樣的技術(shù)和方式融合的問題。
IP 熱潮下的懷疑
在本世紀初，IP技術(shù)徹底擊敗了ATM技術(shù)，成為業(yè)界普遍看好的下一代網(wǎng)絡(NGN)的承載技術(shù)。但IP最初設(shè)計以Best effort的方式工作，用于教育和科研，因此面臨著服務質(zhì)量(QoS)和安全等問題。
雖然將IP技術(shù)“電信化”的工作進行了數(shù)年，但一直沒有找到一種普遍適用的IP QoS解決方案：輕載方式成本過高，流量規(guī)劃困難；InterServ/RSVP模型需要在網(wǎng)絡中保留狀態(tài)信息，擴展性不好；DiffServ模型無法嚴格保證QoS；流量工程技術(shù)復雜。與此同時，隨著IP技術(shù)應用范圍的不斷擴大，安全、地址短缺和可運營等問題日益突出。
進入2004年，雖然IP在數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域的應用范圍繼續(xù)擴大，但業(yè)界一些人開始對IP技術(shù)是否能夠滿足下一代網(wǎng)絡所期望的“電信級”服務的要求產(chǎn)生了懷疑。筆者以為：之所以選擇IP，并非真的IP技術(shù)就比別的技術(shù)先進多少，而是諸多原因綜合的結(jié)果，IP化的趨勢是不可阻擋的。
首先，IP化已經(jīng)成為市場現(xiàn)實。毋庸置疑，數(shù)據(jù)業(yè)務是通信業(yè)務的發(fā)展方向。目前市場上幾乎所有的數(shù)據(jù)業(yè)務(包括傳感器網(wǎng)絡、家庭網(wǎng)絡、移動數(shù)據(jù)網(wǎng)等)已經(jīng)或可以是基于IP的。現(xiàn)實已經(jīng)證明：開發(fā)和部署基于IP的數(shù)據(jù)業(yè)務不僅是可行的，而且是最理想的。
目前已經(jīng)存在一個支持IP業(yè)務的全球性的Internet網(wǎng)；具有大量的使用和支持IP的用戶、業(yè)務開發(fā)人員、運行維護人員，并且正在投入大量的人力和物力完善IP技術(shù)，開發(fā)IP新業(yè)務和應用。
NGN主張業(yè)務與承載的分離，而IP早就這么做了。IP具有一套完善的、開放的、經(jīng)過實踐檢驗的用戶編程接口(SOCKET)，新業(yè)務和應用的開發(fā)與部署獨立于IP網(wǎng)絡，這為業(yè)務和應用的創(chuàng)新提供了廣闊的空間。瀏覽器、門戶網(wǎng)站、搜索引擎、P2P應用等，無一不是IP開放性所帶來的創(chuàng)新。
實踐已經(jīng)證明，IP承載話音(VoIP)等實時業(yè)務是可行的。VoIP網(wǎng)絡的成功運營證明只要處理得當，IP技術(shù)足以保證話音業(yè)務的安全性和服務質(zhì)量。IP之外的其他技術(shù)承載數(shù)據(jù)業(yè)務的可行性從來都沒有得到過驗證。難以想象，如果投入巨大的人力、物力去嘗試諸如WWW/EMAIL/FTP/TE LENE To ver ATM(或over PSTN，或over SDH/WDM)會是怎樣的情形。
目前，業(yè)界已基本停止了在時分復用(TDM)和ATM技術(shù)方面的研發(fā)，加大了在IP技術(shù)上的研發(fā)投入，同時由于ITU、ETSI等電信領(lǐng)域的國際組織在IP技術(shù)領(lǐng)域的介入，IP電信化的投入、研發(fā)和人才儲備出現(xiàn)了良性循環(huán)的局面，而TDM和ATM所面臨的局面則正好相反。
可以預見，隨著IP技術(shù)的發(fā)展、寬帶接入的普及、基于IP的新業(yè)務的不斷涌現(xiàn)、業(yè)務運營模式的逐漸成熟，基于IP的數(shù)據(jù)業(yè)務不但會像現(xiàn)在這樣成為運營商業(yè)務流量的主體，未來也必將會成為其業(yè)務收入的主體，改變現(xiàn)在所面臨的這種IP業(yè)務量占絕對主體而話音業(yè)務的收入?yún)s占絕對主體的局面。
IP網(wǎng)體系架構(gòu)的五點反思
RFC1958和后來的RFC3724所描述的“端到端的透明性”是Internet所堅持的、非常少有的一個體系架構(gòu)設(shè)計理念。所謂端到端的透明性，就是在TCP/IP的設(shè)計中，將Internet系統(tǒng)中與通信相關(guān)的部分(IP網(wǎng)絡)與高層應用(端點)分離，最大程度地簡化網(wǎng)絡的設(shè)計程序。
這一理念隨著Internet的發(fā)展得到了延伸，在其內(nèi)涵中包括了開放性和可靠性等，后來端到端的透明性理念被擴展為：協(xié)議設(shè)計中應盡可能地將狀態(tài)信息維護在端點上，網(wǎng)絡內(nèi)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，才可能當網(wǎng)絡中的某部分發(fā)生故障時不會中斷通信，除非通信端點自身出現(xiàn)故障。根據(jù)這一擴展后的理念，出現(xiàn)了下面的著名推論：(無連接的)分組交換技術(shù)優(yōu)于傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)絡，因為分組交換網(wǎng)絡中不維護狀態(tài)信息，因此只有通信終端發(fā)生故障時才會中斷通信；業(yè)務與承載分離，IP網(wǎng)絡中不保存與業(yè)務和應用相關(guān)的信息，終端智能化而網(wǎng)絡傻瓜化。
Internet這一理念誕生的基礎(chǔ)是：Internet最初是由具有共同愛好的技術(shù)專家設(shè)計開發(fā)的，他們之間相互信任；Internet是由科研團體或政府研究機構(gòu)管理下的非商用網(wǎng)絡。多年后再看這一經(jīng)典理念，這些假設(shè)已經(jīng)發(fā)生了很大變化。
首先，端到端的設(shè)計理念假設(shè)客戶之間相互信任。但現(xiàn)在Internet客戶的動機并不那么單純，端到端的設(shè)計理念假設(shè)所有端節(jié)點是協(xié)同工作的，使互惠互利的基礎(chǔ)產(chǎn)生了動搖。在安全防護方面，不斷增加的Internet客戶要么技術(shù)水平不夠高，要么漠視自身的安全問題，導致運營商在防止新手或安全意識淡漠的客戶免受有意或無意的安全威脅方面需要做的工作越來越多，出現(xiàn)了防火墻、虛擬專用網(wǎng)(VPN)、認證中心(CA)等。
其次，Internet盡力而為(Best effort)的服務模型只適合于FTP、電子郵件等數(shù)據(jù)業(yè)務。有些IP電信業(yè)務，如VoIP、Video、Streaming等需要QoS保證，甚至Multicast的支持。
第三，以前的Internet是非商用的，不必考慮回報。現(xiàn)在的ISP除了提供窄帶/寬帶接入業(yè)務外，還經(jīng)常在自己的網(wǎng)絡中捆綁一些業(yè)務，將客戶鎖定在自己網(wǎng)絡的范圍內(nèi)，已經(jīng)不再是單純的ISP了。
第四，出于社會和法律等方面的考慮，第三方信任機構(gòu)開始介入端到端的通信，負責審計或稅收等方面的工作。
第五，端到端的透明性帶來的是智能在終端上，運營商失去了對業(yè)務的控制權(quán)，使得運營商成為“比特管道”，這是他們所不愿意看到的。
Internet所堅持的“端到端的透明性”實際上是希望在網(wǎng)絡層以及網(wǎng)絡層以上(如應用層)提供透明性，保證業(yè)務和應用的創(chuàng)新與網(wǎng)絡無關(guān)。但在IP電信網(wǎng)中，當希望依靠高層的業(yè)務和應用賺取利潤時，是否還需要從網(wǎng)絡層開始向上為客戶提供端到端的透明性，就很值得研究了。
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