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辩证地看待IP技术

2/14/2005来源:数据通信人气:7281


  人们对于采用综合的技术,追求将数据、话音和视频等业务“一网打尽”的梦想从来都没有停止过。从20世纪80年代的综合业务数字网(ISDN)技术,到基于异步传输模式(ATM)的宽带ISDN,直到现在的ip+MPLS(多协议标记交换)技术等,在这一过程中,虽然在技术选择上屡战屡败,但却屡败屡战,对融合目标的追求从来都没有动摇过。现在的问题不是要不要融合,而是采用什么样的技术和方式融合的问题。

  IP化是大势所趋

  在本世纪初,IP技术彻底击败了ATM技术,成为业界普遍看好的下一代网络(NGN)的承载技术。但IP最初设计以Best effort的方式工作,用于教育和科研,因此面临着服务质量(QoS)和安全等问题。

  虽然将IP技术“电信化”的工作进行了数年,但一直没有找到一种普遍适用的IP QoS解决方案:轻载方式成本过高,流量规划困难;InterServ/RSVP模型需要在网络中保留状态信息,扩展性不好;DiffServ模型无法严格保证QoS;流量工程技术复杂。与此同时,随着IP技术应用范围的不断扩大,安全、地址短缺和可运营等问题日益突出。

  进入2004年,虽然IP在数据通信领域的应用范围继续扩大,但业界一些人开始对IP技术是否能够满足下一代网络所期望的“电信级”服务的要求产生了怀疑。笔者以为:之所以选择IP,并非真的IP技术就比别的技术先进多少,而是诸多原因综合的结果,IP化的趋势是不可阻挡的。

  首先,IP化已经成为市场现实。毋庸置疑,数据业务是通信业务的发展方向。目前市场上几乎所有的数据业务(包括传感器网络、家庭网络、移动数据网等)已经或可以是基于IP的。现实已经证明:开发和部署基于IP的数据业务不仅是可行的,而且是最理想的。

  目前已经存在一个支持IP业务的全球性的Internet网;具有大量的使用和支持IP的用户、业务开发人员、运行维护人员,并且正在投入大量的人力和物力完善IP技术,开发IP新业务和应用。

  NGN主张业务与承载的分离,而IP早就这么做了。IP具有一套完善的、开放的、经过实践检验的用户编程接口(SOCKET),新业务和应用的开发与部署独立于IP网络,这为业务和应用的创新提供了广阔的空间。浏览器、门户网站、搜索引擎、P2P应用等,无一不是IP开放性所带来的创新。

  实践已经证明,IP承载话音(VoIP)等实时业务是可行的。VoIP网络的成功运营证明只要处理得当,IP技术足以保证话音业务的安全性和服务质量。IP之外的其他技术承载数据业务的可行性从来都没有得到过验证。难以想象,如果投入巨大的人力、物力去尝试诸如WWW/EMAIL/FTP/TE LENE To ver ATM(或over PSTN,或over SDH/WDM)会是怎样的情形。

  目前,业界已基本停止了在时分复用(TDM)和ATM技术方面的研发,加大了在IP技术上的研发投入,同时由于ITU、ETSI等电信领域的国际组织在IP技术领域的介入,IP电信化的投入、研发和人才储备出现了良性循环的局面,而TDM和ATM所面临的局面则正好相反。

  可以预见,随着IP技术的发展、宽带接入的普及、基于IP的新业务的不断涌现、业务运营模式的逐渐成熟,基于IP的数据业务不但会像现在这样成为运营商业务流量的主体,未来也必将会成为其业务收入的主体,改变现在所面临的这种IP业务量占绝对主体而话音业务的收入却占绝对主体的局面。

  IP网体系架构的演变

  RFC1958和后来的RFC3724所描述的“端到端的透明性”是Internet所坚持的、非常少有的一个体系架构设计理念。所谓端到端的透明性,就是在TCP/IP的设计中,将Internet系统中与通信相关的部分(IP网络)与高层应用(端点)分离,最大程度地简化网络的设计程序。

  这一理念随着Internet的发展得到了延伸,在其内涵中包括了开放性和可靠性等,后来端到端的透明性理念被扩展为:协议设计中应尽可能地将状态信息维护在端点上,网络内部不维护与特定应用相关的任何状态信息。因为只有这样,才可能当网络中的某部分发生故障时不会中断通信,除非通信端点自身出现故障。根据这一扩展后的理念,出现了下面的著名推论:(无连接的)分组交换技术优于传统的电路交换网络,因为分组交换网络中不维护状态信息,因此只有通信终端发生故障时才会中断通信;业务与承载分离,IP网络中不保存与业务和应用相关的信息,终端智能化而网络傻瓜化。

  Internet这一理念诞生的基础是:Internet最初是由具有共同爱好的技术专家设计开发的,他们之间相互信任;Internet是由科研团体或政府研究机构管理下的非商用网络。多年后再看这一经典理念,这些假设已经发生了很大变化。

  首先,端到端的设计理念假设客户之间相互信任。但现在Internet客户的动机并不那么单纯,端到端的设计理念假设所有端节点是协同工作的,使互惠互利的基础产生了动摇。在安全防护方面,不断增加的Internet客户要么技术水平不够高,要么漠视自身的安全问题,导致运营商在防止新手或安全意识淡漠的客户免受有意或无意的安全威胁方面需要做的工作越来越多,出现了防火墙、虚拟专用网(VPN)、认证中心(CA)等。

  其次,Internet尽力而为(Best effort)的服务模型只适合于FTP、电子邮件等数据业务。有些IP电信业务,如VoIP、Video、Streaming等需要QoS保证,甚至Multicast的支持。

  第三,以前的Internet是非商用的,不必考虑回报。现在的ISP除了提供窄带/宽带接入业务外,还经常在自己的网络中捆绑一些业务,将客户锁定在自己网络的范围内,已经不再是单纯的ISP了。

  第四,出于社会和法律等方面的考虑,第三方信任机构开始介入端到端的通信,负责审计或税收等方面的工作。

  第五,端到端的透明性带来的是智能在终端上,运营商失去了对业务的控制权,使得运营商成为“比特管道”,这是他们所不愿意看到的。

  Internet所坚持的“端到端的透明性”实际上是希望在网络层以及网络层以上(如应用层)提供透明性,保证业务和应用的创新与网络无关。但在IP电信网中,当希望依靠高层的业务和应用赚取利润时,是否还需要从网络层开始向上为客户提供端到端的透明性,就很值得研究了。

  
摘自《人民邮电报》