辨证地看待NGN的IP化

[2005-3-24 16:41:00] 关键字：NGN¹⁴

　　NGN的IP化。我演讲的主要内容分为四个方面，第一看一看IP设计中的一些假设、理念；第二看一看当时的假设、想法到今天遇到了什么问题，应该注意的困难是什么；第三既然大家都看到NGN的IP化趋势，但是IP化并不是把所有的东西都IP化，需要辨别地、有选择性地IP化，而不是全都IP化，个人的观点是要破除对IP化的迷信；第四点NGN的IP化还有很多问题，提出个人的观点和看法。

　　从批判地态度看NGN的IP化看一看会有什么问题。

　　IP基本的设计思想，E2E Transparency的基本原理，将网络中尽量少地保存信息，把所有的与高层的业务和应用相关的状态都保留在终端上，这样会带来很多好处。好处第一条是分组交换网络技术优于传统的电路交换网络；第二条是业务与承载分离，终端智能化而网络则变成傻瓜化了。这也是NGN所认可的，我个人认为这里面存在一些市场或者是技术的挑战。之所以设计出这么一套架构体系有两个基本假设，最核心的假设是这两个都是自律性的假设。Internet的假设是用户是可信任的，最初是由具有共同爱好的技术专家设计开发的，他们彼此之间相互信任、协同工作，而现在的情况不是这样的，我们不再是相互信任，也不再是协同工作了。

　　当时是由科研团体活政府研究机构管理下的非商用的网络，在原来设计中没有考虑商业化、商用的问题，直到90年代随着ISP的出现才标志着Internet商业化的开始。核心思想概括起来的就是这样一张图，是一种典型的沙漏模型，中间的腰是很细的，只有IP的协议，这是Internet设计的最核心理念或者是思想。Internet走到今天，从1969年开始到现在36年以后，我们发现发生了很多变化，不仅仅是技术方面的变化，还有其他商业、市场、政策的变化都影响了Internet往前该怎么走的问题。这是David Clark先生的观点，当时Internet还没有考虑PC和LAN的使用问题，光纤还在实验室里，最高速仅56K，所要承载的仅仅是文本方式没有大量计算的需求，通信只是管制和垄断环境下的话音通信，而今天发生了很大的变化，从技术来讲速率已经超过一百万倍以上了，另外是无线通信方式的繁荣和发展。当时设计的基础是Internet是在有线网工作，而不是在无线网。

　　PC无处不在，嵌入式计算，再就是商用化，在商用化过程中有很多的问题。社会环境变了。Internet能够商用化是因为它提供了开放的接口，但是不是对业务的开放借口，而是IP包的传输服务，如果要将Internet商用提供的就是提供IP包的转发服务。

　　对一个SP来说，SP标志着Internet商用的开始，当SP在90年代出现时说只能提供包转发的业务，发生的情况是融合了，最近几年已经看到大量SP的倒闭、破产、兼并，没有一个纯粹的SP能够活下来，因为它只提供单一的服务，要么转型。如果继续这样下去的话，SP的结果是只剩下一家，或者是在竞争开放的市场下剩下一家了，提高费用来维持它的生存。另外一种方式是当SP没有办法提供比特生存时，一定会想办法提供其他的增值服务，很多SP会把他的IP网络圈起来设计一个边界，在这里提供服务，最典型的模型就是现在移动数据业务所采用的Walled—garden模式。随着移动数据业务以及其他的出现，Walled—garden模型开始流行。在网络中间增加新的设备，这种节点的功能是控制、过滤。

　　用户的变化，随着Internet应用范围的不断扩大，用户不断增加，出现了以下现象，用户彼此之间不再相互信任，这一点很明显。但是因为用户之间不再信任端到端的透明性，受到了安全攻击，病毒以及其他有害信息的传播。因为你是透明的，没有任何控制机制，导致了安全问题层出不穷。因为用户往往不清楚如何来对付这些安全问题。Windows经常发布一些安全方面的指令，我想在座的一半以上留意了不太知道怎么操作，给用户技术性的负担太重。用户之间的利益可能会相互冲突的，当时假设用户之间彼此信任、协同工作，现在存在着病毒与反病毒的问题，保密与合法拦截的问题，信息共享与版权保护的问题，还有P2P大行其道，现在网上短短几年时间40％已经是P2P的流量了，还有TCP的问题，这是假设用户是自律的。用户可能不懂技术，用户希望Internet终端像电话终端那样“傻”，智能性向网络中迁移。

　　由于刚才所做的那两种假设和面临的问题，我们看到今天的Internet已经不是很细的腰了，已经发生中年危机了，需要底层的QoS的支持，现在必须要让二层知道三层的要求是什么；当年所有的Internet都是基于IPv4开发的，现在是IPv6我们忽然发现应用开发时既有IPv4又有IPv6，业务与承载的分离，可以说业务与承载Internet也没有完全作用，因为所有的业务还是以板本块存在的，Internet没有完全做到应用与承载的分离；出现大量的NAT、ALG的使用，把第三阶段不再是透明的了，而是有一些防护信息、防护设备；灵活性受到一些挑战。当然还有一个灵活的问题了，还有IP Over IP。走到今天是不是Internet的潮气不再了？第一是透明性不在了，第二是Fate sharing带来的健壮性，第三是动态路由，第四条是地址的唯一性，第五点地址的稳定性，第六点是无连接的业务，第六是永远在线的业务，第七是P2P通信模型，P2P有可能是永远无法做到商用的业务。第八是应用/业务的独立性也没有做到。

　　说了半天IP的不好，还要说为什么NGN IP化的必然，已经实现了业务与承载分离的尝试，话音业务虽然目前主要承载在ATM/SDH上，但也可以承载在IP上，并且已经得到了正在大规模运营的VoIP网络实践证明，我们必须得做演进，但是演进不是全盘演进的。对IP应用/业务投入远高于对网络的投入。如何辩证地来看待NGN的IP化问题，话音网和Internet想融合搞一个NGN，NGN的很多思路人们沿用了Internet开放、透明的架构来做，在图的右层，我个人的看法是需要借鉴话音网的东西，但是也需要保留一些东西。现在要破除对IP的迷信，不是简单地在Internet上加QoS，举个例子，以太网，1972年发明以太网时，今天的以太网跟当年有什么区别？我想今天所有的以太网留下什么了？以太网留下的第一，以太网的格式依然保留，WAP地址仍然留着，以太网的物流和工作能力荡然无存，留下的就是以太网的风光和地址，会不会走到以太网经济？我觉得是有可能的。很可能在IP里不是增加一些东西，而是先丢掉一些东西再增加一些东西。未来包交换网络应该是同时支持co—ps/cl—ps业务以及可能的其他转发环境。

　　在设计新的、未来Internet时，必须考虑商业和经济因素，也就是我们在设计IPv6时是否考虑到Internet需要商用的问题。网络的智能性要适当增加，终端的智能性适当减少，这是我个人的看法。Middlebox的应该在网络中合理部署和使用，适应包交换网络中边缘和核心留恋特征的差异性，边缘网络突发性很强，中间的很弱，设计时可以区分，可能在网络边缘、网络核心可以采用不一样的包交换网络。根据用户的需要来考虑两个端点中间需不需要提供或限制E2E的透明度。大量电子邮件的泛滥的原因之一就是页面的通信模式是全开放的，任何人只要知道你的E—mail地址都可以给你发E—mail。而即时通信的工作模式不是这样的，它做了适当的控制，是非你在给我发即时通信消息之前得到我的许可，除非获得接收方的许可才能做即时通信，也就是有条件地信任。

　　最后是将IP地址里的身份功能和定位功能分离开。IPv4地址起到两个功能，一个是定位的功能，另外是身份的功能，由于在IP地址里两种功能的重叠导致了MIP、Renumber等问题的出现。另外网络应内置性能检测机制，向用户报告。当年希望把Internet设计成黑盒子，今天突然发现希望知道网络的性能、拓扑、安全等等，设计一个黑盒子发现还是不行，需要加一些东西，跟刚才的思路是一样的，要适当的让一些东西让其他节点知道。另外FPBN架构要包含一定的地理位置信息。另外是OOB方式传递管理和控制信息，演进和增强现有的应用/业务，保持对新业务的透明性和开放性，当一种新创造的应用/业务成熟和稳定后网络由原来的透明传输改称明确识别。

　　IPv6能否承担起NGN的重任呢？左边是Geoff Huston的观点，他对IPv6的优点都提出了他的疑问，IPv6行不行？根据上述的观点、看法，IPv6是在90年代初设计成形的协议体系。当时还没有商用化。当时面临最大的问题是地址短缺问题，而不是安全问题，商用化的问题、服务质量的问题，所以IPv6以地址为核心，轻视了QoS安全以及商业华的考虑，仍然沿用了IPv4端到端透明性的设计理念。另外设计理念的应用是不统一的。任何IPv6上没有办法用语音，IPv6希望恢复端到端的透明性，我个人的看法可能不是NGN承载时所希望的，所以IPv6能否承担起需要进一步讨论或者是做新的改造。

　　我们能够看到网络融合的步调，是从第一层走向第二层，希望做一个ATM或者是以太网，后来发现二层不够，网络融合从第一层、第二层到第三层一直在往前走，今天要做的IMS或者是软交换是希望在第五层实现融合，我们从IMS到NGN似乎缺了一些东西，由于以下技术的不确定性给IMS的架构带来复杂性的问题。我个人的看法，现在对IPv6的研究是希望将电信业务控制、管理架构在IPv6之上，这是一种叠加的模型，不想对IP做任何的改造，只是想在里面增加一些安全性、移动性、QoS，而没有进行更大的先改后加，而是希望加上更多的东西，导致了问题的复杂化。

　　刚刚提到架构的问题，除了安全、QoS问题比较高以外，对IP面临的其他问题几乎没有关注，但是IP一直仍然坚持的是端到端的透明性，导致IP对QoS问题的复杂化。软交换与IMS会不会是一厢情愿？与Internet关系未定，P2P所带来的挑战，最后就是关于应用时间的展望，根据技术成熟的经验一般需要十年左右的时间才可能成熟，从软交换NGN IMS的提出，现在还不到，真正商用还需要一段时间，大规模普及需要30年的时间，才会发现问题和存在的缺陷。我们看到IP也走过了30年，发现存在着一些问题，NGN需要多长时间能够大规模商用呢？