從固定互聯(lián)網(wǎng)到移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)

標(biāo)簽：TCP WWW

前言

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是移動(dòng)通信網(wǎng)和(固定)互聯(lián)網(wǎng)相互融合的產(chǎn)物。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)原來(lái)各自在其領(lǐng)域，都取得了巨大的成功，但從商業(yè)模型到技術(shù)架構(gòu)，從終端、網(wǎng)絡(luò)到應(yīng)用都存在很多的差異性。二者不同的文化背景和資源優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致以移動(dòng)電話(huà)公司為代表的、以移動(dòng)話(huà)音為主業(yè)的移動(dòng)通信業(yè)，與以互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)廠家為代表的、以數(shù)據(jù)通信為中心的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的理解在諸多方面有所不同。加之最近兩年，隨著美國(guó)蘋(píng)果公司以終端為中心在iPhone、 iTouch、App Store等商業(yè)和技術(shù)方面創(chuàng)新所取得的巨大成功，使得對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的理解出現(xiàn)了“三足鼎立”的局面。

1) 以移動(dòng)網(wǎng)為中心的定義

采用智能手機(jī)/手持?jǐn)?shù)字助理、筆記本電腦和上網(wǎng)本等移動(dòng)終端，通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)接入開(kāi)放互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)接入?yún)f(xié)議(WAP)、IP多媒體協(xié)議(IMS)等互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。這個(gè)理解主要來(lái)自移動(dòng)通信業(yè)，認(rèn)為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是“移動(dòng)網(wǎng)”的發(fā)展，只是所提供的服務(wù)從傳統(tǒng)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)發(fā)展到了“互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)”，終端從手機(jī)發(fā)展到了多種智能終端。這種定義試圖在與3GPP等提出的“移動(dòng)分組網(wǎng)”加以區(qū)別的同時(shí)，引入了兩個(gè)含糊不清的概念：“移動(dòng)網(wǎng)”和“互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)”。廣義的講，移動(dòng)網(wǎng)可以是鏈路層或網(wǎng)絡(luò)層，甚至是應(yīng)用層和內(nèi)容層的，而這里似乎僅指蜂窩移動(dòng)網(wǎng)。另外，把IMS等也納入到“互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)”，而IMS是對(duì)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的技術(shù)性描述，與“互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)”不是一個(gè)層面的事情。

2) WEB為中心的定義

通過(guò)移動(dòng)設(shè)備(如PDA、手機(jī))或其他便攜設(shè)備(如上網(wǎng)本等)連接到公眾網(wǎng)絡(luò)上，訪問(wèn)萬(wàn)維網(wǎng)(WWW)。這種理解來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)界，認(rèn)為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，只突出強(qiáng)調(diào)了手持終端在WEB層面帶來(lái)的差異性。當(dāng)然這里的差異性可以是限制性的(如接入速率慢、終端屏幕小等)，也可以是優(yōu)勢(shì)性的(更好的便攜性、具有位置信息等)。雖然目前互聯(lián)網(wǎng)上絕大多數(shù)的應(yīng)用類(lèi)型是WEB方式的，但也有一些應(yīng)用不是(如需要下載客戶(hù)端軟件)，因此該定義不能涵蓋一些非WEB方式的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用(如部分短消息，地圖等移動(dòng)應(yīng)用)。另外，手持終端和無(wú)線(xiàn)接入鏈路對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層的影響也未考慮在內(nèi)。

3) 以終端為中心的定義

以移動(dòng)終端為中心(注意，不是以手機(jī)為中心)，通過(guò)用戶(hù)界面、開(kāi)發(fā)工具、硬件、分布式處理以及3G+WLAN等無(wú)線(xiàn)接入能力，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，提供了全新的用戶(hù)體驗(yàn)和定價(jià)方式。1990年微軟針對(duì)個(gè)人電腦推出Windows 3.0的創(chuàng)新，徹底改變了PC時(shí)代;1995年網(wǎng)景瀏覽器(及其首次公開(kāi)募股)針對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新，讓(固定)互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)了爆炸式增長(zhǎng);蘋(píng)果公司從2007 年開(kāi)始的基于移動(dòng)終端的創(chuàng)新

(iPhone 、iTouch和App Store)，引領(lǐng)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的新時(shí)代。

本文從固定互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)始，介紹了互聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)及所面臨的移動(dòng)性支持等挑戰(zhàn)，闡述了為應(yīng)對(duì)移動(dòng)性的挑戰(zhàn)，互聯(lián)網(wǎng)目前所做的一些工作以及存在的問(wèn)題等。文章的最后認(rèn)為從互聯(lián)網(wǎng)的外部看，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)仍然采用的是互聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)，只是在網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層等增加了一些移動(dòng)性支持功能而已。而從互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)部看，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)增加的這些功能，雖然對(duì)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)都是演進(jìn)性改變，但因?yàn)榻K端的便攜性和網(wǎng)絡(luò)的廣覆蓋等，這些變化將對(duì)上層應(yīng)用產(chǎn)生“革命性”的影響，傳導(dǎo)后對(duì)整個(gè)人類(lèi)社會(huì)將產(chǎn)生重大影響。

1 互聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)

與移動(dòng)通信網(wǎng)集中控制、層次化路由的體系架構(gòu)不同，互聯(lián)網(wǎng)倡導(dǎo)的是一種建立在“自律”基礎(chǔ)之上的“開(kāi)放”、“平等”和“創(chuàng)新”，讓人人都可以參與建設(shè)和發(fā)展的精神理念。在這一精神理念的指導(dǎo)下，互聯(lián)網(wǎng)工程界提出了“端到端透明性”的核心設(shè)計(jì)理念。RFC3439等所描述的“端到端透明性”是互聯(lián)網(wǎng)少有的、一直堅(jiān)持的體系架構(gòu)的核心設(shè)計(jì)原則。所謂“端到端透明性”，就是在互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(TCP/IP)的設(shè)計(jì)中，將互聯(lián)網(wǎng)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)，將盡可能多的復(fù)雜性和控制放在用戶(hù)終端上。有些文獻(xiàn)也稱(chēng)其為“沙漏”模型，如圖1。今天所看到互聯(lián)網(wǎng)的所有特征(包括移動(dòng)方面外部和內(nèi)部的優(yōu)點(diǎn)及問(wèn)題)，幾乎都與其“端到端透明性”的核心設(shè)計(jì)理念有關(guān)。

這一核心設(shè)計(jì)理念后來(lái)隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展得到了延伸，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。

互聯(lián)網(wǎng)的這一核心設(shè)計(jì)思想，很明顯是基于固定網(wǎng)絡(luò)的：

1) “端到端透明”，意味著互聯(lián)網(wǎng)認(rèn)為無(wú)論是有線(xiàn)的還是無(wú)線(xiàn)的，無(wú)論鏈路層屬性差異如何巨大，網(wǎng)絡(luò)層都會(huì)“盡力而為”地提供服務(wù)，即端到端通信的服務(wù)能力很可能是受限于最差性能段的那段無(wú)線(xiàn)鏈路;

2) 希望把復(fù)雜性放在終端上，意味著終端必須具有很強(qiáng)的計(jì)算和存儲(chǔ)能力，網(wǎng)絡(luò)傳輸這種計(jì)算任務(wù)的能力也要相對(duì)較強(qiáng);

3) 網(wǎng)絡(luò)中最大限度地不保留狀態(tài)信息，意味著網(wǎng)絡(luò)認(rèn)為移動(dòng)性支持不是必須的功能，不屬于體系架構(gòu)要考慮的問(wèn)題，而是“增值”服務(wù)。

2 移動(dòng)性帶來(lái)的挑戰(zhàn)

端到端透明性具有很多優(yōu)點(diǎn)，為后來(lái)互聯(lián)網(wǎng)從實(shí)驗(yàn)室走向社會(huì)，商用化的蓬勃發(fā)展起到了決定性的作用。但這種設(shè)計(jì)有兩個(gè)基本假設(shè)：第一，互聯(lián)網(wǎng)最初是由具有共同愛(ài)好的技術(shù)專(zhuān)家設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的，他們之間相互信任;第二，互聯(lián)網(wǎng)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)。這兩個(gè)假設(shè)滲透到了互聯(lián)網(wǎng)初期的設(shè)計(jì)中，尤其是用戶(hù)之間的相互信任機(jī)制?；ヂ?lián)網(wǎng)由教育科研的應(yīng)用環(huán)境向社會(huì)化應(yīng)用場(chǎng)景的發(fā)展過(guò)程中，出現(xiàn)了很多與體系架構(gòu)密切相關(guān)的問(wèn)題，使得原來(lái)理想化的“端到端透明性”的互聯(lián)網(wǎng)核心設(shè)計(jì)思想遇到了極大的挑戰(zhàn)。