從固定互聯(lián)網(wǎng)到移動互聯(lián)網(wǎng)

標(biāo)簽：TCP WWW

前言

移動互聯(lián)網(wǎng)是移動通信網(wǎng)和(固定)互聯(lián)網(wǎng)相互融合的產(chǎn)物。移動通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)原來各自在其領(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，導(dǎo)致以移動電話公司為代表的、以移動話音為主業(yè)的移動通信業(yè)，與以互聯(lián)網(wǎng)和計算機(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)對移動互聯(lián)網(wǎng)的理解在諸多方面有所不同。加之最近兩年，隨著美國蘋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，使得對移動互聯(lián)網(wǎng)的理解出現(xiàn)了“三足鼎立”的局面。

1) 以移動網(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)本等移動終端，通過移動網(wǎng)接入開放互聯(lián)網(wǎng)、無線接入?yún)f(xié)議(WAP)、IP多媒體協(xié)議(IMS)等互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。這個理解主要來自移動通信業(yè)，認(rèn)為移動互聯(lián)網(wǎng)是“移動網(wǎng)”的發(fā)展，只是所提供的服務(wù)從傳統(tǒng)移動通信業(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“移動分組網(wǎng)”加以區(qū)別的同時，引入了兩個含糊不清的概念：“移動網(wǎng)”和“互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)”。廣義的講，移動網(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網(wǎng)。另外，把IMS等也納入到“互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)”，而IMS是對應(yīng)用實現(xiàn)的技術(shù)性描述，與“互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)”不是一個層面的事情。

2) WEB為中心的定義

通過移動設(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，訪問萬維網(wǎng)(WWW)。這種理解來自互聯(lián)網(wǎng)界，認(rèn)為移動互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，只突出強調(diào)了手持終端在WEB層面帶來的差異性。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)用類型是WEB方式的，但也有一些應(yīng)用不是(如需要下載客戶端軟件)，因此該定義不能涵蓋一些非WEB方式的移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用(如部分短消息，地圖等移動應(yīng)用)。另外，手持終端和無線接入鏈路對移動互聯(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

以移動終端為中心(注意，不是以手機(jī)為中心)，通過用戶界面、開發(fā)工具、硬件、分布式處理以及3G+WLAN等無線接入能力，對互聯(lián)網(wǎng)和移動產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，提供了全新的用戶體驗和定價方式。1990年微軟針對個人電腦推出Windows 3.0的創(chuàng)新，徹底改變了PC時代;1995年網(wǎng)景瀏覽器(及其首次公開募股)針對互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新，讓(固定)互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)了爆炸式增長;蘋果公司從2007 年開始的基于移動終端的創(chuàng)新

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

本文從固定互聯(lián)網(wǎng)開始，介紹了互聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)及所面臨的移動性支持等挑戰(zhàn)，闡述了為應(yīng)對移動性的挑戰(zhàn)，互聯(lián)網(wǎng)目前所做的一些工作以及存在的問題等。文章的最后認(rèn)為從互聯(lián)網(wǎng)的外部看，移動互聯(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性支持功能而已。而從互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)部看，移動互聯(lián)網(wǎng)增加的這些功能，雖然對互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)都是演進(jìn)性改變，但因為終端的便攜性和網(wǎng)絡(luò)的廣覆蓋等，這些變化將對上層應(yīng)用產(chǎn)生“革命性”的影響，傳導(dǎo)后對整個人類社會將產(chǎn)生重大影響。

1 互聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)

與移動通信網(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、一直堅持的體系架構(gòu)的核心設(shè)計原則。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)分離，最大限度地簡化網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，將盡可能多的復(fù)雜性和控制放在用戶終端上。有些文獻(xiàn)也稱其為“沙漏”模型，如圖1。今天所看到互聯(lián)網(wǎng)的所有特征(包括移動方面外部和內(nèi)部的優(yōu)點及問題)，幾乎都與其“端到端透明性”的核心設(shè)計理念有關(guān)。

這一核心設(shè)計理念后來隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展得到了延伸，被擴(kuò)展為：TCP/IP協(xié)議設(shè)計中應(yīng)盡可能地將狀態(tài)信息維護(hù)在端點上，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，因為只有這樣，才可能在網(wǎng)絡(luò)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(kuò)展后的理念，出現(xiàn)了下面大家熟知的推論：

1) (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(luò)，因為分組交換網(wǎng)絡(luò)中不維護(hù)狀態(tài)信息，因此只有通信終端發(fā)生故障時才會中斷通信;

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)為無論是有線的還是無線的，無論鏈路層屬性差異如何巨大，網(wǎng)絡(luò)層都會“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線鏈路;

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

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)為移動性支持不是必須的功能，不屬于體系架構(gòu)要考慮的問題，而是“增值”服務(wù)。

2 移動性帶來的挑戰(zhàn)

端到端透明性具有很多優(yōu)點，為后來互聯(lián)網(wǎng)從實驗室走向社會，商用化的蓬勃發(fā)展起到了決定性的作用。但這種設(shè)計有兩個基本假設(shè)：第一，互聯(lián)網(wǎng)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;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)。這兩個假設(shè)滲透到了互聯(lián)網(wǎng)初期的設(shè)計中，尤其是用戶之間的相互信任機(jī)制?；ヂ?lián)網(wǎng)由教育科研的應(yīng)用環(huán)境向社會化應(yīng)用場景的發(fā)展過程中，出現(xiàn)了很多與體系架構(gòu)密切相關(guān)的問題，使得原來理想化的“端到端透明性”的互聯(lián)網(wǎng)核心設(shè)計思想遇到了極大的挑戰(zhàn)。