5G時代 和TCP IP說拜拜

2021-09-23 01:36:21 字數 2582 閱讀 1124

i just don』t love you anymore這一首可以單曲迴圈一星期的歌曲,此刻聽來,彷彿是5g唱給tcp/ip聽的。

眾所周知,4g lte全面ip化,上層傳輸走的是tcp/ip協議。

但是,我們熟悉的這個構架並沒有發揮出流動網路的全部潛力,甚至阻礙了未來網路的發展。

lte使用者面協議構架

tcp/ip制約了移動網際網路

大概在1年前,我就聽過一位專家吐槽。他說,tcp/ip一開始就是個錯誤…

網際網路和tcp/ip本身是乙個複雜的政治、經濟、社會和技術的綜合產物,背後有一大堆動機,絕非單純的技術可解釋。它們打著「開放」的旗幟碾壓「封閉」的電信帝國,這是不公平的,錯誤的。

為什麼tcp/ip佔盡優勢?網路世界本身就是試錯的產物,tcp/ip也不例外。然而,tcp/ip以一種極權主義的姿態統治著網路時代,這可能會導致我們今後犯更多錯誤。

毫無疑問,tcp/ip協議自上世紀70年代發明以來,連線了無數計算機,推動了網際網路蓬勃發展。

那些年我們犯過的錯

誠然,3gpp和ietf都是偉大的標準化組織。

3gpp的蜂窩流動網路史無前例的改變了世界,全球漫遊,無所不在的移動連線,為人類帶來了精彩紛呈的移動生活。gsm是迄今最偉大的移動語音通訊網路,gprs、umts和lte推動我們進入了移動網際網路時代。流動網路已經像水、電一樣,成為人們日常生活必不可少的一部分。

ietf也為流動網路提供了網路協議,這包括tcp/ip、sctp/diameter(用於lte s1接入與核心網信令)、sip(用於volte)。

可以說,兩者的結合與互補推動了繁榮的移動互聯時代。

但是,這種結合有點」勉強「。internet為固定網路和網路互聯設計,3gpp為移動性連線而生;internet的連線是分布式的,而移動通訊網路是集中控制的,兩者基因本不同,不免帶來網路低效、成本高昂等問題。

要詳細解釋這個問題,我們得從3gpp lte的協議構架說起。

對於使用者面,

lte延續了gprs和umts,採用了基於ip的通訊協議——gtp隧道協議。它是端到端的建立直接的gtp隧道,使用者ip通過gtp承載隧道從終端(ue)傳送到核心網(pgw)。在這種構架下,接入網被無視,沒有使用者級的路由選擇,沒有感知內容的能力,也沒有內在的使用者面安全機制。甚至,每一次移動性遷移都不得不更新gtp隧道。

這種端到端的使用者面構架,需要很多協議來層層「橋接」,要對gtp隧道封裝和解封,ipsec加密、rohc壓縮等等,這無疑增加了傳輸時延,也增加了處理成本。

對於控制面,

gtp-c是信令控制協議,epc承載建立需要單獨的gtp-c控制協議,只有當epc控制面承載建立信令完成之後,ip包才能在流動網路和外部網際網路間傳送。

這種從控制面到使用者面的承載建立方式,同樣也增加了傳輸時延和處理成本。

所以,我們一直在犯錯。

從gprs、umts,再到lte,為了提公升無線速率,我們費盡心思,花了鉅額成本去投資無線接入部分,然而,我們在協議構架上卻一直止步不前。作為移動互聯端到端生態的一部分,我們需要更高效的流動網路,讓網路每一部分都發揮應盡之力。

這種低效的gtp&ip組合,浪費我們的無線投入,迫切需要重新定義新的協議。

還有安全問題。

安全第一

目前的移動網際網路根本沒有基於使用者本身的網路接入安全機制。

ssl、tls和https都是一刀切的、端到端的加密方式,它為所有的資料報加上開銷,並通吃各種應用和服務。

使用者對安全要求更高,所有的安全都要基於使用者層面考慮,而不是大一統的安全機制。作為運營商,我們不得不實時緊盯使用者的安全問題。問題就來了,如果在網路使用者面接入上,沒有基於使用者級的安全管理機制,那麼,我們勢必將花費大量人力物力去保障使用者的安全問題,這就增加了網路opex。

因此,我們需要更加靈活的、面向未來的安全機制,比如,我們可能會選擇基於使用者面的接入鑑權,來代替基於控制面的使用者鑑權。

總之,面向未來,目前流動網路的協議構架已制約了發展,5g是我們的最後機會,否則,可能還要等10年。

如果我們不改進從基站到網際網路的協議構架,傳統低效的gtp&ip勢必浪費我們更多的無線投資,網路的效能、安全性、移動性和規模性等都將受到制約,這將進一步影響運營商擴充套件ar/ vr、物聯網等新業務,拓展垂直領域市場。

是時候改變了。

所以,各大組織已提出了下一代協議組(ngp)的倡議,包括電信標準化協會(etsi)和國際網際網路工程任務組(ietf),以替換tcp/ip。

也許,未來5g的協議構架是這樣的……

那首歌又唱起來...

我只是不愛你了

我不愛了

不愛了再也不愛了

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