I just don’t love you anymore這一首可以單曲循環(huán)一星期的歌曲，此刻聽來(lái)，仿佛是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(xié)議。

但是，我們熟悉的這個(gè)構(gòu)架并沒(méi)有發(fā)揮出移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的全部潛力，甚至阻礙了未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

LTE用戶面協(xié)議構(gòu)架

TCP/IP制約了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)

大概在1年前，我就聽過(guò)一位專家吐槽。他說(shuō)，TCP/IP一開始就是個(gè)錯(cuò)誤…

互聯(lián)網(wǎng)和TCP/IP本身是一個(gè)復(fù)雜的政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和技術(shù)的綜合產(chǎn)物，背后有一大堆動(dòng)機(jī)，絕非單純的技術(shù)可解釋。它們打著“開放”的旗幟碾壓“封閉”的電信帝國(guó)，這是不公平的，錯(cuò)誤的。

為什么TCP/IP占盡優(yōu)勢(shì)?網(wǎng)絡(luò)世界本身就是試錯(cuò)的產(chǎn)物，TCP/IP也不例外。然而，TCP/IP以一種極權(quán)主義的姿態(tài)統(tǒng)治著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，這可能會(huì)導(dǎo)致我們今后犯更多錯(cuò)誤。

毫無(wú)疑問(wèn)，TCP/IP協(xié)議自上世紀(jì)70年代發(fā)明以來(lái)，連接了無(wú)數(shù)計(jì)算機(jī)，推動(dòng)了互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展。

但是，Internet初衷是為固定網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)互連而設(shè)計(jì)，而今天我們已經(jīng)發(fā)展到了移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代，再往前看，未來(lái)5G將面臨AR/VR、超高清視頻、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等各種應(yīng)用，用例紛呈，加之網(wǎng)絡(luò)安全的緊迫性越發(fā)凸顯，TCP/IP協(xié)議組難以適應(yīng)未來(lái)，我們需要重新定義新的協(xié)議。

那些年我們犯過(guò)的錯(cuò)

誠(chéng)然，3GPP和IETF都是偉大的標(biāo)準(zhǔn)化組織。

3GPP的蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)史無(wú)前例的改變了世界，全球漫游，無(wú)所不在的移動(dòng)連接，為人類帶來(lái)了精彩紛呈的移動(dòng)生活。GSM是迄今最偉大的移動(dòng)語(yǔ)音通信網(wǎng)絡(luò)，GPRS、UMTS和LTE推動(dòng)我們進(jìn)入了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)像水、電一樣，成為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚囊徊糠帧?/p>

IETF也為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)提供了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，這包括TCP/IP、SCTP/DIAMETER(用于LTE S1接入與核心網(wǎng)信令)、SIP(用于VoLTE)。

可以說(shuō)，兩者的結(jié)合與互補(bǔ)推動(dòng)了繁榮的移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代。

但是，這種結(jié)合有點(diǎn)”勉強(qiáng)“。Internet為固定網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)計(jì)，3GPP為移動(dòng)性連接而生;Internet的連接是分布式的，而移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是集中控制的，兩者基因本不同，不免帶來(lái)網(wǎng)絡(luò)低效、成本高昂等問(wèn)題。

要詳細(xì)解釋這個(gè)問(wèn)題，我們得從3GPP LTE的協(xié)議構(gòu)架說(shuō)起。

對(duì)于用戶面，

LTE延續(xù)了GPRS和UMTS，采用了基于IP的通信協(xié)議——GTP隧道協(xié)議。它是端到端的建立直接的GTP隧道，用戶IP通過(guò)GTP承載隧道從終端(UE)傳送到核心網(wǎng)(PGW)。在這種構(gòu)架下，接入網(wǎng)被無(wú)視，沒(méi)有用戶級(jí)的路由選擇，沒(méi)有感知內(nèi)容的能力，也沒(méi)有內(nèi)在的用戶面安全機(jī)制。甚至，每一次移動(dòng)性遷移都不得不更新GTP隧道。

這種端到端的用戶面構(gòu)架，需要很多協(xié)議來(lái)層層“橋接”，要對(duì)GTP隧道封裝和解封，IPSec加密、ROHC壓縮等等，這無(wú)疑增加了傳輸時(shí)延，也增加了處理成本。

對(duì)于控制面，

GTP-C是信令控制協(xié)議，EPC承載建立需要單獨(dú)的GTP-C控制協(xié)議，只有當(dāng)EPC控制面承載建立信令完成之后，IP包才能在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和外部互聯(lián)網(wǎng)間傳送。

這種從控制面到用戶面的承載建立方式，同樣也增加了傳輸時(shí)延和處理成本。

所以，我們一直在犯錯(cuò)。

從GPRS、UMTS，再到LTE，為了提升無(wú)線速率，我們費(fèi)盡心思，花了巨額成本去投資無(wú)線接入部分，然而，我們?cè)趨f(xié)議構(gòu)架上卻一直止步不前。作為移動(dòng)互聯(lián)端到端生態(tài)的一部分，我們需要更高效的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，讓網(wǎng)絡(luò)每一部分都發(fā)揮應(yīng)盡之力。

這種低效的GTP&IP組合，浪費(fèi)我們的無(wú)線投入，迫切需要重新定義新的協(xié)議。

還有安全問(wèn)題。

安全***

目前的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)根本沒(méi)有基于用戶本身的網(wǎng)絡(luò)接入安全機(jī)制。

SSL、TLS和HTTPS都是一刀切的、端到端的加密方式，它為所有的數(shù)據(jù)包加上開銷，并通吃各種應(yīng)用和服務(wù)。

但是，5G時(shí)代的用戶會(huì)更加挑剔，應(yīng)用越加多樣化。在線支付、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)…不同的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)安全要求不同，有些需要APP級(jí)的安全，有些需要網(wǎng)絡(luò)級(jí)的安全。

用戶對(duì)安全要求更高，所有的安全都要基于用戶層面考慮，而不是大一統(tǒng)的安全機(jī)制。作為運(yùn)營(yíng)商，我們不得不實(shí)時(shí)緊盯用戶的安全問(wèn)題。問(wèn)題就來(lái)了，如果在網(wǎng)絡(luò)用戶面接入上，沒(méi)有基于用戶級(jí)的安全管理機(jī)制，那么，我們勢(shì)必將花費(fèi)大量人力物力去保障用戶的安全問(wèn)題，這就增加了網(wǎng)絡(luò)OPEX。

因此，我們需要更加靈活的、面向未來(lái)的安全機(jī)制，比如，我們可能會(huì)選擇基于用戶面的接入鑒權(quán)，來(lái)代替基于控制面的用戶鑒權(quán)。

總之，面向未來(lái)，目前移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議構(gòu)架已制約了發(fā)展，5G是我們的***機(jī)會(huì)，否則，可能還要等10年。

如果我們不改進(jìn)從基站到互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議構(gòu)架，傳統(tǒng)低效的GTP&IP勢(shì)必浪費(fèi)我們更多的無(wú)線投資，網(wǎng)絡(luò)的性能、安全性、移動(dòng)性和規(guī)模性等都將受到制約，這將進(jìn)一步影響運(yùn)營(yíng)商擴(kuò)展AR/ VR、物聯(lián)網(wǎng)等新業(yè)務(wù)，拓展垂直領(lǐng)域市場(chǎng)。

是時(shí)候改變了。

所以，各大組織已提出了下一代協(xié)議組(NGP)的倡議，包括電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(ETSI)和國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)，以替換TCP/IP。

也許，未來(lái)5G的協(xié)議構(gòu)架是這樣的……

那首歌又唱起來(lái)...

我只是不愛你了

我不愛了

不愛了

再也不愛了