1、支持全局移动文/张丽霞作为网络研究者,我们如何把工作做得完善?为回答这个问题 ,需从历史中寻找答案.先做一个对比:物理学家和工程师.物理学家试图理解,解释造现存的世界,不必质疑客观设计的对错.而我们作为工程师,面对的是不同的情况,并没有一个给定的世界让我们去研究,相反,互联网是我们所设计的.我们在这个世界中不仅设计了原则,而且设计了层次.作为从事网络研究的工程师,是我们而不是上帝构建了互联网.在没有任何外力帮助的前提下,我们设计了所有的原则,我们是怎么设计的? 它是从哪里来的?当你设计系统时 ,是希望解决问题的.是否解决了呢?互联网是通过试验和不断修正错误的过程而创造出的产品.这是怎样的一个过
2、程?最初,我们构建了互联网,同时引入了错误.第二步,通过实验,从我们自己构建的东西中学到经验,得到教训,不断推翻已有的,下一次设计希望做得更好.在设计系统时,人们总是希望能够解决某些问题.但是在设计过程中,会发现有的设计是有效的,而有的是不起作用的.那么,接下来怎么做呢? 推翻设计吗 ?或其他方式?只能做实验来验证设计.我们工程师设计系统,做科学实验以验证其是否有效.这一步和实际世界的研究是不同的.因为我们做出的是人工的东西.惟一不同的是,之后物理学家面对的是不可更改的客观世界,而网络研究人员面对的是人工产品,后者是可以不断改进的.但是,人工现象与客观世界之间是存在差异的.成功的设计并不意妹着
3、大系统的成功.我n 能够从过去学到很多.但是要记住,不能仅仅简单抄袭过去的设计.中国有旬宙训:“ 博学之 ,审问之,慎思之,明辨之,笃行之“.我们已经完成了实验,我们经常会问自己,是否还能做得更好?怎样才能做得更好?如此循环往复 .定义支持全局移动的问题首先我们定义了支持全局移动的问题,然后我们研究设计空间,有多少不同的方法能够达到我们的目标,需要明确开放的话题以寻求解决问题的方案.我要把关注点放在以下两点,第一点,为什么要明确支持全局移动的问题?其难点在哪里? 什么是最难的挑战 ?第二点,是否存在最好的基本指导原则,能够指导我们在未来几年中部署移动,能够带领我们找到最好的解决方案?帮助我们找
4、到每一个解决方案可能存在的问题?为什么支持全局规模的移动这是一个经常会被问到的问题.例如,你想做支持全局规模的移动,为什么要做这件事? 为什么要提这个问题 ?我们所试图解决的问题是移动运营商没有解决的问题,是互联网支持全球移动的问题.有人说,互联网支持全局移动,我们已经有移动 IP 了.但是也许足够用,也许还不够用,移动 IP 是有问题的.根本问题在于:为什么?为什么是现在? 移动 IP的研究最早是从上世纪 90 年代开始,已有十五年了.人们所拥有的移动电话的数量是计算机数量的很多倍.而在线的人呢?可能还要多于移动设备.移动不再是少数人的需求,互联网大众正在转向移动.技术在进步,过去的十年中为
5、什么没有大的改变? 为什么没有提到互联网支持全局移动的问题? 因为,随着时间的推移 ,技术的进步,社会大背景改变了,仅仅依靠移动运营商提供移动通信已不能满足大众的需求.互联网使得各种移动设备的低价接人成为可能.运营商大规模移动的成功,触发和推动了技术的进步,适应了移动研究的深入,移动设备连接到网络中的费用越来越低.比如 iPhone,实际上宣告了移动电话已走到末路了.因为 iPhone 已不仅仅是传统上用于通话的移动设备,并且还是接入互联网的可通话移动设备,实际就是计算机.支持移动意味着什么?我们讨论的是能够移动的节点,或者是可以一起移动的一组节点,即指网络,或者所有的节点都有转发的可选功能.
6、本文重点关注第一个问题,什么能够为移动节点提供全局支持?单节点的移动单节点的移动是第一个问题,它也是最近引起了广泛讨论的一个主题.首先我想明确 IP 地址的定义.什么是IP 地址?IP 地址是用于传送包的,逻辑上20094 中国教育网络 19独立于其他.IP 地址和 IP 层的基本功能是传送包.从逻辑上讲,IP 地址与连接相对独立.IP 地址是标识传送点,即 IP 层的接口的.如果移动节点是多宿主机,IP 地址标识其中的一个宿主.由定义而知,IP 地址是为传送数据包的目的而设的,它并不改变定位.当一个节点移动后,它的 IP 地址改变了.因此,IP地址并不能标识节点,我们的确需要用节点标识来标识
7、一个移动的节点,或一个多宿主机节点.那么该用什么来作为该节点标识呢?我认为是交给工程设计来作决定,这并不难,不需要探讨 IP 地址能不能作节点的标识,IP 地址是否独立?举个例子来说明工程设计的决定,例如 Shim6 的设计 .Shim6 是 IETF 所做的工作,希望能够用来定义多宿主主机的标识的.多宿主主机拥有很多的 IP 地址.Shim6甚至没有为已知的节点 IP 地址定义不同的ID 空间.它只是借用了一个 IP 地址来作为移动节点的标识.你可以存疑:能否便宜?没有人说不行 ,但另一方面 ,有理由说明,为什么 Shim6 那么做 .我这里并没有说它的设计可用;但是另外,要设计标识空间.不
8、考虑到安全的因素,首先需要摆到第一位的需求就是全局规模,考虑到全局规模的数量,速度等,就能够理解Shim6 为什么那么做了 .为什么是“全局规模 “?那么,如何传送数据?“全局规模“系统意味着什么?它是由地理距离和由网络规模来度量的.网络规模是指整个系统中的所有节点数.有了这两项,还需要其他的因素吗?现在有亿万的用户以不同的方式连接到网上,如 3G.不同于中国,很多国家有很多的连网方式,因此,技术的多样性程度也是衡量全局规模的较大指标.幸运的是,世界并不是全由中国移动来决定的,而是由 90%以上匿名实体组成,20 中国教育网络 2.o94而每个实体的兴趣都不同,全局规模也需要由大量匿名实体在博
9、弈过程中衡量.其他支持移动的参数说到全局移动就意味着数量,距离,各种技术及很多可信的机构,此外,还有其他因素,如,容易支持,快移,慢移.因为慢移似乎比快速移动容易支持,是短距离移动,还是长距离移动?这是一方面.另一方面,由于不同的网络是由不同的网络运营商所支持的,不同的网络运营商支持不同的技术,考虑到移动节点在不同网络边界间移动时,移动节点需要有不同的网络接入的接口.这对我们而言既是挑战,也是机会.说它是挑战,是因为用户可以有多种连接方式.同时,不同网络运营商经营的网络,不同网络技术的网络需要在保持连接的前提下移交.不同网络在不同的级别支持多重移动,用户接入网络中可以是在 3G层,也可以是在更
10、高层.更大的因素,技术始终在前进而不会停止,未来的移动支持的设计,需要考虑用户要移动到哪里? 如何更快 ?设计空间数据到达一个移动的终端节点有多少种不同的方法?我能看到三种方法,第一种是广播的方法,第二种是移动节点通过网络路由连续发布当前的移动到的国家定位,第三种采用一级重定向的方法,通过静态实体找到移动定位,移动 IP 正是这样做的.第三种方法是值得一做的工作,有很多细致的解决方案,包括移动电话网由网络提供商提供家乡代理,如 ArIrr,移动 IP,及动态 DNS 等.在寻找静态实体中,参与者有两个,发送方和接收方.第一步,发送方,试图找接收方.第二步,接收方,告知发送方自己的方位.第三步,
11、路径.现在,我们需要考虑如何把全局规模,支持移动的其他的参数,及设计空间这三者揉合到一起,从而得到最好的设计?回顾互联网的设计回顾起步阶段,互联网是我们人工制造的作品,有缺陷.有线互联网走过了三十年,它是一个全局规模的系统,也许曾是人类构建的凝聚力最强的系统,其技术多样化程度高,由很多兴趣点不同的匿名机构互联而成.技术不断进步,导致系统越来越庞大,新的用户和新的应用加入进来,反过来又促进了技术的进步.那么,我们能从互联网过去的三十年发展中获取什么有益的经验呢?互联网的一些原则和教训这里给出的是不完全的一些建议,仅供作设计时的参考.第一点是可达性.性能的考虑是第二位的.系统应该是分布式的,而不是
12、集中式的.无论好坏与否,设计应允许用户自己决定自己的事情,不能被假冒,替代;作好准备避免出现不好的结果;令本地改变本地.如何定义本地,本地是由拓扑关系,地理距离,网络范围所决定的;而系统应是简单的,可扩展的.授权于某特殊机构,令其可以为所欲为,不是我们愿意看到的.例11P2P.最初,运营商是痛恨 P2P 的,希望 P2P 尽快了结,但一直没有成功.因为用户选择了 P2P.再往前看,又如 ATM.相当多的人认为与 IP相比,ATM 有很多优势,但市场不认可.因此,由市场选择,终端用户有最终发言权.以 DN$的为例说明设计原则可达性是第一位的,分布式的,而不是集中式的,个别域的拥有者建立了自己的名
13、字服务器,管理自己的策略,责任分担.第二,为避免事情变得更坏,采用备份DNS 服务器,实现分布式的定位.无线数据网走出概念一文/吕松武人们在设计协议,解决方案时,虽然自上向下有新的业务,体系结构,需求等设计原则的推进力量,但我认为最根本的原因还是新的无线通信技术自下而上的推动力在起作用.例如,已出现的许多新的无线通信技术,包括,扇形天线,天线阵列,智能天线等,包括编码,如自适应模块,MIMO(多输入多输出),OFDM(正交频分复用),UWB(超宽带 ),等等,包括认知无线电,软件无线电,频谱共享,信道管理等,还包括无线复用,设备异质等.如果从垂直的角度看,包括 RF 频谱,天线,数据处理等 .
14、而我们的工作目标是在保证频谱效率的前提下提高性能,我们所面临的困难在于:如何在协议中部署这些新的物理层的通信功能?什么是产生问题的根本原因?传统通信技术已做了大量的工作,而我们需要在哪里发挥作用?我所关注的是润题产生的根本性原因我认为最根本的原因在于,我们要做什么?我们和别人的工作有什么不同?传统通信领域讨论的是建立在坚实的信息论理论基础之上的模拟信号处理技术,具有一套广为人知的假定:噪音,干扰,等等,其研究方法从理论设计,分析,片内原型的实现再到实验验证.而在无线网络研究领域,我们所要讨论的是确定的,以二进制为基础的包,比特的无线网络传送技术,通常是探索式的,如“adhoc“的网络设置 ,是
15、没有一致同意的结果作为基础的,研究方法通常从直观设计起步,再到仿真实现,网络原型,实验验证.在无线网络研究领域,我们不是领导者而是跟随者,但是不必丧气,我们的工作仍有足够的空间,原因是,通信不会在底层直接生效,计算机或其他硬件多由工业界完成,移动电话也是如此.然而体系结构的改进是很慢的.第三,让本地改变本地.名字只映射本地的域改变,DNS 服务器逐级传递改变的结果.第四,简单的原则.资源记录设计,简单缓冲设计.第五,可扩展的原则.在网络规模和改变频率之间有映射关系.DNS 服务器的数量繁多,改变不频繁.以基本的移动 lP 设计说明设计原则移动 IP 的确痛恨集中式,而在分布式方面做得很好.每个移动主机安排自己的家乡代理,当你的家乡代理可能不工作时,我的仍在工作.为什么用 DNS 作例子?DNS 是设计的,而它没有太大的改变.那么,我们为事情可能变坏作好准备了吗?比如让本地改变本地的原则,移动主机向自己的家乡代理汇报,从拓扑或地理距离的角度来看,可能并非本地.另外,如何实现简单,可扩展,如何在路由的体系结构之外保持移动的动态性.移动 lP 的设计是补丁吗 ?
