QoS、IPv6、软交换和VoIP技术受质疑

2019-11-05 02:09:16

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供稿：网友

　　下一代网络的发展并不仅仅是带宽的增加，更重要的是数据流在向媒体流倾斜。下一代网络的核心定位不是传递信息，而是娱乐、消费、享受的载体，是未来娱乐经济和体验经济的支柱。
　　

　　　　面对消费大众翘首以待的大规模视频应用的巨大市场，传统的ip服务商束手无策。未来的视频媒体流是一个全新的市场，历史事实早已反复证实：传送语音的电话网络并不依靠于过去的电报技术，传输计算机文件的IP网络不依靠于过去的语音电话技术。同理，强大的视频媒体流网也并不依靠于过去的计算机信息处理和传输技术。
　　
　　　　目前，关于下一代网络的观点和讨论很多，但本文作者所持的观点与目前许多专家大相迥异。或许作者言辞直率，甚至犀利，对于作者的观点，您或许并不认同，但我们刊登本文的目的恰恰在于引起业内人士的进一步探讨与争论。
　　
　　关于带宽与芯片的资源重组
　　　　一百多年来，由于带宽资源的匾乏，各种通信理论和技术大多围绕着如何有效利用带宽的问题展开。这些理论和技术包括调制解调、信道编码、数据压缩、多用户复用和网络协议等。但是，近年来光纤技术的发展将原来最宝贵的带宽资源放大了百万倍，带宽与芯片的资源格局由此出现了根本性改变。
　　
　　　　20世纪80年代，微电子技术的突破，使芯片资源爆炸性扩展。依照摩尔定律的发展速度，Intel不断快速推出更新换代的CPU。与此同步，Microsoft快速更新换代其操作系统，广大应用软件供给商同步推出应用软件。如此与资源同步的应用，使爆炸性增长的芯片资源得到良性的吸收、承载和消耗，也使PC的价格能够维持在一个基本稳定的水平上，进而造就了整个PC工业。
　　
　　　　进人20世纪90年代，光通信技术的突破，促使带宽资源爆炸性扩展。在可预见的将来，带宽容量增加的速度将数倍于芯片容量增长的速度。但至今未形成一种与资源同步的应用，当语音和数据用户总量因市场饱和由高速增长转为停滞时，就导致了整个电信业的极大灾难。
　　
　　　　有数据表明，1998～2001年期间，光缆的总传输能力增长了500倍，同期的带宽需求却只增加了3倍。在严酷的事实面前，通信及网络行业在毫无预警的情况下，由一片火红忽然进入前所未有的严寒。美国通信网络行业整个价值链的市值损失了1万亿美元，连带Nasdaq6年来的积累一扫而空，总值退回到1995年水平。
　　
　　　　茫然之余，人们期盼这只是股市泡沫的正常调整，却忽略了网络技术发展错位的事实。目前业界推崇的各种网络解决方案，都无法向消费大众提供足以让大家掏钱的“杀手锏应用”，才是这一结局的症结所在。假如没有在消耗带宽能力上解决大规模视频应用对传统业务进行根本的革新，电信及网络业将永远走不出灾难的深渊。经历了如此惨重的挫折，再不能指望原先的几家IP技术公司来创造奇迹，扭转败局。现在必须严厉审阅当前网络技术中存在的方向性错误。
　　
　　　　笔者认为，目前业界视为顶级科技的Softswitch、VoIP、IPv6、QoS、MPLS、MPEG4、HFC和ADSL等，其实都只是雕虫小技。这些技术的共同之处是依靠增加芯片复杂度来获取局部的、微弱的进步，因此根本不足以改变网络行业的困境。面对消费大众翘首以待的大规模视频应用的巨大市场，传统的IT技术束手无策。
　　
　　　　技术专家们乞求于更复杂的软件、更强的CPU、更快的芯片，而他们没有意识到，传统IT工业的原动力—芯片资源已经成了下一代网络发展的瓶颈。现有技术若要适应视频市场的需求，网络在降低成本的前提下至少要扩容数百倍，根据摩尔定律测算，这意味着还要等10年以上。
　　
　　　　通信网络的基础资源是芯片与带宽，网络技术若不能适应基础资源新的平衡，必然会引发“全身性疾病”。过去30年发展起来的IT技术，由于各种原因沉淀下极为复杂的CPU芯片，数以千万行的软件与繁琐低效的网络协议，互相牵制，不可分割。大量的资源不是针对应用，而是耗费在不必要的冗余上，成为寄生在网络上的“癌细胞”，且具有日益“恶化”的趋势。
　　
　　　　客观审阅现存问题，笔者认为任何增加技术复杂性、降低芯片效率的研发理念都背离了未来网络技术发展的方向，只有降低网络对芯片技术的依靠，才是网络扩容的真正出路。没有正确技术体系的支撑，只能看着世界上拥有最多带宽资源的公司一个个相继倒闭。
　　
　　　　考虑宽带网络问题的思维方式，并不是将窄带网络简单地放大。由于光缆的铺设成本大致是一个固定量，当每条光纤的传输能力成倍增长后，单位带宽成本就势必会成倍下跌。现在光集成电路正处于类似20世纪70年代初电集成电路的发展阶段，光传输技术的进步将会在5年之内使单位带宽成本下降100倍以上。由于宽带网络的成本并不比窄带网络高，却能提供更多的服务项目，因此，从理论上说，DVD品质的电视电话使用费应该低于现有普通电话。
　　
　　　　根据上述分析，可以得出推理：通过对带宽与芯片资源的重新配置，未来网络的通信成本在于连接，而与带宽无关。以最快速度、最低代价、最大限度将过剩的带宽资源转化为消费大众愿意付费的服务，是下一代网络技术头等重要的命题。
　　
　　关于网络发展的三大法则
　　　　3Com公司创始人麦卡菲（Metcalfe）注重到: 网络的价值随着用户的增加而呈平方指数增加，即麦卡菲定律。
这条法则告诉我们，抓住一个用户就多获得了一份资产，而且是一份会不断自动增值的资产（成平方关系）。在资本市场的支持下，Internet凭借E-mail和www两项免费服务迅速壮大起来，由一项私有协议、一个专用网变成公众网，在短短几年之内渗透到社会各个层面。原本由国际电联和各国电信商一致公认的“ATM＋BISDN”世界标准，尽管性能要比IP优越很多，但是在Internet免费服务的冲击下彻底失败，导致昔日几家超级电信设备商从此一蹶不振。
　　
　　　　经过长时间对视频传输技术的研究，笔者早在1998年就意识到一个耐人寻味的现象，即信息的价值与其所需比特不成比例。一家银行全年所需比特量未必抵得上一场高清楚数字电影的比特消耗，一个小学生随便在网上创览图片所需比特量常会大于一个政府部门日常所需。重要的、具有法律效力的信息大都以文字表达且简明扼要，而娱乐、消费、享受等人性化交流信息经常需要用高品质的视频表达，但占用极大的带宽。作者把这一现象归结为比特需求性定律（Law of Bit Significance）——网络中信息所需的比特量与其体现的价值成反比。
　　
　　　　这一看似简单的发现，具有强大的正反馈效应。它揭示了未来网络发展的趋势:不是简单的带宽增加，更重要的是网络承载的数据将不断向流媒体倾斜。随着社会进步，网络信息主体终将全面视频化。事实上，当前IT行业的演化趋势已印证了上述结论。
　　
　　　　经过30多年的发展，现有的技术较好地实现了文字数据的传输。而实际需要处理和传输的信息中，非文字，以娱乐、有效沟通、方便使用者、满足人性化需求为目标的信息（作者认为可称其为广义信息）占了数据量的主要部分。这一类数据是以视频为代表的大规模流媒体，其需求增长的速度大大高于文字数据。实现高质量处理和传输大规模流媒体，并有效解决网络的安全、可控和收费问题，是电信、网络业梦寐以求却长期无法解决的难题，这类不同以往的需求是下一代网络的核心增长点。
　　
　　　　比特需求性定律预示了当前的网络界已被几家垄断性IP技术大公司所误导，正走向一个错误的方向。尽管当前Internet无所不能，IP电话风靡一时，IT技术如日中天，人们误以为Internet能成为一个“全能网”而一统天下。但是作者断定这是一条死路。
　　
　　　　从上述现象和趋势中，笔者意识到一个几十年难遇的机会，与当年微软推出DOS操作系统时极为相似，它表现为：
　　
　　·当前，一个大规模流媒体处理及传输的新市场有待开发；
　　
　　·如今光通信技术的突破已为大规模流媒体网络奠定了资源基础；
　　
　　·网络协议是一项带有垄断性的技术，先行者将长期占据有利地位；
　　
　　·今天的IT大公司尚未意识到，视频通信是一项新的巨大的独立产业，他们仅将视频业务看做是现有网络的延伸。
　　
　　　　把握住这个历史发展机遇，抢占21世纪网络和计算机技术制高点，将对未来国民经济发展有重大战略意义。由此得出的结论是：下一代网络的核心定位不是传递信息，而是娱乐、消费、享受的载体，是未来娱乐经济和体验经济的支柱。
　　
　　关于多媒体网络
　　　　下一代网络必须完美地满足消费者对多媒体服务的需求，由此人们不假思考地以为下一代网络应该是一个多媒体网络。然而，这正陷入了多媒体概念的误区。
　　
　　　　众所周知，不同媒体间的数据量差异极大，一篇10分钟读完的文章，一首10分钟的歌曲或者一段10分钟的电视片断，上述三种人们常见的媒体表现形式所需的数据量大约是1∶100∶10000。一部3天读完的小说，若拍成电影，其所需数据量将放大万倍以上。任何先进的视频压缩技术都无法抵偿消费者对视频品质日益增高，且几乎无限制的要求。一项视频服务所需消耗的数据量大致相当于一万项文字服务。假如从用户的角度看是多媒体服务，而从网络角度看，其数据量几乎都是宽频。因为只要有10%的服务项目是视频，那么总数据量中的视频部分就将占99.9%！而假如从网络的角度看是多媒体网络，但从用户角度看，其服务内容几乎看不到视频。假设网络中视频数据量为50%，那么总的服务项目中视频将仅占0.01%！
　　
　　　　从上述分析不难得出一个简单的事实：多媒体服务必须由单纯的视频网络来支撑，而多媒体网络不可能提供任何有价值的视频服务。
　　
　　　　通信网络的发展轨迹是网络服务由简单的文件服务向多媒体服务过渡，但是网络的数据内容将由单纯的文字向单纯的视频过渡。所谓多媒体网络只是这个发展过程中一个短暂浪花。即便是低品质视频，若网络中视频服务项目从0.01％增长至1％，网络中视频数据量将从9％增加到90％；若视频服务项目增长至5％，则网络中视频数据量将增加到98％。
　　
　　　　为了在服务层面兼顾各种不同的媒体，那么在网络层面就必须独尊视频。毫无疑问，下一代网络的研究方向必须是量身定做的视频网络。那些在当前网络技术中引以自豪的、五花八门的、试图实现多媒体网络的努力和成果，终将被证实是徒劳无功的。追逐不稳定的多媒体网络幻影，就像试图制造万能工具一样违反了基本的哲学原理，犯了方向性错误。保留现有的以文件传输为主的IP网络，并行建立以流媒体传输为主的高效率网络，会比任何改造Internet的方案所花费的投资少，效率高。因此在骨干网上采取双网共存，在用户端整合所有网络服务，是下一代网络的发展方向，也是电信及网络业在短期内发展大规模视频服务的惟一出路。
　　
　　　　下一代网络能够提供内容丰富的多媒体服务，但它只是一个高效率单纯流媒体网络，而不是什么多媒体网络。
　　
　　关于QoS
　　　　QoS是业内人士讨论的热点之一。似乎有了QoS就可以解决Internet传输视频的难题。笔者认为这是大错特错的。目前QoS的主要对策是假设流媒体内容占少数，并给予优先服务，其实相当于网中建网。这好比给俱乐部中一部分重要客户发放金卡，以示区别其他会员。
　　
　　　　但是假如大部分客户都持有金卡，那么其优先的特权也就形同虚设了。视频流媒体与文件包的QoS机制完全不同，根本不可能合到一起。当网络拥挤时，不重要的文件可以慢点送，甚至通过丢包来降低文件流量（TCP协议）。文件包的QoS是基于个别包的层面（per packet base）。但是视频流媒体不论重要与否都不能延迟，不能丢包。因为一个断断续续的电影等于没有电影。人们不可能因为少花了钱而只看半场电影。
就像航空公司出售飞机票可分头等舱、经济舱等，头等舱保证座位，当飞机拥挤时，航空公司可以不卖折扣票。但是不管什么价钱的票，只要上了飞机，就一定要确保同时送达目的地。这里不存在“优先服务”的概念。
　　
　　　　因此，QoS对视频流来说只有同意或拒绝服务，不能在服务中途降低品质。流媒体的QoS是基于整体服务层面（per call base）。当前QoS方案的先决条件是流媒体在网络总数据量中所占比例不高。但随着网络服务向多媒体发展，网络传输内容不断向流媒体倾斜，届时必将破坏QoS的先决条件。所以，现在看似有效的QoS技术为将来的网络崩溃预留了不可避免的祸根。
　　
　　　　过去人们曾认为ATM可以完善地解决QoS问题，因为ATM可以把用户数据分为5～6种，并实现端到端的区别对待。作者认为，这种分法过于牵强附会。信息数据只有两大类，即以机器为受体的文件包（Datagram）与以人为受体的流媒体（Streaming）。通信系统中最早的电报网是处理文件包，后来的电话网是处理流媒体，现在的Internet比电报网复杂许多，但主要还是处理文件包。未来的下一代网络将比电话网复杂许多，但主要是处理流媒体。历史就是这样螺旋上升地发展。文件包传输的最佳方式是尽力而为，并且要有准确无误的检错及重发机制。
　　
　　　　而流媒体的传输方式必须是用资源预留来保证连续性和低延时。这需要两种完全不同的传输协议和硬件设备。因此，建设真正有效的下一代网络其实就是建设最有效的视频网络。只有单纯才能达到高效。尤其是在未来芯片资源瓶颈的时代，更不容许为了照顾不足1%的文件流量，而影响到占99%以上的流媒体的效率。至于文件的传输，理应继续让专为文件传输而设计的IP网络来承担。
　　
　　　　结论是：最彻底最有效的QoS，就是流媒体独立成网。
　　
　　关于“IP为王”
　　　　笔者曾问许多同行一个问题：为什么未来网络将由IP一统天下？得到的回答是：因为大家都这么说。
　　
　　　　下一代网络尚不存在，谁都没见过，为什么会有这么多人把它想像成IP网络呢？
　　
　　　　IP一统天下仅是IP技术厂商的一厢情愿，可惜许多专家都迷失了方向，错把IP当做奋斗的目标，而忘记了满足老百姓的需求才是下一代网络的真正目标。以前人们都说地球是方的，甚至8年以前大家还都一致认为“ATM＋BISDN”就是下一代信息高速公路。
　　
　　　　笔者认为下一代网络的基本要求是:任何服务的功能和性能只能优于而不能劣于现在已有的服务。
　　
　　　　但是，有人花费10多年时间，试图把PSTN早已解决的问题搬到IP网上，发展VoIP电话。IP专家们将网上的小块劣质视频看做先进的高科技，根本不敢想像如何把有线电视广播和高清楚电视搬到Internet上。当前网民中流传着不伦不类的缩写数字符号，本身是对人类丰富多彩文化的嘲讽，但却被网虫们誉称为网络文化。这些技术的服务品质不足以满足消费大众对下一代网络的需求，更谈不上开拓有价值的市场。
　　
　　　　未来巨大的流媒体市场是一块未开垦的处女地。各种老技术、新技术都将在这里公平竞争。ATM技术和IP技术均以多媒体网络的姿态进行了尝试，但收效甚微。ATM技术因价格过高而退出竞争。IP技术曾经开拓了一个新的计算机文件传输市场，取得巨大成功，并将继续以不可替代的优势占据这一市场。在一些厂商的过分宣传引导下，人们习惯性地以为IP技术还将延伸到流媒体市场。但却忽略了文件包承载流媒体将是效率低、性能差的事实。因为IP技术遗传性地不适合视频流媒体的传输。同理，依靠提供免费服务发展起来的IP网络遗传性地不具备发展安全、可靠收费业务的商业模式。
　　
　　　　试图改变IP的本性去占据自身无法承受的商业经营型流媒体市场，在逻辑上是错误的，违反了IP产生的初衷，背离了互联网的立网精神。
　　
　　　　IP时代已经结束了。经过近10年迅速发展之后，IP的革命已经停滞，进入一个缓慢的建设阶段。尽管今天IP技术仍保持着强势，IP专家们还在高谈阔论，憧憬于将IP技术扩展到流媒体领域。但是如同对上世纪50年代的TV、60年代的大型计算机、70年代的微处理机和80年代的个人电脑一样，现在，IP作为一个时代已经结束了。
　　
　　　　IP这股潮流曾经如此迅猛地带动了经济的发展,它的终结并不是由于它的失败，也不是它的任务已经完成，而是一个新的时代已经到来。进入21世纪，一个以娱乐为核心的新市场正在孕育成熟，以视频流媒体为主的新的网络技术将影响每个家庭。作者将其称之为“客厅技术”，以区别于PC和IP的“桌面技术”。这两种技术范畴的本质差异是近距离操作（其核心是信息）相对于远距离观赏（其核心是娱乐）。这个娱乐经济的新时代对文化、经济和政治的影响将会比IP时代更加彻底。在这个新经济中，通信宽带、存储带宽将取代计算机芯片的地位，成为社会进步的推动力。
　　
　　　　结论是：IP网络以处理计算机文件数据为主，永远如此

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