淺談“端到端”原則的發展

王明貞

摘 要：端到端原則對網絡體系結構的發展具有核心的指導意義，主要介紹了近年來應用到網絡體系結構中的端到端原則的發展，并且討論了當前網絡體系結構的發展趨勢與端到端原則之間的聯系，從中得出結論：為了支持網絡體系結構，端到端原則的發展將是大勢所趨。

關鍵詞：端到端原則；網絡體系結構；發展歷程

一、引言

Saltzer，Reed和 Clark在論文《The End-TO-End Arguments in System Design》中涉及的端到端原則對網絡體系結構具有重要指導意義。端到端原則起初是為了解決一個問題，就是在一個通信系統中在什么地方增加功能最合適，然而在接下來時間里，它卻被用來維護公開性、增強可靠性健壯性、保護用戶的選擇權和使新的服務開發更容易。本文描述對端到端原則發展趨勢的一些個人看法。

二、端到端原則的主要發展歷程

1.第一階段

端到端原則起初是用來解決在通信系統中在什么地方增加功能最合適，“一種應用功能只有當其知識和幫助置于通信系統的邊緣才能完全和正確地實現，因此將提出這種應用功能作為通信系統本身的性質是不可能的”。

保證交付功能就是這樣一個例子。原始的ARPANET每當發送完一個數據包時就返回一個信息“Request for next message”。然而發現這條信息對網絡中的擁塞控制非常有效，因為在收到確認信息之前ARPANET拒絕再向目的地發送任何信息，這條信息是可靠交付的明顯特征。但發送主機并不想知道網絡是如何傳送數據包的，它只想知道數據包是否在目的主機被正確處理。從當前的IP網絡結構來看，一個可靠的傳輸層需要一個表示傳輸成功的標志。同樣，應用層有應用層的確認信息，在其他方面，用狀態碼表示對請求的處理。

2.第二階段

隨著互聯網的發展，端到端原則被漸漸地用來關注在網絡中的什么地方增加應用的狀態信息：應該在網絡中還是在端系統中。最好的例子就是在RFC1958中的描述：“如果我們想讓應用能在網絡部分錯誤中生存下來，這種原則是很有用的。一種端到端協議的設計不應該依賴于在網絡中來維護狀態（比如端到端通信的狀態信息），而應該在端系統中，這樣一來，狀態信息只有在端系統本身被毀壞時才能被破壞。從中得出一個直接結論就是數據包服務要比傳統的虛電路服務好。網絡只需要盡可能高效、可靠地傳輸數據，其他的應該在邊緣來完成。”

3.第三階段

關于端到端原則如何繼續影響網絡技術討論的一個有趣的例子就是IP的移動性，在不做根本改變的情況下，現有的網絡路由體系結構嚴重制約了IP移動性與端到端原則密切匹配。在Johnson，Perkins和Arkko寫的移動IPv6的陳述中，IPv6需要在移動節點組成的本地網中設置一個路由代理來支持移動節點之間的路由定位匹配。在原來的IPv4的設計中本地子網路由代理（也就是外部代理）放棄使用端到端原則，這種設計已經被淘汰了，現在的端系統都有它自己的地址。另外，移動IPv6包含完善路徑選擇安全機制，允許在端系統與通信節點之間使用端到端路由算法，這樣可以使用本地代理，沒有必要再使用全球代理了，這種特性是基于對端到端的考慮。然而，在網絡路由體系結構中，全球節點與路由識別的混淆決定了IPv6中本地網絡仍需要全球路由代理。就此，在IAB研討會上進行了討論，并在RFC2995中發布。

三、結論

端到端原則繼續指導著網絡標準的技術開發，對網絡體系結構依然像以前那么重要。端到端原則自產生以來就是關于是否需要端系統的知識和幫助去實現通信系統功能的討論焦點，然而用戶的選擇與許可、端到端服務的可靠性與完整性和提供信任機制與“良好網絡公民行為”這些都是在端到端原則上開發的。認識到這些資源對于網絡的修改比以前向網絡中合并服務的壓力更重要。任何合并網絡服務的提議在開發之前都必須考慮到這些先前資源。

我想今后網絡的發展不可能完全局限于“端到端”原則的架構思想，但也不可能完全拋棄這樣一種理論的指導，“端到端”原則所提倡的靈活性和開放性對今后網絡的發展仍將具有重要指導

意義。

（作者單位 第二炮兵工程大學士官學院共同基礎

教研室）