互联网的架构

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　　互联网的架构

　　“架构(Architecture)”用于描述一个系统内部的各组成要素，以及他们之间的相互关系。架构可以是开放的，也可以是封闭的。一个架构可以是另一个架构的要素，一个要素也可以有自己的架构。架构之间的关系可以是时间上的，也可以是空间上的，也可以是排列的或组合的。要素间可以是层级结构的，也可以是递归分形的。

　　把架构分解成要素时，是先水平还是先垂直，主要是技术性的，但很多时候是历史、政治活经济利益的结果。承载了30亿网民的互联网架构，是技术的，也是经济和政治的原因造成的。

　　早期的计算机与家电、计算器等一样，也是专用目的的。每次使用时若想要改变用途，就要先输入需执行的程序，更改线路甚至重新设计机器，因此可以称为是“硬件编程”的架构。现代计算机是通用目的的，是可以存储程序的，功能是软件定义的，这就是所谓的冯·诺伊曼架构的计算机。

　　存储程序型计算机可轻易改变其程序，并在程序控制下改变其工作性质和内容，因此冯·诺伊曼架构与存储程序型计算机成了互相通用的名词。后来的哈佛架构，则是一种将程序数据与普通数据分开存储的设计概念，是对冯.诺伊曼架构的一个重要发展。

　　冯.诺伊曼架构的计算机有五大基本组成部件。1) 输入数据和程序的输入设备; 2) 记忆程序和数据的存储器; 3)完成数据加工处理的运算器; 4)控制程序执行的控制器;5)输出处理结果的输出设备。

　　互联网和PC一样，都是冯.诺伊曼架构的计算机，是这一架构的又一实现，又一成功案例。只是为了从PC的本地环境延伸到全球性的网络环境，5个部分的具体表现形式与PC相比发生了显著变化，但每个部分的功能和目的仍然不变。移动互联网与PC互联网的架构一致，甚至连扩展都几乎没有。云计算也只是冯.诺伊曼架构计算机的一个变种，数据中心就是计算机。

　　架构差异体现在要素细节处。互联网中一些功能只能让终端去做，一些功能只能让网络去做，因此首先可以把互联网架构划分为终端和网络两大部分。但一些功能终端做得，网络也做得，重叠部分的麻烦来了。

　　60年代末，随着计算机产业的兴起，计算机厂家和电信运营商分别从需求侧和供给侧(终端侧和网络侧)，开始了长达20多年的计算机联网的技术路线之争。前者说联网是计算机的一个新功能，让计算机多干点活;后者说联网是电信网络的一个增值业务，让网络多干点活。

　　即使是今天，二十多年竞争的遗迹仍随处可见。比如大学有两门课分别叫“计算机网络”和“数据通信”，一个来自计算机行业的叫法，一个来自电信行业的叫法。再比如，计算机界习惯采用水平方向、分层方式绘图;电信行业习惯垂直方向、分块方式绘图。无论计算机界的先空间还是电信业的先时间，都只是为了突出自己的重要性。

　　双方都希望自己多干点活，“减轻”对方的负担，都很“无私”，都夹杂了私活。架构背后的逻辑是活干的多，就意味着控制权更多，利益更大。于是互联网终端与网络功能的划分，从一个技术活变成了经济账，行成了两大阵营。

　　20多年的纠缠后，90年代初计算机行业的技术路线等来了WWW强援，决定性的胜出了这场网络技术的竞争，胜利者就是今日互联网使用的TCP/IP技术：最大限度地将控制权放在终端上，最大限度地简化网络，让网络变成缺乏智慧的傻网络。

　　今日互联网的几乎所有重要特征，包括优点和问题，外部的和内部的，创新的和安全的，都与这一战后结果有关。计算机界设计的“互联网思维”，主导了网络行业的普世价值。作为计算机界“富二代”的互联网巨头们，享受了战胜后的巨大红利。而战败后的全球电信业只能做“网络马车夫”了，只能去搬运比特当管道工去了，试图投奔对方的“转型”鲜有成功。

　　无知者无畏。互联网的这一架构，是一帮当时对通信没有多少概念的研究生主导干的，IP无连接的基本思路也被当年的通信界大佬讥讽为不懂通信。 在无法改变电信运营商拥有物理网络的事实面前，在政府拨款严重不足的情况下，这些研究生们为了按时毕业，激发出了尽量利用现成物理网络资源的IP over Everything的做法，Best effort的完成然后交给下波学生再迭代的互联网产品思维。没应用怎么办，那就开放网络让别人去做，于是有了Everything over IP，也自圆其说了。资源短缺，也是生产力。

　　这帮孩子也认为自己是为了毕业才“瞎对付”的一个技术，于是谦卑地把这些实验性的文档称为RFC(Request for Comments，请求评论)，准备将来移交给真正“懂”通信的专家或国际标准组织。在国际权威标准组织接受缓慢的情况下，才有了IETF对国际互联网标准的主导地位。IETF和IAB负责互联网架构的政治正确性，任何试图增加网络控制力、破坏了“端到端透明”架构的标准提案，即使在市场上大行其道的，也很难在IETF得到讨论和批准，比如NAT。IETF为了坚持互联网架构的路线正确，早已从谦卑走向了僵化，虽然所有标准仍然叫RFC。

　　电信业今日比特管道的命运，从20年前技术路线之争“战败”时起，就已注定了的。技术轮回决定了，没有永远正确的架构，只有适应技术和市场环境的架构。而云计算，虽然仍然是冯.诺伊曼架构的，却正在把互联网的控制权，从终端侧悄悄转移到网络侧，转移到云服务商。