DARPA互联网协议的设计(五)

<接上文>
互联网架构和实现之间还有一个问题,那就是性能。互联网架构设计的是点到点或者点到多点的网络,以及他们之间如何通信,至于这种通信的性能,因为不同网络可能差距巨大,因此没有对性能有明确的定义,比如达到每秒钟传送1000个报文。这种实现所导致的性能问题,最终是留给实现者来考虑。基于此,有两种传输模式。

  1. 数据包传输

数据包传输模式,也就是类似于IP层的尽力转发模式,之所以重要,作者认为有如下几种原因。
1)减少中间设备的连接状态,这样当故障发生后可以快速重建。(像前文所说,状态主要在终端上维护,中间设备其实没有什么状态)
2)数据包传输提供了一种基本的传输模式,用以向高层应用提供基本的构建块。相对来说,虚电路方式(也就是TCP方式)只提供固定类型的服务。
3)数据包传输代表了最小限度的网络服务假设,即互联网可以承载在很多类型的链路上,也就是适应性强。
以上3点导致采用数据包传输模式取得了很大的成功,

作者说很多人对于数据包模式有个误解,那就是认为是由于有些服务需要数据包传输模式,才设计出它。作者认为,事实上,只有时间查询或者名字查询需要此种数据包模式,也就是不可靠模式,其他很多应用需要的是更复杂的传输服务,而这比数据包模式要复杂很多。比如有些服务需要高可靠性,有些需要比较稳定的时延,有缓存机制,总之都比数据包传输模式复杂。重要的是认识到数据包模式是一种服务构建块,而不是服务本身。

补充:这种模式为上层提供了一些操作网络层的接口,使得应用层可以设计出自己的传输方法,甚至是协议类型,比如QUIC, VXLAN等。

  1. TCP

TCP协议在真正能够使用之前,其实经历了很多设计上的抉择。作者不打算讨论这些历史抉择的原因,而只想讨论为什么要这么做。关于TCP的完整历史回顾需要别的长文章完成。

TCP在设计之初采用来基于字节的和基于报文的流控,这显然是很复杂的。设计者认为最终只需要一种类型的流控就够了,而最后选择基于字节的流控。所以我们现在在TCP实现中看到的流控和确认都是基于字节的,而不是报文的。作者认为最重要的是因为设计者考虑到,如果报文需要重传,允许将多个小包组合成一个大包重传会更高效,而这就需要基于字节的重传,因为基于报文的重传会严格要求报文原样重传,而基于字节的重传不关心报文数量的多少。

另一方面,对于字节的确认在第一次就会触发这个问题。如果是基于数据包的确认而不是字节的确认,这种洪泛就不会发生。但是数据包级别的控制会导致严重的吞吐限制问题,如果是基于小包的发送。如果接受者通知可以接受报文,但是对于发送报文的长度一无所知,事实上的报文数据量最多会有1000倍的差距,取决于数据包是1个字节还是1000个字节。

当然,如果TCP最开始被要求满足各种服务要求,可能基于字节的流控和基于数据包的流控都会被保留下来。如果真的这样,复杂的TCP/IP协议可能不会这么快流行起来,当然问题也会存在很多。

后记:
由于这篇论文写作于1988年,而那个时候TCP/IP的发展还处于初期,因此早期的一些设计现在被废弃了,而其他的一些设计由于适应网络的快速发展而保留了下来。当我们回顾历史的时候,可能看不清那些设计或者决定是如何做出的,但是从中找出一些蛛丝马迹,对于我们现在理解互联网络也会有一些帮助的。

<完>

原文地址:https://www.cnblogs.com/lionelgeng/p/15200989.html