过去,网络主要用于个人用户的接入,也被称为“人联网”。在“人联网”发展逐渐接近“饱和”的形势下,物联网(“InternetofThings”)被寄予厚望。物联网的到来对网络发展意味着什么,似乎很难说清。其实,要了解和预测互联网未来的发展趋势,首先要从“人联网”的发展模式说起。了解了以往的发展模式后,“物联网”的发展就不难“预见”了。1、网络容量的增长模型如今,TCP/IP(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)协议已经成为全球互联网和通信行业的标准协议。各类智能终端(手机、电脑、平板等)配备相应的通信模块。互联网在TCP/IP协议簇的基础上逐渐发展起来,让来自世界各地的信息穿梭其中。IP网络作为一种信息工具,推动了经济全球化的快速发展。在TCP/IP出现之前,计算设备之间也存在通信,但通信方式相对独立,不具有通用性。1969年,美国政府机构试图设计一个网络系统来连接离散的计算系统。他们希望战争来临时,如果部分计算机网络损坏失效,其他没有瘫痪的网络仍然可以用来传输战备数据。从此,TCP/IP协议诞生,并于1985年在美国和欧洲的数百所大学、政府机构和研究实验室“安家落户”。具有很好的开放性和兼容性。数据包只需要携带目的地址就可以实现端到端的信息传输(网络具有信息透明传输的特性)。它具有动态路由协议,可以自动检测网络状态并修复损坏的信息路径。它的种种优势逐渐被需要上网的大众所接受。1994年,超过300万台计算机连接到IP网络。网络能力增长的关键因素IP网络规模增长的两个最重要因素:1.IP网络具有良好的可扩展性;2、随着技术的进步,网络节点的系统性能不断提高。可扩展性是指通过在原有网络中增加新的节点(预先配置的新节点通过网线或光纤连接到原有节点的接口),可以自动识别并加入到原有网络中参与信息转发,从而扩大了网络的接入范围和数据带宽。网络节点的性能主要取决于其核心部件的性能——芯片性能。自从1965年英特尔(Intel)的创始人之一戈登·摩尔提出著名的摩尔定律后,芯片的性能几十年来神奇地飞速发展(24个月翻一番)。直到今天,由于芯片工艺已经达到了物理特性的瓶颈,加上成本因素,芯片性能的“爬坡”速度放缓,但仍处于快速提升的过程中。芯片性能的快速提升使得设备厂商的设备性能节节攀升,新一代产品的性能始终远高于上一代产品。因此,网络和服务器设备可以通过更换旧节点不断提高整体性能,以满足用户和终端设备不断扩大的网络连接需求。(来源:http://36kr.com<摩尔定律的暮光与计算产业的曙光>)2、个人市场,网络需求增长的特点目前,所有网络的服务对象主要是“人们”。无论是电信网、互联网还是企业专网,都是为人服务的网络,人是网络中应用的主导者。因此,人的需求是网络发展最重要的推动力。这种情况在2G/3G时代的运营商网络中非常典型(这里主要讨论基于语音和短信业务的电信业务核心网)。一、影响2/3G业务需求的因素由于2/3G网络的传统通信业务较为单一(语音、短信、少量上网、企业应用),整体网络需求可以抽象为第一-阶线性公式:网络整体业务需求=用户数?人均业务量。(一)用户数量网络的服务对象是用户,用户是业务使用的主体。用户的连接需求直接决定了通信业务使用总量(在传统电信网络中,连接需求主要是语音通话)。因此,在对业务总量增长率的预测中,“入网用户数”是通信需求最重要的变量。而且,不同省市的电信网络规模往往取决于该地区的注册用户数量。(2)人均业务量影响人均业务量的因素有很多,大体上分为三类:用户需求、服务质量、业务场景。A。用户需求在网络发展初期,价格是一个重要的影响因素。但在网络发展的中后期(进入移动互联网时代),价格将不再是“主要矛盾”,服务创新也将放缓,用户需求趋于稳定。用户的需求逐渐接近“天花板”,本质上是因为人的信息处理能力是有限的。人的能量总是有限的。人们需要吃饭和睡觉。过多的信息获取会造成身心疲劳,影响身体状态。而且,人们的注意力和行动是特定的。也就是说,在大多数情况下,人们很难做到“多进程”处理交易。比如我在电脑前写字的时候,怎么也拿起不了手机玩《王者荣耀》。毕竟,我只有一个大脑和两只手,很难将身体的“部分”“重新利用”到其他活动中。除非,我学会了“影分身”(某部动漫中的分身技能)。个人业务处理能力有限:从互联网业务可以看出,人的精力是有限的。虽然现代发达的软件业为我们创造了400万个APP软件,但普通人的智能手机平均只有50个APP软件安装。APP,每天频繁使用的只有10个左右。个人社会交往的互动能力是有限的:在生活和工作相对稳定的状态下,精力有限,人们用来维持社会关系的交往联系数量也会保持在一个恒定值。而且在人生的坎坷中,价值不会有太大的波动。这个上限就是“邓巴数”。2009年,英国牛津大学人类学家罗宾·邓巴提出:人类智力决定拥有稳定社交网络的人数为148人,约等于150人。任何人用来维持社会关系的通信连接数量将保持在一个恒定值。“邓巴数”与电话、短信的需求密切相关。b.服务质量服务质量是指服务对网络质量的要求和对网络资源的消耗。一方面,业务成熟后业务对网络资源的消耗基本保持不变。业务迭代会带来消费的微小变化,但对整体影响不大。服务质量的“飞跃”会带来更多的网络资源消耗需求(例如通话服务从“语音通话”升级为“视频通话”),但在服务创新逐渐放缓的情况下,需求爆发式增长并且不经常。因此,在网络发展的中后期,业务的网络消费整体趋于稳定。在传统通信领域,自短信和语音业务诞生以来,对网络单一业务的需求基本没有太大变化;互联网的服务虽然差异很大,但不同服务对网络带宽和质量的要求也比较稳定。C。业务场景不同的业务场景会带来用户数量和业务需求的差异和波动。在电信市场发展的初期,新用户也会增加对老用户的需求,导致业务规模整体增长。比如家里原来只有一个人(父亲)有手机,后来妈妈、爷爷奶奶、外公外婆、孩子都有手机,那么父亲(老用户)的通话需求也会大大增加。在电信市场发展的中后期,潮汐效应引起的人口聚集和需求波动也会影响通信业务的预测和网络容量的规划。工作高峰期,人口集中在工业园区,产生大量通信业务;下班后,他们搬到居民区,通讯需求也迁移到那里。影响业务需求的因素还包括用户的职业特点、文化习惯、地域风俗、活动水平、通信资费等。整体来看,业务场景对网络能力的需求具有地域性和时效性(临时性),对网络需求的影响有限。在2/3G网络中,影响人均话务量的三个重要因素(用户需求、服务质量、服务场景)都处于相对稳定的状态,不会带来话务量的持续大幅增长。虽然影响业务需求预测的因素有很多,但在2/3G时代,虽然个人业务量会因为非关键因素而出现波动或跳跃(从一个固定值“跳跃”到一个新的固定值),但基本是不变的,即单位用户的业务需求是一个固定值。因此,所有用户的服务需求基本上可以通过一个一阶线性方程作为一个整体来估算(即网络的整体服务需求=用户数*平均服务量)。2、2/3G网络容量的绝对需求正是因为传统的通信网络是一个为人服务的信息系统,所以每增加一个用户入网,就需要同步增加相应的通信网络容量。对于网络容量和包含的单个网络设备的容量,它们所需要的最大处理能力可以抽象地表示为一个一阶线性方程:O(n)=an+b(n是所有用户的数量,ab为常数系数,a为每个用户平均消耗的系统性能,b为系统运行最基本的资源开销)。由于市场需求是网络能力的“指南针”,每年年初,运营商需要根据对市场增长(主要是人口增长)的预测,规划网络扩容(增加节点或更换旧设备)。业务容量的增加主要是指“业务需求”公式中的“所有用户过去的平均业务量”和“用户数”的预测增长,再酌情考虑其他非关键因素。上面的一阶线性公式只是一个抽象的表达。实际的网络扩容规划远比简单的线性公式要复杂得多,其中会包含多种需求指标和计算公式(包括总体指标和局部性能需求)。对于基于语音的2/3G网络,综合指标包括“用户数”、“Erl(业务量-爱尔兰)”、“BHCA(BusyHourCallAttempt,忙时每小时呼叫次数)”等。随着数据业务的爆发式增长,增加了“连接数”、“数据流量”等综合指标来衡量“数据业务量(主要是互联网业务,不同于电信线路业务:电话、短信)”。.虽然实际的网络预测需要考虑和兼顾各种因素,但总体指标几乎都与“用户数”和“流量(即服务对网络资源的消耗)”密切相关。因此,2/3G电信网络的业务需求可以抽象地理解为一个以“用户数”为“变量”的一阶线性方程。电信网络扩容需求主要根据新增人数预测,进行容量规划、设计和实施。(注:Erl表示通信信道的流量负载,即单位小时信道占用的总时间,信道数*实际时长/1小时。)""-basednetwork(电信网络,Internet),在过去的几十年里,随着用户数量的不断增长,业务需求驱动着网络能力的不断提升。其中,业务需求由“用户数”和用户的“业务需求”决定;网络能力由“网络规模”(节点数量)和“节点性能”决定。网络工程师通过增加网络设备和更换(升级)网络设备来维持网络容量的快速增长。虽然在网络发展初期,用户的高速增长使得网络发展捉襟见肘,但总体来看,网络(包括电信网和互联网)容量的增长速度超过了连接需求的增长速度。在“网络”与“市场”的长跑赛跑中,网络能力逐渐“跑赢”市场需求的增长。这种网络能力的成长发展模式一直延续至今,网络能力的领先优势仍在扩大。网络“容量增长率>需求增长率”的发展趋势在后通信/互联网时代非常明显。随着用户和业务增速放缓,网络核心部件——网元节点设备(路由器、交换机、电信交换机、防火墙)的能力在摩尔定律的驱动下持续增长,网络能力不再是瓶颈.既能满足全球人口的通信连接需求,又能兼顾体积和成本:减小设备体积;减少网络设备投入,延长设备更新换代周期。此外,摩尔定律也在一定程度上改变了传统电信设备的设计和制造。原有电信设备只能用于承载电信业务,是电信业务的专用信息处理设备。设备通过精密复杂的内部模块设计,最大限度地发挥计算性能,满足电信级高QoS质量要求和高并发业务需求。随着芯片性能和软件产业的快速发展,复杂的器件结构已经可以通过在通用计算设备(板)上加载行业功能软件来实现。此外,还可以通过云计算和虚拟容器的形式进一步构建虚拟化网络节点,动态分配计算资源。这就是最近运营商经常提到的“NFV”(网络功能虚拟化)。【本文为专栏作家汪峰原创文章,转载请联系作者获得授权】点此阅读更多该作者好文
