网络带宽霸权的终结

人们只关注带宽,它是能抢夺的实在资源,似乎只要有了足够的带宽就有了一切,在此之外,人们才关注时延,但人们并不真看不见时延,也没法抢夺时延。

如果将带宽看作一种资源,带宽就是一切的时代终究会过去,甚至已经过去了,这是历史的必然。

我常说,随带宽提升,应用将逐步带宽自限,够用就不再抢带宽,所有 capacity-seeking 协议将变成保守的道德底线。似乎就是资源越少,大家越抢夺,资源越多反而大家越平和,这不就是蛋糕理论吗?仓廪实而知礼节,衣食足而知荣辱,穷人刁钻阴险,富人谦逊内敛。

看一个游戏加速的例子,对带宽和时延的关注在结果上正好位于跷跷板的两端,我先用聚合技术(比如 MPTCP)获取更大带宽的方法 "加速" 游戏,再用专线的方式 "加速" 游戏,看看哪个好,两个方法都不花太多钱,如下图:

周四晚发朋友圈评论了这图。

游戏用不了多大带宽(约 200kbps),但时延要求高,若走聚合,徒增时延,上图只是徒增时延的一个表观方式(buffer 排队,路由这些增加时延的方式我没画,也不准备写,因为大部分人看不懂),为什么专线能降低时延,因为专线就是降低时延的。

这种不需要大带宽的应用会越来越多,只要交互频繁,就可以保持交互在线而不需要 capacity-seeking,只有没法频繁交互时,才需要大带宽,比如带宽又低又贵时的下载。

这背后呈现的是交互密度和网络流量类型的关系。

交互稀疏,每次交互的流量就更大,倾向于流式传输,长流,大象流,电影下载就是此类,反之,交互密集,每次交互的流量就小,倾向于短流,消息交互,游戏,直播连麦,远程登陆属此类。说到底,《TCP/IP 详解》卷 1 中对 TCP 流的分类至今未变,块数据,交互数据,仅此两类就映射了带宽更重要还是时延更重要。

来看这些关系之间的驱动力,构建基础设施的底层网络技术和需求在螺旋攀附,确定一个时刻,总是一个在追另一个,基础通信技术促成了移动互联网基础设施,PC 时代的单机浏览,下载,游戏也转向了在线,随着技术的提升,带宽变得廉价,网页浏览被图片,短视频取代,一步步将人们的时间蚕食成碎片。

注意,正是时间的碎片化促使了交互的碎片化,还是那句话,结构决定行为。

多应用取代单一应用,丰富的移动互联,连接一切的世界,人们再也不满足于在单一交互上花太久的时间,交互变得频繁,但受限于每天周期只有 24 小时,只要网络的终端还是人(AI 也一样,受限于算力,总之极限都是能量),内容的消化就是守恒的,交互变多意味着每次交互数据量变少,这打破了原有的流量模式,进而改变了传输形态。

以游戏和互动直播为例,如果每次只交互一个坐标或物品 ID 信息,但却频繁交互 100 次,流式传输还有意义吗?如果每次传输只有一个报文,吞吐,乱序,重组还有意义吗?只有持续一段时间的流式传输才讲带宽,消息(我不用老鼠流,因为老鼠流也是流)交互下,即时可达才是关键,所以无论从路由的角度还是拥塞控制的角度,都将发生改变。

与以往排在 buffer 里等待不知多久的时间不同,可达性更重要的网络中,绕路或许可以更快到达,但核心是你得发现有可以绕行的路,fairness 更多体现在即时可达,而不是 BDP。

人的思想要随着客观世界的改变而转变,说起传输,别动不动就是 BBR(高吞吐带宽),动不动就聚合带宽。

BBR 已经说太多了,单独拎出来说聚合技术。

注意一个概念区分,多路径传输和多路径聚合并不是一回事,前者是一个趋势,特别是在趋向于短的消息传输时代,而后者在冗余备份的 active-standby(而不是 active-active) 意义上只是个过渡,就像 VCD 一样会被淘汰。带宽聚合技术只适合在运营商覆盖不重叠的位置满足 "总有一个能服务(active-standby)",而不是 "让它们联合服务(active-active)"。随着移动基础设施的技术演进,这种场景必然慢慢消失。

再考虑数据中心东西向这种交互更加密集的场景,如果不修改底层逻辑,仍旧 TCP/IP,肯定是不相似不相容的。TCP/IP 拓扑并不适配密集交互场景,而 TCP 不适合短交互。TCP/IP 的简单性和兼容性获得了胜利,但另一面也有道理,数据中心已经在软硬件结合纷纷替换 TCP/IP 了,谁赢,说到底除了简单性兼容性外还有生态。

回到广域网,TCP/IP 是唯一生态,而简单性兼容性意味着它总会演进到适应。

仍旧持传统流式带宽观点,你总能证明你对,因为它们早就被证明了,你只是学会了,就像你学会了分组交换网一样。但你们看,以短消息替代长流,同样的事历史上已经发生了一次,分时复用的计算机之间通信是与其行为相似相容的碎片化交互,与人之间打电话长期占线完全不同,与碎片化交互相似相容的就是分组交换网,就这么简单,TCP/IP 成了分组交换网的一个实例,在 TCP/IP 自身,同样的事还会再发生一次。

浙江温州皮鞋湿,下雨进水不会胖。

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