漫谈TCP/IP网络

Posted 2021-08-06 dog250

下午跟同事聊了一会儿技术形而上，有一些想法，就写一点。

之前写过一些关于分组交换和TCP/IP网络的，所以我很难给这篇随笔命名，就叫《漫谈TCP/IP(2)》吧，以后再写就是3，4，5…类推。
https://blog.csdn.net/dog250/article/details/118244454
https://blog.csdn.net/dog250/article/details/115565573
https://blog.csdn.net/dog250/article/details/115258918
https://blog.csdn.net/dog250/article/details/115262224

话题是关于移动IP的。

移动IP在TCP/IP里是天然不支持的，如果一个TCP应用已经和服务器建立连接，它的IP地址变化了怎么办？比如3G切换WIFI，或者在高铁上看电影一路从温州看到莆田。

简单来说，连接会断掉，然后重连，但重连这件事需要应用程序自己去做，如果应用程序早就写好了，那就不得不重新写一个。严格来讲，IP地址变化了，关应用程序什么事，这是网络的事啊。

围绕着这个问题，各种并不管用却很复杂的移动IP技术被研发出来，这些技术我一个都没记住，太复杂了。如果你不想掌握这些移动IP技术，还有一种方法，那就是用overlay的思路，不变的IP over 变化的IP，就像LISP一样。但这个比修改应用程序场面更大，这得动网络根基啊，你得重新部署网络，至少你得搭隧道吧。

事实上根本就没有这么复杂，实现一个会话层就是了。我在2014年的时候曾经设计过这么一个协议：
https://blog.csdn.net/dog250/article/details/29180765

那么什么是会话层？TCP/IP体系结构里没有会话层啊！但是ISO/OSI模型里有。

当初OSI模型是有会话层的，这个会话层本质上就是考虑到底层地址和应用层逻辑之间的解耦。然而TCP/IP太过实用主义，它并没有经过设计，而是演化而来的一个实用网络体系结构，在当时并不需要的情况下，就没有会话层，TCP上直接就是应用层，就出现了移动IP的问题。

如今新的协议都已经支持了会话层的逻辑，比如QUIC就是基于ID而不是基于IP端口五元组来关联会话的，因此IP地址随时可以改变，Wireguard也有会话层，它也是自带漫游的。

这里可以看出工程界和学界之间的明显区别，工程界的标准往往是实用主义的，而学界标准往往过于周全，这种周全太过形而上，以至于它最终只能是一个参考性纲领，永久生效。这不，虽然TCP/IP在1980年代没有会话层，但它赢得了标准，然后这并不意味着OSI彻底输了，如今，当TCP/IP在遇到一个具体问题时，OSI依然是它的首要参考。

移动IP衍生出来的一个话题就是，TCP/IP的表示层也是缺失的，当我们需要对一段数据进行加密传输的时候，要么应用程序自己实现加密，要么搭建IPxxSec隧道，这催生了虚拟PN市场，但如果一开始就有表示层，这一切都是不必要的。

OSI分层模型的各层是逻辑独立的，应用层就只负责应用逻辑，加密解密完全由表示层负责，表示层可以随时切换不同的加密算法，甚至直通，这一切对应用层和会话层都是无感知的。

如今，SSL/TLS正在扮演表示层这样的角色，但无论如何应用程序依然要自己维护SSL/TLS的Library状态，微软LSP/SPI接口(Layered Service Provider/Service Provider Interface)是另一个的选择，除此之外，你就要各种HOOK了。

有了表示层，这样的世界多好。

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浙江温州皮鞋湿，下雨进水不会胖。