眾所周知，4G LTE全面IP化，上層傳輸走的是TCP/IP協議（如下圖）。

▲LTE用戶面協議構架

但是，我們熟悉的這個構架並沒有發揮出移動網絡的全部潛力，甚至阻礙了未來網絡的發展。

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TCP/IP制約了移動互聯網

大概在1年前，我就聽過一位專家吐槽。他說，TCP/IP一開始就是個錯誤…

互聯網和TCP/IP本身是一個復雜的政治、經濟、社會和技術的綜合產物，背後有一大堆動機，絕非單純的技術可解釋。它們打著“開放”的旗幟碾壓“封閉”的電信帝國，這是不公平的，錯誤的。

為什麽TCP/IP占盡優勢？網絡世界本身就是試錯的產物，TCP/IP也不例外。然而，TCP/IP以一種極權主義的姿態統治著網絡時代，這可能會導致我們今後犯更多錯誤。

毫無疑問，TCP/IP協議自上世紀70年代發明以來，連接了無數計算機，推動了互聯網蓬勃發展。

但是，Internet初衷是為固定網絡和網絡互連而設計，而今天我們已經發展到了移動互聯時代，再往前看，未來5G將面臨AR/VR、超高清視頻、物聯網、車聯網等各種應用，用例紛呈，加之網絡安全的緊迫性越發凸顯，TCP/IP協議組難以適應未來，我們需要重新定義新的協議。

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那些年我們犯過的錯

誠然，3GPP和IETF都是偉大的標準化組織。

3GPP的蜂窩移動網絡史無前例的改變了世界，全球漫遊，無所不在的移動連接，為人類帶來了精彩紛呈的移動生活。GSM是迄今最偉大的移動語音通信網絡，GPRS、UMTS和LTE推動我們進入了移動互聯網時代。移動網絡已經像水、電一樣，成為人們日常生活必不可少的一部分。

IETF也為移動網絡提供了網絡協議，這包括TCP/IP、SCTP/DIAMETER（用於LTE S1接入與核心網信令）、SIP（用於VoLTE）。

可以說，兩者的結合與互補推動了繁榮的移動互聯時代。

但是，這種結合有點”勉強“。Internet為固定網絡和網絡互聯設計，3GPP為移動性連接而生；Internet的連接是分布式的，而移動通信網絡是集中控制的，兩者基因本不同，不免帶來網絡低效、成本高昂等問題。

要詳細解釋這個問題，我們得從3GPP LTE的協議構架說起。

對於用戶面，

LTE延續了GPRS和UMTS，采用了基於IP的通信協議——GTP隧道協議。它是端到端的建立直接的GTP隧道，用戶IP通過GTP承載隧道從終端（UE）傳送到核心網（PGW）。在這種構架下，接入網被無視，沒有用戶級的路由選擇，沒有感知內容的能力，也沒有內在的用戶面安全機制。甚至，每一次移動性遷移都不得不更新GTP隧道。

這種端到端的用戶面構架，需要很多協議來層層“橋接”，要對GTP隧道封裝和解封，IPSec加密、ROHC壓縮等等，這無疑增加了傳輸時延，也增加了處理成本。

對於控制面，

GTP-C是信令控制協議，EPC承載建立需要單獨的GTP-C控制協議，只有當EPC控制面承載建立信令完成之後，IP包才能在移動網絡和外部互聯網間傳送。

這種從控制面到用戶面的承載建立方式，同樣也增加了傳輸時延和處理成本。

所以，我們一直在犯錯。

從GPRS、UMTS，再到LTE，為了提升無線速率，我們費盡心思，花了巨額成本去投資無線接入部分，然而，我們在協議構架上卻一直止步不前。作為移動互聯端到端生態的一部分，我們需要更高效的移動網絡，讓網絡每一部分都發揮應盡之力。

這種低效的GTP&IP組合，浪費我們的無線投入，迫切需要重新定義新的協議。

還有安全問題。

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安全第一

目前的移動互聯網根本沒有基於用戶本身的網絡接入安全機制。

SSL、TLS和HTTPS都是一刀切的、端到端的加密方式，它為所有的數據包加上開銷，並通吃各種應用和服務。

但是，5G時代的用戶會更加挑剔，應用越加多樣化。在線支付、物聯網、車聯網…不同的應用場景對安全要求不同，有些需要APP級的安全，有些需要網絡級的安全。

用戶對安全要求更高，所有的安全都要基於用戶層面考慮，而不是大一統的安全機制。作為運營商，我們不得不實時緊盯用戶的安全問題。問題就來了，如果在網絡用戶面接入上，沒有基於用戶級的安全管理機制，那麽，我們勢必將花費大量人力物力去保障用戶的安全問題，這就增加了網絡OPEX。

因此，我們需要更加靈活的、面向未來的安全機制，比如，我們可能會選擇基於用戶面的接入鑒權，來代替基於控制面的用戶鑒權。

總之，面向未來，目前移動網絡的協議構架已制約了發展，5G是我們的最後機會，否則，可能還要等10年。

如果我們不改進從基站到互聯網的協議構架，傳統低效的GTP&IP勢必浪費我們更多的無線投資，網絡的性能、安全性、移動性和規模性等都將受到制約，這將進一步影響運營商擴展AR/ VR、物聯網等新業務，拓展垂直領域市場。

是時候改變了。

所以，各大組織已提出了下一代協議組（NGP）的倡議，包括電信標準化協會（ETSI）和國際互聯網工程任務組（IETF），以替換TCP/IP。

也許，未來5G的協議構架是這樣的...

5G與TCP/IP