【iShout】微信收费事件背后被广泛忽略的技术细节

zhixun

2013-4-15, 01:13 | 陈一斌


本文作者是 Oasis Feng，在淘宝移动部门工作。日前发的这一篇有关微信的文章，从技术的角度解读了运营商和微信之间错综复杂的关系的成因。这是之前在讨论微信是否收费的文章中所鲜见的。至少，我们又可以更深一个层次来理解运营商和微信之间的矛盾所在。

作为一个横跨通信与互联网两大行业的从业者，前四年的核心网经验和后五年的互联网经验让我不得不感慨一个非常遗憾的现实：通信与互联网两大行业本来 可以有珠联璧合的技术协同，为移动互联网提供近乎零耗电零流量的 PUSH 机制，但由于两个行业之间长期以来的价值观隔阂和互防心态，导致如今的手机 PUSH 技术不仅为用户增加了显著的电量消耗，还对移动运营商的基础设施造成了完全不必要的信令压力。

微信与运营商的纷争正是这种冲突集中爆发的结果。

看到不少来自两个行业的专业分析，通信行业的专家谴责微信过于频繁的心跳和短包导致“信令风暴”，而互联网人士则往往站在用户与道德的制高点上对移动运营商挖苦讥讽，双方都很少探究这个问题的深层次技术和利益矛盾。这里我不妨提一提有些大家没有真正重视的技术细节。

为 什么使用同样 PUSH 技术的 Apple 和 Google 等巨头，没有被运营商卯上，唯独单单拿微信下手？大家也许会认为这是运营商欺软怕硬，拿 Apple 和 Google 没办法。其实从实际数据上来看（下面将提到），微信确确实实产生了远超 Apple 和 Google 的信令需求。难道是因为腾讯技不 如人，被逮着了尾巴？其实不然，我们曾经也在 PUSH 技术上投入了较多的分析研究，其中一项发现或许可以解释各种原委。

根据分析，一般当基带空闲超过一定 时间后，运营商的 IP 网关会自动释放（关闭）连接。目前各家所使用 PUSH 通道的实现原理虽然同为“长连接慢心跳”，但这个“慢”字却有很大的文章。Google 在 Android 系统中使用蜂窝（2G/3G）网络连接 GCM 的 PUSH 通道时，默认采用的心跳周期是 28 分钟，这才是所谓“慢”的含义 —— 尽可能降低心跳的频度，从而达到尽量省电的目的。但这个放诸全球绝大部分地区借行得通的规则，到了中国大陆，就出现了问题。以中移动的 2.5G 网络为例，经过粗略测试，大约 5 分钟左右的基带空闲，连接就会被释放，这就是为什么微信 Android 版本选择以“5 分钟”为周期发送连接心跳。

可能有人会有疑问了，“那 Google 以 28 分钟发送心跳，岂不是在中移动的 2.5G 网络下无法保持 PUSH 长连接？”事实上，确实如此，这也是为什么 Google 的 PUSH 通道经常“迟到”。当我们活跃使用手机时，由于基带往往并不会闲置，所以部分掩盖了问题的本质。另外，当连接到 Wi-Fi 时，宽带 的网关一般没有空闲释放机制，所以长连接会得到保持，这也进一步减少了我们平时遭遇的 PUSH 迟到。

“5 分钟”的心跳周 期到底是什么概念？可以理解为，每部安装了微信的 Android 设备每天发送近 300 条短信（其实占用的信令资 源还远超这个数量）；还意味着每天你的手机将被从待机省电状态唤醒近 300 次，每次相当于打一个几秒钟的电话。粗略测算，一般的 Android 手机每天有 超过 15-20% 的电量被消耗在发送过度频繁的心跳上。

其实，这都还远不是最糟糕的事情。由于众所周知的原因，大陆行货渠道发售的 Android 手机都无法使用 Google 的 PUSH 通道，原本每个手机中只需要建立的唯一共享的 PUSH 通道，被人为分裂，以至于每一个声称为用户提供 实时通知的国内 App，基本都在重复上面微信所做的行为。当你的手机中同时安装了多个这类 App 时，无论手机的耗电，还是运营商的信令负担，都要数倍于上 述情形。

虽然我向来不惮以最坏的恶意揣测国内的垄断巨头，但在这个事情上，中移动或许确有它的苦衷。正如很多技术文章中所言，2G 网络的 基础结构和协议并未 针对 IP 传输优化，其服务 IP 链路的信令承载能力相对较弱，而 TDS-CDMA 又长期得不到真正的发展，导致中移动的 2.5G 网络承受了超龄超载的负荷。刻 意缩短空闲连接的释放超时，可能原本是期望能起到节省信道资源的目的，没想到聪明反被聪明误，这一限制性的举措让互联网应用不得不以远高于正常的频率发送 心跳以维持 PUSH 长连接，结果大大加重的信令负担，给本就脆弱的 2.5G 网络雪上加霜，而且更给用户的手机造成了远超常规 PUSH 技术的电量消耗，造成 了如今这一“三输”的格局。

其实，不光是微信，整个移动互联网行业都在努力解决 PUSH 机制目前所面对的各方面问题。 包括 Google、Apple 这样在整个行业举足轻重的巨 头，都仅仅在 OSI 通信协议的 4 层以上作各种努力，目前几乎所有的 PUSH 机制都基于“TCP 长连接慢心跳”方式实现。虽然“慢心跳”如果得以正常工作， 可以在一定程度上降低手机基带模块的工作频度，但无论互联网行业在技术上再如何标榜“PUSH”相比“PULL”的流量优势，但在 OSI 的下三层来看，基带模块所承受的负担和“PULL”仍然没有本质差别。这就决定了耗电问题不可能从互联网技术层面彻底解决。

事实上，在移动通信网络中，信令是一种天然的最 佳 PUSH 载体，它不需要任何 IP 层的收发包（也就不需要 TCP 连接）就能实现秒级的实时性，最重要的是它没有任何额外的电量负担，手机完全只需处于正常 的待机状态。可惜移动运营商只会将其运用在一本万利的 SMS（及 WAP PUSH）服务，压根不可能无偿提供给互联网产业使用。结果，互联网行业选择了虽然不用付费，但却代价高昂的“TCP 长连接”，只为让用户享受到免费的通 知服务。这种两大行业置用户体验于不顾的分庭抗礼，已经相持近 10 年，而当互联网终究开始以免费服务反噬移动运营商的 SMS 甚至语音业务时，运营商再也坐 不住了……



题图来自 topnews