IP網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)關(guān)鍵承載技術(shù)探討
2007/06/14
IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速發(fā)展，掀起網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)融合的浪潮，傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)都朝著IP化的方向演進。面對競爭和多業(yè)務(wù)融合發(fā)展的需求，許多電信運營商作出了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)轉(zhuǎn)型的重大戰(zhàn)略舉措——建設(shè)具有融合多業(yè)務(wù)能力的IP承載網(wǎng)。承載的業(yè)務(wù)包括電信運營自營關(guān)鍵盈利業(yè)務(wù)，如NGN和3G業(yè)務(wù)；以MPLSVPN為基礎(chǔ)的企業(yè)互聯(lián)業(yè)務(wù)市場需求強勁，是另外一項重要的業(yè)務(wù)；高質(zhì)量IDC、IPTV以及視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)，作為運營商的重要轉(zhuǎn)型業(yè)務(wù)，也是將來新的業(yè)務(wù)增長點。這些業(yè)務(wù)特征各自不同，需要在網(wǎng)絡(luò)部署相應(yīng)的技術(shù)來滿足業(yè)務(wù)承載的要求。
業(yè)務(wù)特征及對網(wǎng)絡(luò)的需求
總體上看，IP網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)涵蓋了從話音到數(shù)據(jù)、視頻的綜合多媒體業(yè)務(wù)，大致分為以下幾個方面：
�。�1）語音業(yè)務(wù)：主要包括NGN和3G語音，業(yè)務(wù)對時延、抖動非常敏感，對網(wǎng)絡(luò)帶寬要求不高，但需要可預(yù)計的時延和丟包率。
�。�2）交互式視頻：主要有視頻會議、可視電話、IPTV、視頻監(jiān)控等應(yīng)用，業(yè)務(wù)對時延、抖動非常敏感，對網(wǎng)絡(luò)帶寬要求高，也需要可預(yù)計的時延和丟包率。
（3）數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)：主要包括大客戶互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、IDC、3G數(shù)據(jù)，時延、丟包、抖動與企業(yè)應(yīng)用有關(guān)，帶寬需求隨業(yè)務(wù)量變化較大，一般都要求可靠傳送。
�。�4）企業(yè)互連：即VPN業(yè)務(wù)，通常企業(yè)有語音、視頻、企業(yè)關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)等多業(yè)務(wù)同時運行的要求，因此通常有兼具以上業(yè)務(wù)的需求。
因此，這些業(yè)務(wù)通過IP網(wǎng)絡(luò)進行融合，客觀上需要部署與之相適應(yīng)的承載技術(shù)，才能保證業(yè)務(wù)的正常運營。
IP網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)關(guān)鍵承載技術(shù)考慮
網(wǎng)絡(luò)組織及容量
關(guān)鍵業(yè)務(wù)快速增長對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和容量提出了高的要求，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)總體要求是在保證網(wǎng)絡(luò)層次化的同時實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)扁平化，提高網(wǎng)絡(luò)效率，實現(xiàn)路由路徑最短化。通過減少匯接節(jié)點、匯接層次、端到端路由跳數(shù)等多種手段來減少節(jié)點間延時。在核心節(jié)點、匯接節(jié)點和邊緣節(jié)點重疊的節(jié)點，內(nèi)部簡化為一個層次，提高效率。核心節(jié)點的選擇，充分考慮業(yè)務(wù)流量、傳輸資源狀況和地理位置因素，一般采用全網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)互連，保證在正常情況下，核心節(jié)點間延時小于15ms；同一局向之間至少使用兩條鏈路互連，采用不同的傳輸路由，相互之間優(yōu)先備份，控制故障影響的范圍。匯接節(jié)點設(shè)置根據(jù)流量流向，充分考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，至少連接兩個核心節(jié)點，實現(xiàn)兩個局向負載分擔、故障備份。邊緣節(jié)點可以直接連接核心節(jié)點，減少匯接節(jié)點的數(shù)量和設(shè)備數(shù)量，減少端到端的路由跳數(shù)。
網(wǎng)絡(luò)自愈及保護的考慮
為保證話音、交互式視頻、流媒體業(yè)務(wù)的質(zhì)量，減少在網(wǎng)絡(luò)故障情況下業(yè)務(wù)中斷時間，要求網(wǎng)絡(luò)具有快速路由收斂和故障保護能力。
（1）路由收斂
在IGP路由域的部署上，為滿足NGN、3G語音等實時業(yè)務(wù)的需求，需要對IGP路由收斂進行科學部署，如：采用POS快速故障檢測技術(shù)，結(jié)合PRC和I-SPF路由計算以及科學調(diào)整控制參數(shù)實現(xiàn)全網(wǎng)路由收斂時間小于1秒，可以滿足絕大多數(shù)實時業(yè)務(wù)的需求。同時采用端口波動壓制（damping）技術(shù)提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。
（2）MPLS收斂與保護
MPLS部署上，只針對關(guān)鍵的路由進行標簽分發(fā)，同時整合LDP相關(guān)定時器，進一步提高收斂速度。此外，基于TE的快速重路由FRR可實現(xiàn)50ms左右的保護能力，綜合考慮技術(shù)的擴展性和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的重要性，一般在網(wǎng)絡(luò)核心層部署FRR實現(xiàn)長途10GPOS廣域網(wǎng)鏈路保護。
服務(wù)質(zhì)量保證
話音、交互式視頻、流媒體業(yè)務(wù)對IP網(wǎng)絡(luò)QoS提出高的要求，企業(yè)互連VPN由于存在多業(yè)務(wù)同時運行需求，對網(wǎng)絡(luò)QoS提出了新的要求。
網(wǎng)絡(luò)部署中考慮在鏈路適度輕載的基礎(chǔ)上，結(jié)合基于DiffServ的QoS技術(shù)，提供不同等級的服務(wù)質(zhì)量保證。針對不同等級業(yè)務(wù)分配不同的帶寬資源，保證高等級業(yè)務(wù)不受低等級業(yè)務(wù)的影響。通常，3G和NGN語音以及信令流量給予最高優(yōu)先級，即采用優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)機制，同時對該類業(yè)務(wù)預(yù)留高帶寬，保證在業(yè)務(wù)突發(fā)的情況下，業(yè)務(wù)質(zhì)量完全可以有保證。同時，結(jié)合信令呼叫準入控制技術(shù)，防止業(yè)務(wù)運行過載。對于IPTV業(yè)務(wù)，一般配置較高的優(yōu)先等級QoS保障，通過對信息源進行QoS標記、分類，在網(wǎng)絡(luò)中進行QoS調(diào)度，從而使業(yè)務(wù)有QoS保證。對于大客戶MPLSVPN業(yè)務(wù)，一般存在多種應(yīng)用共同運行，需要部署多個QoS等級實現(xiàn)業(yè)務(wù)質(zhì)量差異化，同時還需結(jié)合層次化QoS機制來具體部署。
通過組播實施IPTV承載
IPTV業(yè)務(wù)占用的帶寬高，采用單播方式承載需要占用大量的帶寬資源，同時對業(yè)務(wù)系統(tǒng)的要求也很高，客觀上要求部署組播承載IPTV實現(xiàn)流量優(yōu)化。實際部署中一般采用ASM模型進行部署，整個骨干網(wǎng)絡(luò)設(shè)置為一個PIM-SM域，并通過設(shè)置組播邊界、分組過濾等對組播流量進行控制和管理。由于大部分的用戶在城域網(wǎng)，因此需要結(jié)合骨干和城域網(wǎng)，通過MBGP和MSDP協(xié)議實施端到端的跨域組播。從目前網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能力來看，網(wǎng)絡(luò)核心一般具備較好的組播能力，但由于城域邊緣設(shè)備組播能力不足，如DSLAM設(shè)備，從而使城域組播初期主要延伸至BAS來部署。
網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)安全保證
（1）網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施安全保證
通過對外網(wǎng)隱藏網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施路由，并在所有UNI和PNNI接口部署I-ACL，杜絕了來自網(wǎng)絡(luò)外部針對網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的攻擊；所有外聯(lián)鏈路關(guān)閉IGP協(xié)議，防止對基礎(chǔ)設(shè)施路由攻擊；通過為路由協(xié)議分配專門的QoS和資源，保證網(wǎng)絡(luò)控制層不受任何網(wǎng)絡(luò)擁塞影響。
（2）業(yè)務(wù)安全保證
利用MPLSVPN技術(shù)分別組建3G、NGN、視訊專網(wǎng)，通過VPN的隔離能力保證自營關(guān)鍵業(yè)務(wù)安全。根據(jù)3G、NGN網(wǎng)絡(luò)的特點，所有3G、NGN網(wǎng)絡(luò)的媒體網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器直接接入專用業(yè)務(wù)路由器，預(yù)留專有板卡端口專門提供3G、NGN接入。視訊會議業(yè)務(wù)，將視訊交換層的MCU、GK、數(shù)據(jù)會議服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)等設(shè)備直連到PE，組建視訊業(yè)務(wù)專網(wǎng)。
互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)流量易于產(chǎn)生DDOS和病毒流量攻擊，可結(jié)合uRPF及QoS機制來防范，在網(wǎng)絡(luò)邊緣部署uRPF達到控制偽造IP地址DDOS攻擊，通過QoS機制將非法流量以及其它DDOS攻擊引入besteffort等級，達到控制病毒等垃圾流量、保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)正常運行的目的。
綜上所述，越來越多的業(yè)務(wù)通過IP網(wǎng)絡(luò)承載已經(jīng)成為不可阻擋的發(fā)展趨勢，運營商運營的關(guān)鍵NGN、3G、IPTV業(yè)務(wù)，企業(yè)VPN互連、視頻會議/監(jiān)控、大客戶專線/IDC等業(yè)務(wù)，對IP網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求。通過實施網(wǎng)絡(luò)組織、網(wǎng)絡(luò)自愈和保護、服務(wù)質(zhì)量保證、組播部署以及網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)安全等多方位關(guān)鍵技術(shù)部署，取得了良好的效果，逐步獲得了電信運營商的網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型經(jīng)驗，在探索可持續(xù)發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式方面邁出了重要的一步。
中國信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)(www.cnii.com.cn)
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