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，傳統電信網(wǎng)絡(luò )和業(yè)務(wù)都朝著(zhù)IP化的方向演進(jìn)。面對競爭和多業(yè)務(wù)融合發(fā)展的需求，許多電信運營(yíng)商作出了網(wǎng)絡(luò )技術(shù)轉型的重大戰略舉措——建設具有融合多業(yè)務(wù)能力的IP承載網(wǎng)。承載的業(yè)務(wù)包括電信運營(yíng)自營(yíng)關(guān)鍵盈利業(yè)務(wù)，如NGN和3G業(yè)務(wù)；以MPLSVPN為基礎的企業(yè)互聯(lián)業(yè)務(wù)市場(chǎng)需求強勁，是另外一項重要的業(yè)務(wù)；高質(zhì)量IDC、IPTV以及視頻監控業(yè)務(wù)，作為運營(yíng)商的重要轉型業(yè)務(wù)，也是將來(lái)新的業(yè)務(wù)增長(cháng)點(diǎn)。這些業(yè)務(wù)特征各自不同，需要在網(wǎng)絡(luò )部署相應的技術(shù)來(lái)滿(mǎn)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(huà)音到數據、視頻的綜合多媒體業(yè)務(wù)，大致分為以下幾個(gè)方面：
（1）語(yǔ)音業(yè)務(wù)：主要包括NGN和3G語(yǔ)音，業(yè)務(wù)對時(shí)延、抖動(dòng)非常敏感，對網(wǎng)絡(luò )帶寬要求不高，但需要可預計的時(shí)延和丟包率。
（2）交互式視頻：主要有視頻會(huì )議、可視電話(huà)、IPTV、視頻監控等應用，業(yè)務(wù)對時(shí)延、抖動(dòng)非常敏感，對網(wǎng)絡(luò )帶寬要求高，也需要可預計的時(shí)延和丟包率。
（3）數據業(yè)務(wù)：主要包括大客戶(hù)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、IDC、3G數據，時(shí)延、丟包、抖動(dòng)與企業(yè)應用有關(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(yǔ)音、視頻、企業(yè)關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統等多業(yè)務(wù)同時(shí)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(guò)IP網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行融合，客觀(guān)上需要部署與之相適應的承載技術(shù)，才能保證業(yè)務(wù)的正常運營(yíng)。
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(cháng)對網(wǎng)絡(luò )結構和容量提出了高的要求，網(wǎng)絡(luò )建設總體要求是在保證網(wǎng)絡(luò )層次化的同時(shí)實(shí)現網(wǎng)絡(luò )扁平化，提高網(wǎng)絡(luò )效率，實(shí)現路由路徑最短化。通過(guò)減少匯接節點(diǎn)、匯接層次、端到端路由跳數等多種手段來(lái)減少節點(diǎn)間延時(shí)。在核心節點(diǎn)、匯接節點(diǎn)和邊緣節點(diǎn)重疊的節點(diǎn)，內部簡(jiǎn)化為一個(gè)層次，提高效率。核心節點(diǎn)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)狀結構互連，保證在正常情況下，核心節點(diǎn)間延時(shí)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。匯接節點(diǎn)設置根據流量流向，充分考慮網(wǎng)絡(luò )結構的優(yōu)化，至少連接兩個(gè)核心節點(diǎn)，實(shí)現兩個(gè)局向負載分擔、故障備份。邊緣節點(diǎn)可以直接連接核心節點(diǎn)，減少匯接節點(diǎn)的數量和設備數量，減少端到端的路由跳數。
網(wǎng)絡(luò )自愈及保護的考慮
為保證話(huà)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(shí)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(mǎn)足NGN、3G語(yǔ)音等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的需求，需要對IGP路由收斂進(jìn)行科學(xué)部署，如：采用POS快速故障檢測技術(shù)，結合PRC和I-SPF路由計算以及科學(xué)調整控制參數實(shí)現全網(wǎng)路由收斂時(shí)間小于1秒，可以滿(mǎn)足絕大多數實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的需求。同時(shí)采用端口波動(dòng)壓制（damping）技術(shù)提高網(wǎng)絡(luò )穩定性。
（2）MPLS收斂與保護
MPLS部署上，只針對關(guān)鍵的路由進(jìn)行標簽分發(fā)，同時(shí)整合LDP相關(guān)定時(shí)器，進(jìn)一步提高收斂速度。此外，基于TE的快速重路由FRR可實(shí)現50ms左右的保護能力，綜合考慮技術(shù)的擴展性和網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的重要性，一般在網(wǎng)絡(luò )核心層部署FRR實(shí)現長(cháng)途10GPOS廣域網(wǎng)鏈路保護。
服務(wù)質(zhì)量保證
話(huà)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(shí)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上，結合基于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(yǔ)音以及信令流量給予最高優(yōu)先級，即采用優(yōu)先轉發(fā)機制，同時(shí)對該類(lèi)業(yè)務(wù)預留高帶寬，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(shí)，結合信令呼叫準入控制技術(shù)，防止業(yè)務(wù)運行過(guò)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(guò)對信息源進(jìn)行QoS標記、分類(lèi)，在網(wǎng)絡(luò )中進(jìn)行QoS調度，從而使業(yè)務(wù)有QoS保證。對于大客戶(hù)MPLSVPN業(yè)務(wù)，一般存在多種應用共同運行，需要部署多個(gè)QoS等級實(shí)現業(yè)務(wù)質(zhì)量差異化，同時(shí)還需結合層次化QoS機制來(lái)具體部署。
通過(guò)組播實(shí)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(shí)對業(yè)務(wù)系統的要求也很高，客觀(guān)上要求部署組播承載IPTV實(shí)現流量?jì)?yōu)化。實(shí)際部署中一般采用ASM模型進(jìn)行部署，整個(gè)骨干網(wǎng)絡(luò )設置為一個(gè)PIM-SM域，并通過(guò)設置組播邊界、分組過(guò)濾等對組播流量進(jìn)行控制和管理。由于大部分的用戶(hù)在城域網(wǎng)，因此需要結合骨干和城域網(wǎng)，通過(guò)MBGP和MSDP協(xié)議實(shí)施端到端的跨域組播。從目前網(wǎng)絡(luò )設備能力來(lái)看，網(wǎng)絡(luò )核心一般具備較好的組播能力，但由于城域邊緣設備組播能力不足，如DSLAM設備，從而使城域組播初期主要延伸至BAS來(lái)部署。
網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)安全保證
（1）網(wǎng)絡(luò )基礎設施安全保證
通過(guò)對外網(wǎng)隱藏網(wǎng)絡(luò )基礎設施路由，并在所有UNI和PNNI接口部署I-ACL，杜絕了來(lái)自網(wǎng)絡(luò )外部針對網(wǎng)絡(luò )基礎設施的攻擊；所有外聯(lián)鏈路關(guān)閉IGP協(xié)議，防止對基礎設施路由攻擊；通過(guò)為路由協(xié)議分配專(zhuān)門(mén)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(zhuān)網(wǎng)，通過(guò)VPN的隔離能力保證自營(yíng)關(guān)鍵業(yè)務(wù)安全。根據3G、NGN網(wǎng)絡(luò )的特點(diǎn)，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(zhuān)用業(yè)務(wù)路由器，預留專(zhuān)有板卡端口專(zhuān)門(mén)提供3G、NGN接入。視訊會(huì )議業(yè)務(wù)，將視訊交換層的MCU、GK、數據會(huì )議服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)等設備直連到PE，組建視訊業(yè)務(wù)專(zhuān)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，可結合uRPF及QoS機制來(lái)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(guò)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(lái)越多的業(yè)務(wù)通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò )承載已經(jīng)成為不可阻擋的發(fā)展趨勢，運營(yíng)商運營(yíng)的關(guān)鍵NGN、3G、IPTV業(yè)務(wù)，企業(yè)VPN互連、視頻會(huì )議/監控、大客戶(hù)專(zhuān)線(xiàn)/IDC等業(yè)務(wù)，對IP網(wǎng)絡(luò )提出了更高的要求。通過(guò)實(shí)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(yíng)商的網(wǎng)絡(luò )與業(yè)務(wù)轉型經(jīng)驗，在探索可持續發(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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