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摘要: 本文概要介绍了IP承载网技术,分析了当前IP承载网存在的主要问题及其发展趋势,在此基础上阐述了新一代IP电信网的特征及技术核心。
关键词: IP技术 电信网 发展趋势 QoS 解决方案
DOI:10.3969/j.issn.1672-8289.2010.09.011
Internet的迅猛发展,奠定了IP技术作为通信网络发展的主流技术的基础。IP技术以简便易用、价格低廉、业务开发迅速、推广普及容易等关键优势,已经在各类终端和桌面上牢牢占据了统治地位。从业务角度上说,“Everything Over IP技术”已经成为新一代网络业务发展的必然趋势。
1 IP的核心设计理念
IP技术最成功的应用就是Internet。在TCP/IP的设计中,将Internet系统中与通信相关的部分(IP网络)与高层应用(端点)分离,最大限度地简化网络的设计。
这一理念后来随着Internet的发展得到了延伸,在其内涵中包含了开放性和可靠性等,被扩展为:TCP/IP協议设计中应尽可能地将状态信息维护在端点上,网络内部不维护与特定应用相关的任何状态信息,因为只有这样,才可能在网络中的某部分发生故障时不会中断通信,除非通信端点自身出现故障。根据这一扩展后的理念,出现了下面的大家熟知的推论:
1).(无连接的)分组交换技术优于传统的电路交换网络,因为分组交换网络中不维护状态信息,因此只有通信终端发生故障时才会中断通信;
2).业务与承载分离,IP网络中不保存与业务和应用相关的信息,终端智能化而网络傻瓜化。
2 IP网络面临的问题
由于传统Internet业务对带宽、QoS(服务质量)等要求具有很大的弹性,因而往往把对管理开放性网络可达性的要求作为需求的关键指标。当前,用户已不再满足于传统的Internet业务,更希望能同时传送语音、视频,体验多媒体通信和融合业务带来的全方位丰富生动快捷的交流感受。运营商也希望通过一张统一的网络来提供更多的业务、挖掘新的利润增长点和降低业务成本。但是,以往的IP网络完全是针对Internet业务的,在承载电信级要求的业务(如语音、视频等)时存在很多先天性的不足。如果IP运营网络在QoS、安全、管理等方面存在的问题得不到有效的解决,基于IP技术的电信级业务,包括NGN/3G的很多关键业务,都将失去网络支撑的基础。通过将电信网络的理念和IP技术的优势结合,可以帮助运营商打造真正满足各种业务需求的运营级IP网络。在基于网络处理器技术的第五代路由器技术的基础上,可运营、可管理、可增值的IP城域网将成为挖掘运营商IP网络价值、拓广业务发展的必然趋势。
当前的IP网络在承载电信级业务时,面临的关键问题有以下几个:
1).QoS 问题:没有能力为电信级业务保证服务质量。
2).安全问题:网络设备、业务和管理服务器等容易受到黑客攻击,发生业务盗用。
3).网络规划维护问题:没有方便的网络规划机制以适应电信业务对流量统计、规划、路由规划等要求;承载网的故障和问题缺乏及时有效的定位和测试手段。
3 新一代IP电信网的基本特征
新一代IP电信网是基于构建运营级IP网络的理论总结和业内的具体实践发展起来的。IP电信网是一种基于业务运营的建网理念——建设有QoS及安全保障,有管理、可运营的电信级网络。IP电信网进一步明确了IP网络电信化运营所要经历的变革方向,并针对当前运营商的网络现状提出了可行的优化策略与实现步骤。总的来说,IP电信网=IP技术+电信运营建网思路。
新一代的IP电信网应该能够承载传统Internet业务、传统的电信业务以及新兴的电信业务,为NGN/3G的发展提供支撑。
新一代IP电信网是在IP技术基础上构建的能够满足电信级多业务运营需求的通信网络,其基本特征如下:
1).分层的网络结构。整体框架划分成业务控制层、承载控制层和基础网络层,层与层之间采用开放的接口,有利于业务的扩展,便于网络实施和简化网络运维。
2).基础网络层。利用MPLS技术实现在一张基础物理网络上划分出承载逻辑网,电信级业务在由MPLSLSP组成的承载逻辑网上转发,实现电信业务与Internet业务在资源上分离,Interne业务不会影响语音、视频等电信级业务的开展。
3).严格的QoS保证。新增的承载控制层由资源管理器(RM)组成,以实现对承载电信业务的承载逻辑网的资源管理;电信级业务在使用前申请资源,使用中保证资源、使用后释放资源。
4).具备良好的可扩展性、可实施性和可管理性。
4 新一代IP电信网的技术核心
IP电信网与传统电信网和传统IP网的最显著的不同在于其可以实现电信级的IP网络运营,QoS和业务安全保障是其技术基础和核心业务属性。
IP电信网充分借鉴电信网络的运营理念,在网络模型上遵循包括ITU、ETSI TIPHON 等国际标准组织的最新标准,引入资源管理器(RM)少量新的网络部件,与现有网络设备相配合,从而使在IP网络上开展电信级业务成为现实。
IP电信网将Internet业务和电信级业务作为两大业务类型区别对待,并在承载网中通过MPLS技术隔离传送。通过在边缘设备上实施流分类技术,识别出不同的电信级业务流和Internet业务流,针对动态呼叫型电信业务流,相应的流分类表项受承载网资源管理器(RM)和业务层的严格控制,并随着电信业务的创建和删除而实时更新。通过在接入和边缘设备实施针对业务流的带宽管理机制,隔离合理控制不同业务的资源使用,防止业务盗用和恶意攻击,从而保证电信业务在IP承载网上的安全。
在业务规划和调整上,IP电信网架构利用MPLSLSP技术,可以方便地按照业务的流量分布模型规划对应的承载逻辑网络拓扑和LSP的带宽资源。综合多种电信业务规划后,可以得到整个网络的业务规划。在业务运营的过程中,通过承载网资源控制层资源管理器(RM)设备,可以得到各类电信业务的接通率、呼损率、业务分布等硬指标,根据这些指标可以容易地进行相应网络的调整和规划。
在业务部署上,IP电信网只对网络中的边缘设备提出新的要求,现有的核心设备只要能够支持MPLS就可以满足要求,避免了全网的设备改造和协议更新。IP电信网可以以城域网为单位逐步实施。
在业务管理上,IP电信网架构推出针对多种业务的管理系统,业务管理系统可针对各种业务实施统一的配置、统计、计费和监控,为运营商的业务运营提供良好的工具。
在设备管理上,网元设备管理、网络资源管理的完成,实现了网络设备统一管理和业务部署。
5 结语
IP电信网解决方案是在充分吸收、消化业界最新技术成果的基础上, 结合运营网络现状进行持续创新、不断完善的成果,是运营级IP网络必然的发展方向。
随着业务和网络IP化趋势日益明朗,IP技术作为下一代网络的承载网技术已经成为必然,但目前的IP技术不能完全适应电信网的运营管理模式,不能完全满足电信网对于QoS、安全、可用性等方面的要求,电信级IP网络技术的发展任重道远。
IP电信网的实施为运营商IP网络开辟一个全新的价值空间。同时,IP电信网也是一个开放、发展的架构,它的不断完善必将为宽带化、信息化发展贡献更大的力量。
参考文献
[1] 李颖,卫晋欣.关于IP承载网建设问题的探讨[J].科技情报开发与经济, 2010,11.
[2] 李宏杰.电信级IP城域网的设计[D].华南理工大学, 2009.
[3] 张磊等.基于软交换的下一代网络组网技术[M].北京:人民邮电出版社,2005.
[4] 龚双瑾,刘多,张雪丽,续合元. 下一代网关键技术及发展[M].北京:国防工业出版社,2006.
作者简介: 俞宗佐(1983—),女,职称:助教,单位:内蒙古师范大学计算机与信息工程学院,研究方向:通信及嵌入式系统。
关键词: IP技术 电信网 发展趋势 QoS 解决方案
DOI:10.3969/j.issn.1672-8289.2010.09.011
Internet的迅猛发展,奠定了IP技术作为通信网络发展的主流技术的基础。IP技术以简便易用、价格低廉、业务开发迅速、推广普及容易等关键优势,已经在各类终端和桌面上牢牢占据了统治地位。从业务角度上说,“Everything Over IP技术”已经成为新一代网络业务发展的必然趋势。
1 IP的核心设计理念
IP技术最成功的应用就是Internet。在TCP/IP的设计中,将Internet系统中与通信相关的部分(IP网络)与高层应用(端点)分离,最大限度地简化网络的设计。
这一理念后来随着Internet的发展得到了延伸,在其内涵中包含了开放性和可靠性等,被扩展为:TCP/IP協议设计中应尽可能地将状态信息维护在端点上,网络内部不维护与特定应用相关的任何状态信息,因为只有这样,才可能在网络中的某部分发生故障时不会中断通信,除非通信端点自身出现故障。根据这一扩展后的理念,出现了下面的大家熟知的推论:
1).(无连接的)分组交换技术优于传统的电路交换网络,因为分组交换网络中不维护状态信息,因此只有通信终端发生故障时才会中断通信;
2).业务与承载分离,IP网络中不保存与业务和应用相关的信息,终端智能化而网络傻瓜化。
2 IP网络面临的问题
由于传统Internet业务对带宽、QoS(服务质量)等要求具有很大的弹性,因而往往把对管理开放性网络可达性的要求作为需求的关键指标。当前,用户已不再满足于传统的Internet业务,更希望能同时传送语音、视频,体验多媒体通信和融合业务带来的全方位丰富生动快捷的交流感受。运营商也希望通过一张统一的网络来提供更多的业务、挖掘新的利润增长点和降低业务成本。但是,以往的IP网络完全是针对Internet业务的,在承载电信级要求的业务(如语音、视频等)时存在很多先天性的不足。如果IP运营网络在QoS、安全、管理等方面存在的问题得不到有效的解决,基于IP技术的电信级业务,包括NGN/3G的很多关键业务,都将失去网络支撑的基础。通过将电信网络的理念和IP技术的优势结合,可以帮助运营商打造真正满足各种业务需求的运营级IP网络。在基于网络处理器技术的第五代路由器技术的基础上,可运营、可管理、可增值的IP城域网将成为挖掘运营商IP网络价值、拓广业务发展的必然趋势。
当前的IP网络在承载电信级业务时,面临的关键问题有以下几个:
1).QoS 问题:没有能力为电信级业务保证服务质量。
2).安全问题:网络设备、业务和管理服务器等容易受到黑客攻击,发生业务盗用。
3).网络规划维护问题:没有方便的网络规划机制以适应电信业务对流量统计、规划、路由规划等要求;承载网的故障和问题缺乏及时有效的定位和测试手段。
3 新一代IP电信网的基本特征
新一代IP电信网是基于构建运营级IP网络的理论总结和业内的具体实践发展起来的。IP电信网是一种基于业务运营的建网理念——建设有QoS及安全保障,有管理、可运营的电信级网络。IP电信网进一步明确了IP网络电信化运营所要经历的变革方向,并针对当前运营商的网络现状提出了可行的优化策略与实现步骤。总的来说,IP电信网=IP技术+电信运营建网思路。
新一代的IP电信网应该能够承载传统Internet业务、传统的电信业务以及新兴的电信业务,为NGN/3G的发展提供支撑。
新一代IP电信网是在IP技术基础上构建的能够满足电信级多业务运营需求的通信网络,其基本特征如下:
1).分层的网络结构。整体框架划分成业务控制层、承载控制层和基础网络层,层与层之间采用开放的接口,有利于业务的扩展,便于网络实施和简化网络运维。
2).基础网络层。利用MPLS技术实现在一张基础物理网络上划分出承载逻辑网,电信级业务在由MPLSLSP组成的承载逻辑网上转发,实现电信业务与Internet业务在资源上分离,Interne业务不会影响语音、视频等电信级业务的开展。
3).严格的QoS保证。新增的承载控制层由资源管理器(RM)组成,以实现对承载电信业务的承载逻辑网的资源管理;电信级业务在使用前申请资源,使用中保证资源、使用后释放资源。
4).具备良好的可扩展性、可实施性和可管理性。
4 新一代IP电信网的技术核心
IP电信网与传统电信网和传统IP网的最显著的不同在于其可以实现电信级的IP网络运营,QoS和业务安全保障是其技术基础和核心业务属性。
IP电信网充分借鉴电信网络的运营理念,在网络模型上遵循包括ITU、ETSI TIPHON 等国际标准组织的最新标准,引入资源管理器(RM)少量新的网络部件,与现有网络设备相配合,从而使在IP网络上开展电信级业务成为现实。
IP电信网将Internet业务和电信级业务作为两大业务类型区别对待,并在承载网中通过MPLS技术隔离传送。通过在边缘设备上实施流分类技术,识别出不同的电信级业务流和Internet业务流,针对动态呼叫型电信业务流,相应的流分类表项受承载网资源管理器(RM)和业务层的严格控制,并随着电信业务的创建和删除而实时更新。通过在接入和边缘设备实施针对业务流的带宽管理机制,隔离合理控制不同业务的资源使用,防止业务盗用和恶意攻击,从而保证电信业务在IP承载网上的安全。
在业务规划和调整上,IP电信网架构利用MPLSLSP技术,可以方便地按照业务的流量分布模型规划对应的承载逻辑网络拓扑和LSP的带宽资源。综合多种电信业务规划后,可以得到整个网络的业务规划。在业务运营的过程中,通过承载网资源控制层资源管理器(RM)设备,可以得到各类电信业务的接通率、呼损率、业务分布等硬指标,根据这些指标可以容易地进行相应网络的调整和规划。
在业务部署上,IP电信网只对网络中的边缘设备提出新的要求,现有的核心设备只要能够支持MPLS就可以满足要求,避免了全网的设备改造和协议更新。IP电信网可以以城域网为单位逐步实施。
在业务管理上,IP电信网架构推出针对多种业务的管理系统,业务管理系统可针对各种业务实施统一的配置、统计、计费和监控,为运营商的业务运营提供良好的工具。
在设备管理上,网元设备管理、网络资源管理的完成,实现了网络设备统一管理和业务部署。
5 结语
IP电信网解决方案是在充分吸收、消化业界最新技术成果的基础上, 结合运营网络现状进行持续创新、不断完善的成果,是运营级IP网络必然的发展方向。
随着业务和网络IP化趋势日益明朗,IP技术作为下一代网络的承载网技术已经成为必然,但目前的IP技术不能完全适应电信网的运营管理模式,不能完全满足电信网对于QoS、安全、可用性等方面的要求,电信级IP网络技术的发展任重道远。
IP电信网的实施为运营商IP网络开辟一个全新的价值空间。同时,IP电信网也是一个开放、发展的架构,它的不断完善必将为宽带化、信息化发展贡献更大的力量。
参考文献
[1] 李颖,卫晋欣.关于IP承载网建设问题的探讨[J].科技情报开发与经济, 2010,11.
[2] 李宏杰.电信级IP城域网的设计[D].华南理工大学, 2009.
[3] 张磊等.基于软交换的下一代网络组网技术[M].北京:人民邮电出版社,2005.
[4] 龚双瑾,刘多,张雪丽,续合元. 下一代网关键技术及发展[M].北京:国防工业出版社,2006.
作者简介: 俞宗佐(1983—),女,职称:助教,单位:内蒙古师范大学计算机与信息工程学院,研究方向:通信及嵌入式系统。