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IP網(wǎng)絡業(yè)務關鍵承載技術探討

2007/06/14

  IP網(wǎng)絡技術迅速發(fā)展,掀起網(wǎng)絡和業(yè)務融合的浪潮,傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡和業(yè)務都朝著IP化的方向演進。面對競爭和多業(yè)務融合發(fā)展的需求,許多電信運營商作出了網(wǎng)絡技術轉(zhuǎn)型的重大戰(zhàn)略舉措——建設具有融合多業(yè)務能力的IP承載網(wǎng)。承載的業(yè)務包括電信運營自營關鍵盈利業(yè)務,如NGN和3G業(yè)務;以MPLSVPN為基礎的企業(yè)互聯(lián)業(yè)務市場需求強勁,是另外一項重要的業(yè)務;高質(zhì)量IDC、IPTV以及視頻監(jiān)控業(yè)務,作為運營商的重要轉(zhuǎn)型業(yè)務,也是將來新的業(yè)務增長點。這些業(yè)務特征各自不同,需要在網(wǎng)絡部署相應的技術來滿足業(yè)務承載的要求。

業(yè)務特征及對網(wǎng)絡的需求

  總體上看,IP網(wǎng)絡業(yè)務涵蓋了從話音到數(shù)據(jù)、視頻的綜合多媒體業(yè)務,大致分為以下幾個方面:

  (1)語音業(yè)務:主要包括NGN和3G語音,業(yè)務對時延、抖動非常敏感,對網(wǎng)絡帶寬要求不高,但需要可預計的時延和丟包率。

  (2)交互式視頻:主要有視頻會議、可視電話、IPTV、視頻監(jiān)控等應用,業(yè)務對時延、抖動非常敏感,對網(wǎng)絡帶寬要求高,也需要可預計的時延和丟包率。

  (3)數(shù)據(jù)業(yè)務:主要包括大客戶互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務、IDC、3G數(shù)據(jù),時延、丟包、抖動與企業(yè)應用有關,帶寬需求隨業(yè)務量變化較大,一般都要求可靠傳送。

  (4)企業(yè)互連:即VPN業(yè)務,通常企業(yè)有語音、視頻、企業(yè)關鍵業(yè)務系統(tǒng)等多業(yè)務同時運行的要求,因此通常有兼具以上業(yè)務的需求。

  因此,這些業(yè)務通過IP網(wǎng)絡進行融合,客觀上需要部署與之相適應的承載技術,才能保證業(yè)務的正常運營。

IP網(wǎng)絡業(yè)務關鍵承載技術考慮

網(wǎng)絡組織及容量

  關鍵業(yè)務快速增長對網(wǎng)絡結構和容量提出了高的要求,網(wǎng)絡建設總體要求是在保證網(wǎng)絡層次化的同時實現(xiàn)網(wǎng)絡扁平化,提高網(wǎng)絡效率,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(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)點設置根據(jù)流量流向,充分考慮網(wǎng)絡結構的優(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)量和設備數(shù)量,減少端到端的路由跳數(shù)。

網(wǎng)絡自愈及保護的考慮

  為保證話音、交互式視頻、流媒體業(yè)務的質(zhì)量,減少在網(wǎng)絡故障情況下業(yè)務中斷時間,要求網(wǎng)絡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,結合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)務的需求。同時采用端口波動壓制(damping)技術提高網(wǎng)絡穩(wěn)定性。

(2)MPLS收斂與保護

  MPLS部署上,只針對關鍵的路由進行標簽分發(fā),同時整合LDP相關定時器,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,綜合考慮技術的擴展性和網(wǎng)絡節(jié)點的重要性,一般在網(wǎng)絡核心層部署FRR實現(xiàn)長途10GPOS廣域網(wǎng)鏈路保護。

服務質(zhì)量保證

  話音、交互式視頻、流媒體業(yè)務對IP網(wǎng)絡QoS提出高的要求,企業(yè)互連VPN由于存在多業(yè)務同時運行需求,對網(wǎng)絡QoS提出了新的要求。

  網(wǎng)絡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,提供不同等級的服務質(zhì)量保證。針對不同等級業(yè)務分配不同的帶寬資源,保證高等級業(yè)務不受低等級業(yè)務的影響。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)務預留高帶寬,保證在業(yè)務突發(fā)的情況下,業(yè)務質(zhì)量完全可以有保證。同時,結合信令呼叫準入控制技術,防止業(yè)務運行過載。對于IPTV業(yè)務,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)絡中進行QoS調(diào)度,從而使業(yè)務有QoS保證。對于大客戶MPLSVPN業(yè)務,一般存在多種應用共同運行,需要部署多個QoS等級實現(xiàn)業(yè)務質(zhì)量差異化,同時還需結合層次化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)絡設置為一個PIM-SM域,并通過設置組播邊界、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)絡設備能力來看,網(wǎng)絡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來部署。

網(wǎng)絡業(yè)務安全保證

(1)網(wǎng)絡基礎設施安全保證

  通過對外網(wǎng)隱藏網(wǎng)絡基礎設施路由,并在所有UNI和PNNI接口部署I-ACL,杜絕了來自網(wǎng)絡外部針對網(wǎng)絡基礎設施的攻擊;所有外聯(lián)鏈路關閉IGP協(xié)議,防止對基礎設施路由攻擊;通過為路由協(xié)議分配專門的QoS和資源,保證網(wǎng)絡控制層不受任何網(wǎng)絡擁塞影響。

(2)業(yè)務安全保證

  利用MPLSVPN技術分別組建3G、NGN、視訊專網(wǎng),通過VPN的隔離能力保證自營關鍵業(yè)務安全。根據(jù)3G、NGN網(wǎng)絡的特點,所有3G、NGN網(wǎng)絡的媒體網(wǎng)關、信令網(wǎng)關和服務器直接接入專用業(yè)務路由器,預留專有板卡端口專門提供3G、NGN接入。視訊會議業(yè)務,將視訊交換層的MCU、GK、數(shù)據(jù)會議服務器、網(wǎng)關等設備直連到PE,組建視訊業(yè)務專網(wǎng)。

  互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務流量易于產(chǎn)生DDOS和病毒流量攻擊,可結合uRPF及QoS機制來防范,在網(wǎng)絡邊緣部署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、保證關鍵業(yè)務正常運行的目的。

  綜上所述,越來越多的業(yè)務通過IP網(wǎng)絡承載已經(jīng)成為不可阻擋的發(fā)展趨勢,運營商運營的關鍵NGN、3G、IPTV業(yè)務,企業(yè)VPN互連、視頻會議/監(jiān)控、大客戶專線/IDC等業(yè)務,對IP網(wǎng)絡提出了更高的要求。通過實施網(wǎng)絡組織、網(wǎng)絡自愈和保護、服務質(zhì)量保證、組播部署以及網(wǎng)絡業(yè)務安全等多方位關鍵技術部署,取得了良好的效果,逐步獲得了電信運營商的網(wǎng)絡與業(yè)務轉(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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