網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)的發(fā)展與實(shí)踐

網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)的發(fā)展與實(shí)踐 劉韻潔 2007 7 24 內(nèi)容概要： 一 IP網(wǎng)絡(luò)的問題及解決思路 二 網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)及實(shí)踐 三 網(wǎng)絡(luò)中立性的爭論及啟示 A B C D E 路由器技術(shù)的問題 不能測試，不能感知網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)狀態(tài) 路由器間不能交換網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)狀態(tài)信息 IP網(wǎng)的開放最短路徑 OSPF 算法只根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的靜態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行 即：沒有流量工程 TE（ Traffic Engineering）及沒有操作維護(hù)管理 OAM（ Operation Administration Management）及資源管理功能 IP網(wǎng)絡(luò)存在的問題 : 不可控 不可管 無法保證實(shí)事業(yè)務(wù)的 QoS 安全問題 可擴(kuò)展性的問題 一 IP網(wǎng)絡(luò)的問題及解決思路 TE & OAM OSPF 路由器 解決思路 ： 在路由器中增加 TE、 OAM和 MPLS資源管理功能 掌握網(wǎng)絡(luò)資源情況：中繼電路帶寬、各節(jié)點(diǎn)端口及交換容量、優(yōu)先隊(duì)列數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浯_定的路徑等 在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中發(fā)生故障和擁塞或新的資源呼叫時(shí)，對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行及時(shí)調(diào)整的功能 通過增強(qiáng)的 DS-TE 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對承載的每一類業(yè)務(wù)分配相應(yīng)的資源，實(shí)現(xiàn)了在一個(gè) LSP中可以定義不同的業(yè)務(wù)等級 使 IP網(wǎng)成為可控、可管、具有網(wǎng)絡(luò)智能、能保證服務(wù)質(zhì)量（ QoS）的網(wǎng)絡(luò) 1）增加 MPLS OAM 功能 ,傳送網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和維護(hù)狀態(tài)信息 測量每條 LSP 的運(yùn)行狀態(tài) 測量每條 LSP 的利用率、每種類型業(yè)務(wù)的帶寬占有率 測量每條 LSP 的端到端的延遲 MPLS L2 OAM 與 ATM OAM 構(gòu)成完整的端到端的 OAM，解決了MPLS核心網(wǎng)絡(luò)承載 ATM FR,電路仿真等業(yè)務(wù) 2) 增加了 MPLS快速故障檢測和故障切換功能 通過增加雙向失效檢測 BDF 功能，可以實(shí)現(xiàn)快速故障檢測 3) 增加呼叫接入控制 CAC 4) 將 OSPF 路由算法擴(kuò)展完善為受網(wǎng)絡(luò)資源約束的路由算法（ CSPF） 5) 其他 MPLS平滑重啟（ Graceful Restart） 路由引擎的平滑切換（ REGS） 在線軟件升級（ ISSU） 路由器改造的技術(shù)方案已開始被業(yè)界接受 在路由器上增加 TE/OAM 功能的技術(shù)方案，現(xiàn)已被 CISCO、 JUNIPER 等 行業(yè)的 大公司所采納 今年 ,兩公司聯(lián)合向 IETF 提交的雙向失效檢測 BFD 標(biāo)準(zhǔn)就是 TE/OAM的重要內(nèi)容（右圖所示） 行業(yè)對此方案已有廣泛的認(rèn)同。 華為 也在按此思路改造其設(shè)備 CISCO July， 2005 以上技術(shù)思路已成為設(shè)備制造商的解決方案 （一）光線傳輸網(wǎng)改造完善是三網(wǎng)融合的基礎(chǔ) （二）承載網(wǎng)是三網(wǎng)融合的關(guān)鍵 （三）核心業(yè)務(wù)網(wǎng)是三網(wǎng)融合的引擎 （四）城域網(wǎng)、接入網(wǎng)是三網(wǎng)融合的保證 二 網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)及實(shí)踐 （一）光線傳輸網(wǎng)改造完善是網(wǎng)絡(luò)融合的基礎(chǔ) 網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)融合使得網(wǎng)絡(luò)流量的不可預(yù)測性和增長的不穩(wěn)定性更加突出 從靜態(tài)的傳輸網(wǎng)向具有交叉、信令、交換等功能的智能動(dòng)態(tài)聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)帶寬分配和提供多業(yè)務(wù) ASON技術(shù)與 IP技術(shù)的結(jié)合使傳統(tǒng)的多層復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)向簡單、扁平化結(jié)構(gòu)演變 智能化更強(qiáng)的綜合統(tǒng)一傳輸網(wǎng)管系統(tǒng) 支撐 NE NE NE 子網(wǎng)1 NE NE NE NE 子網(wǎng)2 NE NE NE 子網(wǎng) 3 圖例： NE網(wǎng)元（網(wǎng)絡(luò)設(shè)備） 用戶可感知的網(wǎng)絡(luò) 互聯(lián)網(wǎng) 互聯(lián)網(wǎng) 固話網(wǎng) 數(shù)據(jù)網(wǎng) 移動(dòng)網(wǎng) 視頻網(wǎng) 多數(shù)電信運(yùn)營商采用自己制定標(biāo)準(zhǔn)、由設(shè)備廠家來適應(yīng)的方式，而各廠家設(shè)備已定型，很困難。 廠家 2 廠家 1 廠家 3 廠家 4 采用接口適配和虛擬網(wǎng)元技術(shù)屏蔽網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性 虛擬網(wǎng)元是由軟件實(shí)現(xiàn)的一個(gè)一個(gè)的功能部件，通過對虛擬網(wǎng)元的調(diào)度，實(shí)現(xiàn)了對不同廠家設(shè)備的統(tǒng)一控制、智能化管理。 NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE 傳輸層面 EA SNMA EMA EA EA 適配層面 VNE VNE VNE VNE VNE VNE VNE VNE VNE VNE 智能管理層面 圖例： NE網(wǎng)元（網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）； SNMA子網(wǎng)管理適配器； EMA網(wǎng)元管理適配器； VNE虛擬網(wǎng)元； EA網(wǎng)元適配器； 采用基于案例的故障根原因分析方法，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)管理的潛力 故障呈現(xiàn)與處理 過濾 網(wǎng)絡(luò) 根原因分析 NE NE NE NE NE NE 根原因分析引擎 專家?guī)?過濾器 告警信息 資源庫 配置信息 越限閾值 性能信息 線路故障 網(wǎng)元故障 基于電路的業(yè)務(wù)故障 客戶相關(guān)故障 100% 40% 0.3% 通過設(shè)計(jì)多級過濾及專家?guī)斓确桨?，?shí)現(xiàn)對傳輸網(wǎng)快速準(zhǔn)確的故障定位 網(wǎng)絡(luò)融合的背景 視頻網(wǎng) 話音網(wǎng) 移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng) 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng) 目前各網(wǎng)絡(luò)分離存在 綜合承載網(wǎng)絡(luò) 多種業(yè)務(wù)接入 網(wǎng)絡(luò)控制點(diǎn) 演進(jìn) 一個(gè)業(yè)務(wù)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò) 多個(gè)業(yè)務(wù)建多個(gè)網(wǎng)絡(luò) 一個(gè)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)平臺(tái) 同時(shí)提供多種業(yè)務(wù) 互聯(lián)網(wǎng) 視頻網(wǎng) 移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng) 互聯(lián)網(wǎng) 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng) 話音網(wǎng) ？ (二 ) 承載網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)融合的關(guān)鍵 70 年代 80 年代 90 年代 目前 基于電路交換 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) ISDN 互聯(lián)網(wǎng) 基于路由器技術(shù) Internet 基于 ATM技術(shù) 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) B- ISDN 寬帶 分組技術(shù) 多業(yè)務(wù) 功能分離服務(wù)質(zhì)量 平等接入 廣泛的移動(dòng)性 下一代網(wǎng)絡(luò) NGN 電信界、 IT界幾十年探索網(wǎng)絡(luò)融合的歷程 在一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上通過設(shè)計(jì)多個(gè)邏輯虛擬專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù) 每個(gè)虛擬專網(wǎng)根據(jù)對應(yīng)的業(yè)務(wù)確立自己的 QoS級別及路由表 虛擬專網(wǎng)之間互相隔離，解決了網(wǎng)絡(luò)可靠性問題 實(shí)現(xiàn)了電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和視頻網(wǎng)的業(yè)務(wù)融合，為三網(wǎng)融合提供了一條可行的技術(shù)途徑 率先在全國 330個(gè)城市 實(shí)現(xiàn)語音、視頻、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)和 CDMA1X 等 網(wǎng)絡(luò)融合 在一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上如何同時(shí)運(yùn)行多個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng) 研究報(bào)告表明：國外運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)融合的時(shí)間為 2004 2006年 。 “ 多業(yè)務(wù)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)平臺(tái) ” 已于 2000年 完成網(wǎng)絡(luò)融合，提前約 四 年 大多數(shù)電信公司以同樣的技術(shù)路線進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)融合 著名咨詢公司 Yankee Group 2004年咨詢報(bào)告中指出：全球 20家收入最大的電信公司 中有 17家也開始采用 IP/MPLS技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)融合的解決方案。 IP ATM PSTN DSL KStream PSTN DPCN PDH Fibre Copper DWSS ASDH End User 5k nodes 2k nodes 400 nodes 100 nodes 15 nodes MSH -SDH 1k nodes Mesh -SDH Inter-node transmission provided by SDH/PDH platformsCWSS ROW & Other Networks 英國電信 BT 目前多業(yè)務(wù)、多網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu) 源自： BT CTO Mick Reeve 英國 BT21世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)也正以 IP/MPLS技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)演進(jìn) IP PSTN DSL PSTN Fibre & Copper Copper Agg Box End User 5k nodes 400 nodes 100 nodes MSH -SDH 1k nodes Inter-node transmission provided by SDH platform Call Server ASDH derivative agg. box relieves PDH ROW & Other Networks 演進(jìn)過程 網(wǎng)絡(luò)逐步減少 源自： BT CTO Mick Reeve IP-MPLS-WDM DSL Fibre & Copper Copper Agg Box End User 5k nodes 100 nodes Class 5 Call Server GFP on SDH Content WWW ISP PSTN services migrate to IP ROW & Other Networks 演進(jìn)目標(biāo) 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合 源自： BT CTO Mick Reeve 解決業(yè)務(wù)體系垂直獨(dú)立，實(shí)現(xiàn)徹底的分層融合 垂直獨(dú)立的業(yè)務(wù)體系 IMS 統(tǒng)一資源：共享數(shù)據(jù)、單一用戶屬性、完整的用戶體驗(yàn) 統(tǒng)一匯話控制 接入獨(dú)立 消除多中業(yè)務(wù)解決方案 支持全球漫游 業(yè)務(wù)的連貫性和持續(xù)性 簡化、匯聚應(yīng)用 不同網(wǎng)絡(luò)，同一應(yīng)用 應(yīng)用與網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立 降低開發(fā)和實(shí)現(xiàn)成本 SESSION IM VoIP VoD （三）業(yè)務(wù)融合是網(wǎng)絡(luò)融合的引擎 軟交換的演進(jìn)趨勢 向基于 IMS為核心下一代網(wǎng)絡(luò)演進(jìn) Consolidated SoftSwitch Model 3GPP/3GPP2 IMS Model Limited 3rd party app support Custom hardware/software No IP Support Bearer follows signaling Traditional Switch Model Limited 3rd party API standardization 3rd party application interactions limited by embedded services/call model Internal element integration limits deployment options + Call control separate from bearer + IP and multi-media enabled + Commodity hardware and standardized interfaces + Better 3rd party application support + Further decomposition / deployable elements + Flexible data driven session control + Standardized SIP interfaces + Standardized, flexible, application support + Common subscriber data H.248/M EGACO JTAPI, Parlay, & Proprietary Signalling Gateway Embedded Services Media Gateway Call Control Media GW Controller App Servers Subscriber Data Wireline Subscriber Data Wireless SIP, H.323, & M GCP Analog Circuit Wireless IP Endpoints IP MGCF H.248 SIP Signalling Gateway Media Gateway Session Control CSCF Media GW Controller App Servers Subscriber Data SIP Analog Circuit Wireless SIP Endpoints App Servers App Servers SIP IP IN, AIN, & Camel Signalling Features Switch Fabric Call Control Bearer Path Control IN Services Subscriber Data Wireline Subscriber Data Wireless Analog Circuit Wireless XM L 呼叫控制管理（ CCM ） +業(yè)務(wù)接入控制點(diǎn)（ SACP ）控制結(jié)構(gòu) （四）城域網(wǎng)、接入網(wǎng)是三網(wǎng)融合的保證 1. 城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、認(rèn)證、計(jì)費(fèi)和安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2 城域網(wǎng)新技術(shù)發(fā)展 電信級以太網(wǎng) MEF Ethernet Characteristics MEF Architecture Framework /Reference Points Model Subscriber Public Service /Transport Networks UNI NNI Metro Ethernet Network (MEN) What if I told you Scalability, Demarcation, Resiliency, TE-like tunneling and OAM were achievable without: Adding MPLS control plane Keep low cost point near native Ethernet Working inward from the edge Working outward from the core Making it work together UMA(Unlicensed Mobile Access， 無牌照移動(dòng)接入 )是最近在北美、歐洲發(fā)展起來的新標(biāo)準(zhǔn)，主要解決 WLAN、 藍(lán)牙與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的集成，可通過 WLAN、 藍(lán)牙等無需頻率牌照的無線技術(shù)傳輸 CDMA、 GSM的話音和數(shù)據(jù)。 3. 無線接入與有線接入的融合 美國電信業(yè)務(wù)年初兩宗大規(guī)模并購案目標(biāo)直指全業(yè)務(wù) SBC收購 AT&T：控股 Cingular無線的 SBC在 2005年初又收購了以提供數(shù)據(jù)、長途業(yè)務(wù)的 AT&T，成為美國最大的綜合業(yè)務(wù)提供商。 Verizon收購 MCI：同時(shí)擁有固定、移動(dòng)業(yè)務(wù)的 Verizon收購了美國第二大長途與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)公司 MCI，增強(qiáng)了在長途和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的競爭能力 美國：移動(dòng)與固定融合資本市場在行動(dòng) UMA ( Unlicensed Mobile Access， 無牌照移動(dòng)接入 ) 有線的優(yōu)勢是帶寬高、資源充足，無線的優(yōu)勢是移動(dòng)性，使用便利。移動(dòng)與固定融合的意義在于充分發(fā)揮兩種資源的優(yōu)勢 融合型手機(jī) 基站 VoIP Gateway PSTN 蜂窩 (GSM) 藍(lán)牙或 WiFi Broadband Link PSTN Link NTE ADSL NTE 或 BluePhone 接入點(diǎn) 有線帶寬是無限的 ：從 80年代以來，光纖通信的帶寬平均每 5年提高 10倍，價(jià)格平均每 3年下降一半。潛力非常巨大！ 無線帶寬是有限的，但應(yīng)用是無限的 ：可用的無線頻譜資源有限，無線資源將更加緊張。 2004年 6月，幾大電信巨頭組建了一個(gè)全球聯(lián)盟 移動(dòng)固定融合聯(lián)盟（ FMCA)，推動(dòng)固話與移動(dòng)融合的服務(wù)。該聯(lián)盟的成員包括 DoCoMo、英國電信、法國 Cegetel、韓國電信、瑞士電信和澳大