網絡融合技術的發展與實踐 劉韻潔 2007 7 24 內容概要： 一 IP網絡的問題及解決思路 二 網絡融合技術及實踐 三 網絡中立性的爭論及啟示 A B C D E 路由器技術的問題 不能測試，不能感知網絡實時狀態 路由器間不能交換網絡實時狀態信息 IP網的開放最短路徑 OSPF 算法只根據網絡的靜態拓撲結構數據庫進行 即：沒有流量工程 TE（ Traffic Engineering）及沒有操作維護管理 OAM（ Operation Administration Management）及資源管理功能 IP網絡存在的問題 : 不可控 不可管 無法保證實事業務的 QoS 安全問題 可擴展性的問題 一 IP網絡的問題及解決思路 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 掌握網絡資源情況：中繼電路帶寬、各節點端口及交換容量、優先隊列數據和網絡拓撲確定的路徑等 在網絡運行過程中發生故障和擁塞或新的資源呼叫時，對網絡資源進行及時調整的功能 通過增強的 DS-TE 技術，實現對承載的每一類業務分配相應的資源，實現了在一個 LSP中可以定義不同的業務等級 使 IP網成為可控、可管、具有網絡智能、能保證服務質量（ QoS）的網絡 1）增加 MPLS OAM 功能 ,傳送網絡運行和維護狀態信息 測量每條 LSP 的運行狀態 測量每條 LSP 的利用率、每種類型業務的帶寬占有率 測量每條 LSP 的端到端的延遲 MPLS L2 OAM 與 ATM OAM 構成完整的端到端的 OAM，解決了MPLS核心網絡承載 ATM FR,電路仿真等業務 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，可以實現快速故障檢測 3) 增加呼叫接入控制 CAC 4) 將 OSPF 路由算法擴展完善為受網絡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） 路由器改造的技術方案已開始被業界接受 在路由器上增加 TE/OAM 功能的技術方案，現已被 CISCO、 JUNIPER 等 行業的 大公司所采納 今年 ,兩公司聯合向 IETF 提交的雙向失效檢測 BFD 標準就是 TE/OAM的重要內容（右圖所示） 行業對此方案已有廣泛的認同。 華為 也在按此思路改造其設備 CISCO July， 2005 以上技術思路已成為設備制造商的解決方案 （一）光線傳輸網改造完善是三網融合的基礎 （二）承載網是三網融合的關鍵 （三）核心業務網是三網融合的引擎 （四）城域網、接入網是三網融合的保證 二 網絡融合技術及實踐 （一）光線傳輸網改造完善是網絡融合的基礎 網絡和業務融合使得網絡流量的不可預測性和增長的不穩定性更加突出 從靜態的傳輸網向具有交叉、信令、交換等功能的智能動態聯網方向發展，實現動態帶寬分配和提供多業務 ASON技術與 IP技術的結合使傳統的多層復雜網絡結構向簡單、扁平化結構演變 智能化更強的綜合統一傳輸網管系統 支撐 NE NE NE 子網1 NE NE NE NE 子網2 NE NE NE 子網 3 圖例： NE網元（網絡設備） 用戶可感知的網絡 互聯網 互聯網 固話網 數據網 移動網 視頻網 多數電信運營商采用自己制定標準、由設備廠家來適應的方式，而各廠家設備已定型，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元技術屏蔽網絡的異構性 虛擬網元是由軟件實現的一個一個的功能部件，通過對虛擬網元的調度，實現了對不同廠家設備的統一控制、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網元（網絡設備）； SNMA子網管理適配器； EMA網元管理適配器； VNE虛擬網元； EA網元適配器； 采用基于案例的故障根原因分析方法，充分發揮網絡管理的潛力 故障呈現與處理 過濾 網絡 根原因分析 NE NE NE NE NE NE 根原因分析引擎 專家庫 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 網元故障 基于電路的業務故障 客戶相關故障 100% 40% 0.3% 通過設計多級過濾及專家庫等方案，實現對傳輸網快速準確的故障定位 網絡融合的背景 視頻網 話音網 移動數據網 傳統數據網 目前各網絡分離存在 綜合承載網絡 多種業務接入 網絡控制點 演進 一個業務建一個網絡 多個業務建多個網絡 一個統一網絡平臺 同時提供多種業務 互聯網 視頻網 移動數據網 互聯網 傳統數據網 話音網 ？ (二 ) 承載網是網絡融合的關鍵 70 年代 80 年代 90 年代 目前 基于電路交換 綜合業務數字網 ISDN 互聯網 基于路由器技術 Internet 基于 ATM技術 綜合業務數字網 B- ISDN 寬帶 分組技術 多業務 功能分離服務質量 平等接入 廣泛的移動性 下一代網絡 NGN 電信界、 IT界幾十年探索網絡融合的歷程 在一個統一的網絡平臺上通過設計多個邏輯虛擬專網實現多業務 每個虛擬專網根據對應的業務確立自己的 QoS級別及路由表 虛擬專網之間互相隔離，解決了網絡可靠性問題 實現了電信網、計算機網和視頻網的業務融合，為三網融合提供了一條可行的技術途徑 率先在全國 330個城市 實現語音、視頻、互聯網、數據和 CDMA1X 等 網絡融合 在一個物理網絡平臺上如何同時運行多個業務網 研究報告表明：國外運營商網絡融合的時間為 2004 2006年 。 “ 多業務統一網絡平臺 ” 已于 2000年 完成網絡融合，提前約 四 年 大多數電信公司以同樣的技術路線進行網絡融合 著名咨詢公司 Yankee Group 2004年咨詢報告中指出：全球 20家收入最大的電信公司 中有 17家也開始采用 IP/MPLS技術作為網絡融合的解決方案。 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 目前多業務、多網絡的結構 源自： BT CTO Mick Reeve 英國 BT21世紀網絡也正以 IP/MPLS技術進行網絡演進 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 演進過程 網絡逐步減少 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 演進目標 實現網絡融合 源自： BT CTO Mick Reeve 解決業務體系垂直獨立，實現徹底的分層融合 垂直獨立的業務體系 IMS 統一資源：共享數據、單一用戶屬性、完整的用戶體驗 統一匯話控制 接入獨立 消除多中業務解決方案 支持全球漫游 業務的連貫性和持續性 簡化、匯聚應用 不同網絡，同一應用 應用與網絡獨立 降低開發和實現成本 SESSION IM VoIP VoD （三）業務融合是網絡融合的引擎 軟交換的演進趨勢 向基于 IMS為核心下一代網絡演進 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 ） +業務接入控制點（ SACP ）控制結構 （四）城域網、接入網是三網融合的保證 1. 城域網的網絡結構、認證、計費和安全系統的設計 2 城域網新技術發展 電信級以太網 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， 無牌照移動接入 )是最近在北美、歐洲發展起來的新標準，主要解決 WLAN、 藍牙與移動網絡的集成，可通過 WLAN、 藍牙等無需頻率牌照的無線技術傳輸 CDMA、 GSM的話音和數據。 3. 無線接入與有線接入的融合 美國電信業務年初兩宗大規模并購案目標直指全業務 SBC收購 AT&T：控股 Cingular無線的 SBC在 2005年初又收購了以提供數據、長途業務的 AT&T，成為美國最大的綜合業務提供商。 Verizon收購 MCI：同時擁有固定、移動業務的 Verizon收購了美國第二大長途與數據業務公司 MCI，增強了在長途和數據業務的競爭能力 美國：移動與固定融合資本市場在行動 UMA ( Unlicensed Mobile Access， 無牌照移動接入 ) 有線的優勢是帶寬高、資源充足，無線的優勢是移動性，使用便利。移動與固定融合的意義在于充分發揮兩種資源的優勢 融合型手機 基站 VoIP Gateway PSTN 蜂窩 (GSM) 藍牙或 WiFi Broadband Link PSTN Link NTE ADSL NTE 或 BluePhone 接入點 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全球聯盟 移動固定融合聯盟（ FMCA)，推動固話與移動融合的服務。該聯盟的成員包括 DoCoMo、英國電信、法國 Cegetel、韓國電信、瑞士電信和澳大