網(wǎng)絡融合技術的發(fā)展與實踐

網(wǎng)絡融合技術的發(fā)展與實踐 劉韻潔 2007 7 24 內(nèi)容概要： 一 IP網(wǎng)絡的問題及解決思路 二 網(wǎng)絡融合技術及實踐 三 網(wǎng)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(wǎng)絡實時狀態(tài) 路由器間不能交換網(wǎng)絡實時狀態(tài)信息 IP網(wǎng)的開放最短路徑 OSPF 算法只根據(jù)網(wǎng)絡的靜態(tài)拓撲結構數(shù)據(jù)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(wǎng)絡存在的問題 : 不可控 不可管 無法保證實事業(yè)務的 QoS 安全問題 可擴展性的問題 一 IP網(wǎng)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(wǎng)絡資源情況：中繼電路帶寬、各節(jié)點端口及交換容量、優(yōu)先隊列數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡拓撲確定的路徑等 在網(wǎng)絡運行過程中發(fā)生故障和擁塞或新的資源呼叫時，對網(wǎng)絡資源進行及時調(diào)整的功能 通過增強的 DS-TE 技術，實現(xiàn)對承載的每一類業(yè)務分配相應的資源，實現(xiàn)了在一個 LSP中可以定義不同的業(yè)務等級 使 IP網(wǎng)成為可控、可管、具有網(wǎng)絡智能、能保證服務質量（ QoS）的網(wǎng)絡 1）增加 MPLS OAM 功能 ,傳送網(wǎng)絡運行和維護狀態(tài)信息 測量每條 LSP 的運行狀態(tài) 測量每條 LSP 的利用率、每種類型業(yè)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(wǎng)絡承載 ATM FR,電路仿真等業(yè)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(xiàn)快速故障檢測 3) 增加呼叫接入控制 CAC 4) 將 OSPF 路由算法擴展完善為受網(wǎng)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(yè)界接受 在路由器上增加 TE/OAM 功能的技術方案，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 標準就是 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(wǎng)改造完善是三網(wǎng)融合的基礎 （二）承載網(wǎng)是三網(wǎng)融合的關鍵 （三）核心業(yè)務網(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)絡融合技術及實踐 （一）光線傳輸網(wǎng)改造完善是網(wǎng)絡融合的基礎 網(wǎng)絡和業(yè)務融合使得網(wǎng)絡流量的不可預測性和增長的不穩(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態(tài)聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展，實現(xiàn)動態(tài)帶寬分配和提供多業(yè)務 ASON技術與 IP技術的結合使傳統(tǒng)的多層復雜網(wǎng)絡結構向簡單、扁平化結構演變 智能化更強的綜合統(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)絡設備） 用戶可感知的網(wǎng)絡 互聯(lián)網(wǎng) 互聯(lián)網(wǎng) 固話網(wǎng) 數(shù)據(jù)網(wǎng) 移動網(wǎng) 視頻網(wǎng) 多數(shù)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(wǎng)元技術屏蔽網(wǎng)絡的異構性 虛擬網(wǎng)元是由軟件實現(xiàn)的一個一個的功能部件，通過對虛擬網(wǎng)元的調(diào)度，實現(xiàn)了對不同廠家設備的統(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)絡設備）； 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)絡管理的潛力 故障呈現(xiàn)與處理 過濾 網(wǎng)絡 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)務故障 客戶相關故障 100% 40% 0.3% 通過設計多級過濾及專家?guī)斓确桨福瑢崿F(xiàn)對傳輸網(wǎng)快速準確的故障定位 網(wǎng)絡融合的背景 視頻網(wǎng) 話音網(wǎng) 移動數(shù)據(jù)網(wǎng) 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng) 目前各網(wǎng)絡分離存在 綜合承載網(wǎng)絡 多種業(yè)務接入 網(wǎng)絡控制點 演進 一個業(yè)務建一個網(wǎng)絡 多個業(yè)務建多個網(wǎng)絡 一個統(tǒng)一網(wǎng)絡平臺 同時提供多種業(yè)務 互聯(lián)網(wǎng) 視頻網(wǎng) 移動數(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(yè)務數(shù)字網(wǎng) ISDN 互聯(lián)網(wǎng) 基于路由器技術 Internet 基于 ATM技術 綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng) B- ISDN 寬帶 分組技術 多業(yè)務 功能分離服務質量 平等接入 廣泛的移動性 下一代網(wǎng)絡 NGN 電信界、 IT界幾十年探索網(wǎng)絡融合的歷程 在一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡平臺上通過設計多個邏輯虛擬專網(wǎng)實現(xiàn)多業(yè)務 每個虛擬專網(wǎng)根據(jù)對應的業(yè)務確立自己的 QoS級別及路由表 虛擬專網(wǎng)之間互相隔離，解決了網(wǎng)絡可靠性問題 實現(xiàn)了電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和視頻網(wǎng)的業(yè)務融合，為三網(wǎng)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(xiàn)語音、視頻、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)和 CDMA1X 等 網(wǎng)絡融合 在一個物理網(wǎng)絡平臺上如何同時運行多個業(yè)務網(wǎng) 研究報告表明：國外運營商網(wǎng)絡融合的時間為 2004 2006年 。 “ 多業(yè)務統(tǒng)一網(wǎng)絡平臺 ” 已于 2000年 完成網(wǎng)絡融合，提前約 四 年 大多數(shù)電信公司以同樣的技術路線進行網(wǎng)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(wǎng)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(yè)務、多網(wǎng)絡的結構 源自： BT CTO Mick Reeve 英國 BT21世紀網(wǎng)絡也正以 IP/MPLS技術進行網(wǎng)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(wǎng)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(xiàn)網(wǎng)絡融合 源自： BT CTO Mick Reeve 解決業(yè)務體系垂直獨立，實現(xiàn)徹底的分層融合 垂直獨立的業(yè)務體系 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 統(tǒng)一匯話控制 接入獨立 消除多中業(yè)務解決方案 支持全球漫游 業(yè)務的連貫性和持續(xù)性 簡化、匯聚應用 不同網(wǎng)絡，同一應用 應用與網(wǎng)絡獨立 降低開發(fā)和實現(xiàn)成本 SESSION IM VoIP VoD （三）業(yè)務融合是網(wǎng)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(wǎng)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(yè)務接入控制點（ SACP ）控制結構 （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)絡結構、認證、計費和安全系統(tǒng)的設計 2 城域網(wǎng)新技術發(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， 無牌照移動接入 )是最近在北美、歐洲發(fā)展起來的新標準，主要解決 WLAN、 藍牙與移動網(wǎng)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(shù)據(jù)。 3. 無線接入與有線接入的融合 美國電信業(yè)務年初兩宗大規(guī)模并購案目標直指全業(yè)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(shù)據(jù)、長途業(yè)務的 AT&T，成為美國最大的綜合業(yè)務提供商。 Verizon收購 MCI：同時擁有固定、移動業(yè)務的 Verizon收購了美國第二大長途與數(shù)據(jù)業(yè)務公司 MCI，增強了在長途和數(shù)據(jù)業(yè)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(yōu)勢是帶寬高、資源充足，無線的優(yōu)勢是移動性，使用便利。移動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 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(lián)盟 移動固定融合聯(lián)盟（ FMCA)，推動固話與移動融合的服務。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