IP网络业务关键承载技术探讨

IP网络技术迅速发展,掀起网络和业务融合的浪潮,传统电信网络和业务都朝着IP化的方向演进。面对竞争和多业务融合发展的需求,许多电信运营商作出了网络技术转型的重大战略举措——建设具有融合多业务能力的IP承载网。承载的业务包括电信运营自营关键盈利业务,如NGN和3G业务;以MPLS VPN为基础的企业互联业务市场需求强劲,是另外一项重要的业务;高质量IDC、IPTV以及视频监控业务,作为运营商的重要转型业务,也是将来新的业务增长点。这些业务特征各自不同,需要在网络部署相应的技术来满足业务承载的要求。

业务特征及对网络的需求

总体上看,IP网络业务涵盖了从话音到数据、视频的综合多媒体业务,大致分为以下几个方面:

(1)语音业务:主要包括NGN和3G语音,业务对时延、抖动非常敏感,对网络带宽要求不高,但需要可预计的时延和丢包率。

(2)交互式视频:主要有视频会议、可视电话、IPTV、视频监控等应用,业务对时延、抖动非常敏感,对网络带宽要求高,也需要可预计的时延和丢包率。

(3)数据业务:主要包括大客户互联网业务、IDC、3G数据,时延、丢包、抖动与企业应用有关,带宽需求随业务量变化较大,一般都要求可靠传送。

(4)企业互连:即VPN业务,通常企业有语音、视频、企业关键业务系统等多业务同时运行的要求,因此通常有兼具以上业务的需求。

因此,这些业务通过IP网络进行融合,客观上需要部署与之相适应的承载技术,才能保证业务的正常运营。

IP网络业务关键承载技术考虑

网络组织及容量

关键业务快速增长对网络结构和容量提出了高的要求,网络建设总体要求是在保证网络层次化的同时实现网络扁平化,提高网络效率,实现路由路径最短化。通过减少汇接节点、汇接层次、端到端路由跳数等多种手段来减少节点间延时。在核心节点、汇接节点和边缘节点重叠的节点,内部简化为一个层次,提高效率。核心节点的选择,充分考虑业务流量、传输资源状况和地理位置因素,一般采用全网状结构互连,保证在正常情况下,核心节点间延时小于15ms;同一局向之间至少使用两条链路互连,采用不同的传输路由,相互之间优先备份,控制故障影响的范围。汇接节点设置根据流量流向,充分考虑网络结构的优化,至少连接两个核心节点,实现两个局向负载分担、故障备份。边缘节点可以直接连接核心节点,减少汇接节点的数量和设备数量,减少端到端的路由跳数。

网络自愈及保护的考虑

为保证话音、交互式视频、流媒体业务的质量,减少在网络故障情况下业务中断时间,要求网络具有快速路由收敛和故障保护能力。

(1)路由收敛

在IGP路由域的部署上,为满足NGN、3G语音等实时业务的需求,需要对IGP路由收敛进行科学部署,如:采用POS快速故障检测技术,结合PRC和I-SPF路由计算以及科学调整控制参数实现全网路由收敛时间小于1秒,可以满足绝大多数实时业务的需求。同时采用端口波动压制(damping)技术提高网络稳定性。

(2)MPLS收敛与保护

MPLS部署上,只针对关键的路由进行标签分发,同时整合LDP相关定时器,进一步提高收敛速度。此外,基于TE的快速重路由FRR可实现50ms左右的保护能力,综合考虑技术的扩展性和网络节点的重要性,一般在网络核心层部署FRR实现长途10GPOS广域网链路保护。

服务质量保证

话音、交互式视频、流媒体业务对IP网络QoS提出高的要求,企业互连VPN由于存在多业务同时运行需求,对网络QoS提出了新的要求。

网络部署中考虑在链路适度轻载的基础上,结合基于DiffServ的QoS技术,提供不同等级的服务质量保证。针对不同等级业务分配不同的带宽资源,保证高等级业务不受低等级业务的影响。通常,3G和NGN语音以及信令流量给予最高优先级,即采用优先转发机制,同时对该类业务预留高带宽,保证在业务突发的情况下,业务质量完全可以有保证。同时,结合信令呼叫准入控制技术,防止业务运行过载。对于IPTV业务,一般配置较高的优先等级QoS保障,通过对信息源进行QoS标记、分类,在网络中进行QoS调度,从而使业务有QoS保证。对于大客户MPLS VPN业务,一般存在多种应用共同运行,需要部署多个QoS等级实现业务质量差异化,同时还需结合层次化QoS机制来具体部署。

通过组播实施IPTV承载

IPTV业务占用的带宽高,采用单播方式承载需要占用大量的带宽资源,同时对业务系统的要求也很高,客观上要求部署组播承载IPTV实现流量优化。实际部署中一般采用ASM模型进行部署,整个骨干网络设置为一个PIM-SM域,并通过设置组播边界、分组过滤等对组播流量进行控制和管理。由于大部分的用户在城域网,因此需要结合骨干和城域网,通过MBGP和MSDP协议实施端到端的跨域组播。从目前网络设备能力来看,网络核心一般具备较好的组播能力,但由于城域边缘设备组播能力不足,如DSLAM设备,从而使城域组播初期主要延伸至BAS来部署。

网络业务安全保证

(1)网络基础设施安全保证

通过对外网隐藏网络基础设施路由,并在所有UNI和PNNI接口部署I-ACL,杜绝了来自网络外部针对网络基础设施的攻击;所有外联链路关闭IGP协议,防止对基础设施路由攻击;通过为路由协议分配专门的QoS和资源,保证网络控制层不受任何网络拥塞影响。

(2)业务安全保证

利用MPLS VPN技术分别组建3G、NGN、视讯专网,通过VPN的隔离能力保证自营关键业务安全。根据3G、NGN网络的特点,所有3G、NGN网络的媒体网关、信令网关和服务器直接接入专用业务路由器,预留专有板卡端口专门提供3G、NGN接入。视讯会议业务,将视讯交换层的MCU、GK、数据会议服务器、网关等设备直连到PE,组建视讯业务专网。

互联网业务流量易于产生DDOS和病毒流量攻击,可结合uRPF及QoS机制来防范,在网络边缘部署uRPF达到控制伪造IP地址DDOS攻击,通过QoS机制将非法流量以及其它DDOS攻击引入best effort等级,达到控制病毒等垃圾流量、保证关键业务正常运行的目的。

综上所述,越来越多的业务通过IP网络承载已经成为不可阻挡的发展趋势,运营商运营的关键NGN、3G、IPTV业务,企业VPN互连、视频会议/监控、大客户专线/IDC等业务,对IP网络提出了更高的要求。通过实施网络组织、网络自愈和保护、服务质量保证、组播部署以及网络业务安全等多方位关键技术部署,取得了良好的效果,逐步获得了电信运营商的网络与业务转型经验,在探索可持续发展的互联网商业模式方面迈出了重要的一步。

来源:中国信息产业网


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