IP承载网演进策略探讨——华为.ppt
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1、Page 1,IP承载网演进策略探讨,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Page 2,汇报提纲,IP网络焦点问题及分析业界发展动态及华为公司解决方案IP承载网演进策略探讨,Page 3,基础构架完善及布点,全面互连的网络,未来网络的宏观发展方向,融合是未来网络的特征,业务融合、网络融合和终端融合有助于端到端的网络能力提升和业务体验提升;业务承载网逐步IP化发展,并且进行融合,方向是全面互联的IP网络,发展进程是一个渐进过程,最终演进到全IP网络。,网络孤岛,Page 4,IP网络如何提供电信级可靠性保证?IP网络如何提供应用驱动的服务质量保证能力?IP网络如何保障电信级
2、安全保证?,安全?,QoS?,IP网络演进中的主要问题,可靠性?,Page 5,可靠性:如何提供电信级的可靠性保证?,根据ITU-Y 1540的定义,网络可靠性是指网络节点之间能够保证质量要求的前提下,传输数据的时间占总时间的百分比,影响可靠性指标主要是设备自身的可靠性和快速故障保护切换技术;链路故障和摆动是IP网络可靠性的主要“杀手”。,Remotenetwork,流量方向,故障信息传递,故障信息传递,故障发生,收敛后转发路径,正常转发路径,故障切换保护能力?,设备自身可靠性?,Page 6,网络的调整总是慢于业务量分布的变化,网络局部拥塞不可避免;电信级业务不同于传统Internet数据业
3、务,它对服务质量指标(时延、抖动和丢包率)有严格要求;基于业务的精细化运营,正确的应用提供正确的网络服务质量保证。,?,如何承载电信级业务,喂,喂,网速太慢了,丢包/抖动/时延,QoS:如何提供承载业务所需要的服务质量?,Page 7,运营商业务规划要求有方便的网络规划手段来支持,目前网络的规划仅凭经验和对业务的初步分析,IP网络缺乏必要的规划和监控手段;,上海,北京,占用率,时间,时间,占用率,时间,业务量,QoS:业务流量如何规划?,Page 8,IP互联网最大特点是其健壮性,通过IP地址自由寻址,但是IP网络的健壮性也成为安全的威胁;终端和网络的融合使得IP网络安全问题更加复杂,智能化单
4、终端多业务成为未来主要的应用模式,如何识别正确的用户和正确的业务实施安全保护。,安全:如何解决IP网络的安全问题?,DoS流量,P2P,IP/MPLS Core,Soft switch,Worm,VoD,VoIP,Page 9,焦点一:提升设备自身可靠性和加快故障保护速度是解决IP网络可靠性问题的焦点;焦点二:IP网络完成深层业务识别是解决网络安全和提供业务所需QoS的、实施新运营模式的基础技术;焦点三:实现端到端网络资源管控,解决/规避网络拥塞问题,实现网络资源的规划和管理是提供E2E服务质量保证的关键。,IP网络问题分析,Page 10,焦点一:设备可靠性技术改进,路由器主控引擎从冷备份向
5、热备份改进:传统交换不要求100热备份,个别呼叫备份失败影响小,IP网络要求无损备份,丢失一条路由影响很大,要求路由器支持无损热备份;从单进程向多进程改进:进程间内存空间隔离,降低了软件故障的影响范围,支持通过添加新进程的方式增加新业务,支持单进程升级,支持单进程重启;版本升级不中断业务:一般版本升级平滑完成,无须中断业务,减少设备业务中断次数;热补丁技术:能够在不中断业务的情况下完成一定规模的补丁的修改,提升了设备的可靠性。,Page 11,焦点一:加快故障切换速度,链路故障产生网络路由振荡,网络路由收敛时间几秒到几十秒本地端口检测时间:10mS量级本地路由计算时间:100ms量级,业界最佳
6、约100ms本地路由刷新时间:mS量级整网路由收敛时间:1s量级,业界最佳850msBGP收敛时间:10s量级LDP重建LSP时间:10s量级导致的业务收敛时间时间:10s量级故障快速检测和快速路径备份能够加快故障切换速度。,某IP网络内某连接的丢包率实测,某IP网络内某连接对应的话音质量实测,瞬时丢包导致话音质量下降,Page 12,焦点二:边缘设备业务深度识别,7层应用控制/数据平面汇聚 P2P控制状态感知,深度报文检测 Unanchored search for X Complex pattern match Packet computation on X,DoS Traffic,P2P
7、,IP/MPLS Core,Soft switch,VoIP,VoD,Worm,边缘设备,业务深度识别进行安全控制,完成非法流量控制、网络流量疏导;业务深度识别基于应用提供网络服务质量,支撑新业务运营模式。,Page 13,Flow A,Flow B,Flow A,Flow B,PE,UNI,Over Provisioning,DiffServ,MPLS TE,PE,大带宽 优点:实施简单,能够一定程度地解决QoS问题 缺点:网络资源利用率不高,用户流量的需求是无穷尽的差分服务(DiffServ)模型优点:技术简单,拓展性强,主要用于骨干网缺点:各种业务叠加在一起后,其流量模型和业务模型将会是
8、非常复杂的,缺乏对整个网络的流量规划流量工程(TE)模型优点:可实施性强,效率高,布署简单缺点:端到端Full-Meshed TE隧道,网络规模大时存在严重的扩 展性问题,大规模部署MPLS TE维护复杂,高OPEX,缺乏商用经验。,焦点三:解决QoS问题的传统思路,Page 14,DiffServ模型按区分的业务等级给每个业务划分带宽,对每个业务带宽内部出现的拥塞和丢包无法解决,是一种静态的单点行为,随着网络容量增加,无法解决E2E服务质量问题。现在通常用网络规划CAC机制结合DiffServ来解决服务质量问题:按照承载业务来规划网络节点、链路容量,采用经验值控制容量,如链路的带宽利用率不超
9、过50等;引入CAC机制,当网络的容量达到规划容量时,拒绝新的业务接入,避免网络过载;DiffServ区分业务等级,在网络拥塞的情况下保证关键业务的QoS。采用网络规划CAC机制Diff-Serv技术基本能够解决现有IP网络的QoS问题,但是对网络运维经验要求比较高,网络利用率还不高,并且无法保证各种异常情况下E2E的服务质量,问题的关键还是在于承载网和业务网的分离。,焦点三:引入适当的CAC机制,Page 15,业务控制,焦点三:引入资源管理控制系统(RACS),通过MPLS DiffServ/MPLS TE方式为每个业务虚拟一张逻辑承载网(有资源信息),逻辑承载网采用逐段控制和分域分层技术
10、,保证了方案的可扩展性;资源管理控制系统(RACS)记录了承载网络的拓扑和管理实时资源情况,从而实现对业务申请的呼叫接纳控制CAC和基于业务提供所需的服务质量。,承载控制实体,承载控制实体,基础物理网,逻辑承载网,请求,同意,业务控制,Page 16,IP网络的演进IP承载网,Internet,Telecom Network,WWW,Email,FTP,PSTN/ATM/DDN,C5,C5,C4,C4,IP承载网,SoftX,SG,IP承载网是建立在IP网络技术基础上,提供能够满足电信运营需求的通信网络或解决方案,简单来说,IP承载网IP网络技术+电信运营需求,解决现有IP网络的QoS、安全、
11、管理等问题;IP承载网并不是替代现有IP网络,而是与现有IP网络共存,可以是物理隔离(骨干网),或者通过MPLS技术叠加到现有IP网络(城域网)上,与Native IP业务从资源上分离开,不影响Native IP业务,可承载传统的电信业务,并且支持新的电信业务;IP承载网引入资源管理承载控制技术,实现对资源的统一管理,引入CAC机制,业务使用前申请资源、使用中保证资源、使用后释放资源。,Page 17,汇报提纲,IP网络焦点问题及分析业界发展动态及华为公司解决方案IP承载网演进策略探讨,Page 18,IETF、ITU-T、ETSI、IETF和3GPP等组织都完善IP承载网技术相关的框架标准;
12、其中IP网络基于会话的动态QoS控制模型是热点,ITU-T、IETF、3GPP等均有相关架构:分层架构,如引入了承载控制层;关键技术包括CAC、路径选择、资源预留、动态策略决策、策略执行。,接入和传送ETN/MTNDSL/FTTHQOS,安全,O&MIPv6,接入,IPNASSRACS安全,QOS,接入NGOANXDSL,IP和传送传送控制平面Internet,路由,安全,O&M,重点:传送ETN宽带无线接入10GEPON,3GPPUMTSIMS,相关国际标准动态,Page 19,故障快速检测技术已经形成草案,如IETF BFD:重点研究通用的轻载故障检测机制,目的是开发一种独立于介质,独立于
13、协议,快速简洁的一个通用的故障检测机制;BFD OAM 方面形成IETF PWE3/L2VPN和ITU-T SG13等草稿,ETH OAM方面形成IEEE P802.1ag 和 ITU-T Q5/SG13等规范;故障快速切换技术,协议快速收敛开始形成IETF草案,并且在IP承载网得到商用,FRR技术也已经形成IETF草案,开始商用。设备的可靠性技术,如GR等的草案开始形成,规模商用还有待时间。可靠性技术的互通性还有待验证。,IP承载网可靠性技术动态,Page 20,ITU-T、IETF、ETSI等相关国际标准组织开始制定承载资源管控架构,逐步从目前的静态QoS控制朝基于会话的动态QoS控制发展
14、;其中TISPAN RACS的控制范围限定在接入网,ITU-T RACF的控制范围包括接入网和核心网;集中式tight QoS控制:RACS和RACF都是在接入网或全网设置一个或多个集中的QoS控制点,基于session进行策略控制,基于flow进行策略实施;分布式loose QoS控制:控制策略下发到网络节点,由网络节点自行实施流量工程和拥塞探测,发生拥塞时再由中心控制统一协调控制执行。,静态QoS,接入网集中式动态QoS,Static QoS Control,全网集中式动态QoS,分布式动态QoS,Tight QoS Control,Loose QoS Control,IP承载网管控技术发
15、展,Page 21,ETSI TIPHONE QoS Model,MSF IP Bearer Network Model,IETF BB Model,PacketCable Service-Aware Model,CMTS,CMTS,CallManagementServer(CMS),HFC,HFC,Gate Set,Gate Set,GS Ack,GS Ack,Managed IP Network,PSTN,均采用了集中的资源控制管理模块,引入承载控制层,对承载层资源统一管理规划,实现基于会话的承载资源控制;承载控制层、业务控制层和IP承载网配合感知业务,IP承载网基于业务实施QoS和安全策
16、略;承载层分成多个管理域(MA),区域间的路由器(TPE)可以实现分层管理,支持网络可扩展。,相关国际标准情况,Page 22,3GPP资源管理控制模块,3G PP R5 感知业务的QoS,QoS控制管理模块,3GPP 也开始考虑承载网的资源控制问题,如果IP承载网的QoS无法解决,3G端到端的业务服务质量将受到影响;3GPP R5开始引入PDF模块感知业务和资源控制,R6中PDF从CSCF中分离。,3G PP R6 感知业务的QoS,资源控制管理模块,Page 23,华为:IP承载网技术领航者,全方面的电信级可靠性解决方案,50ms故障保护技术率先规模商用,创造性解决业界MPLS承载快速收敛
17、难题,提出VPN FRR方案,并且在国内大型IP承载网成功商用;面向未来的融合网络率先发布多业务边缘网关产品ME60,与业务网联动解决IP承载网的业务感知和安全控制难题;率先开始IP管控技术技术研究和应用,推出的IPTN解决方案已经在广东电信成功商用,并且已经打通电话。广东IPTN商用局立足于ITU-T RACF标准,重点解决骨干网QoS控制及CAC机制,实现了骨干网拓扑及资源的管理,并且基于BRAS初步实现了静态的接入网拓扑及资源管理。,Page 24,可靠性解决方案,路由器热备份多进程技术不中断业务升级热补丁,设备可靠性技术,快速故障检测协议快速收敛快速重路由FRR业务系统联动接入网快速保
18、护,快速故障保护技术,IP承载网可靠性接近传统电信网水平,Page 25,多业务边缘网关MSCG,Service-PoP,Access,IP Core,规模大,承载多业务;合理使用核心网络资源,边缘需要实施资源控制和调度(CAC);,统一的用户管理是必须的;用户隔离和可溯源;安全和QoS控制;简单、统一,投资低;,业务控制点关联业务层和承载层实现统一资源控制(CAC)基于用户级别业务流的管理、安全控制和QoS控制 业务识别、区分和认证、计费,MSCG关联业务层和承载层实现基于会话的资源控制;MSCG基于用户和业务级别的流量管理、安全控制和QoS控制;MSCG能够提供业务识别、区分和认证、计费,
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