基于IP內(nèi)核的多業(yè)務(wù)分組平臺

一、引言 　　

隨著軟交換和未來3G業(yè)務(wù)的開展，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)分組化的趨勢日益明顯。ITU-T也明確指出，下一代網(wǎng)絡(luò)NGN是基于分組承載的網(wǎng)絡(luò)。而現(xiàn)有的數(shù)據(jù)承載主要采用交換機光纖直聯(lián)方式或通過基于SDH的MSTP方式，前者存在缺乏50ms電信級保護，并且無法提供端到端的QoS；后者需要實現(xiàn)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)到SDH的封裝和解封裝，增加了開銷和成本，同時也增加了時延，無法經(jīng)濟的滿足未來NGN業(yè)務(wù)對數(shù)據(jù)承載網(wǎng)的要求。
　　
為了適應(yīng)下一代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，從根本上糾正以上不足，沖出現(xiàn)有城域網(wǎng)架構(gòu)與建網(wǎng)模式的束縛，烽火網(wǎng)絡(luò)根據(jù)自己對下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）的理解，提出了基于IP內(nèi)核的MSPP多業(yè)務(wù)環(huán)網(wǎng)解決方案。
　　
二、基于IP內(nèi)核的多業(yè)務(wù)分組平臺：
　　
MSPP（Multi-Service Provisioning Platform）：多業(yè)務(wù)提供平臺，它結(jié)合了承載網(wǎng)和傳送網(wǎng)技術(shù)，在一個平臺上，同時支持數(shù)據(jù)、同步語音和圖像業(yè)務(wù)的交換和傳輸。MSPP可以在不同的平臺上實現(xiàn)，按照不同物理平臺，可以分為基于WDM多業(yè)務(wù)光傳輸平臺、基于SONET/SDH的MSTP平臺、以及基于IP內(nèi)核的分組化平臺。
　　
烽火網(wǎng)絡(luò)F-engine M8000采用了RPR/MSR、彈性以太網(wǎng)業(yè)務(wù)環(huán)等技術(shù)，是一款具有MSPP功能的新一代IP內(nèi)核的多業(yè)務(wù)分組平臺，主要定位于城域網(wǎng)的接入和匯聚層，能夠?qū)崿F(xiàn)：
　　
（1）多業(yè)務(wù)綜合承載：可支持數(shù)據(jù)、TDM和視頻業(yè)務(wù)的綜合承載和高可靠性傳輸。
　　
（2）具有MSTP的功能：提供50ms內(nèi)的環(huán)網(wǎng)業(yè)務(wù)自動保護倒換能力（APS），提供基于RPR/MSR技術(shù)的環(huán)網(wǎng)帶寬公平分配機制，支持環(huán)形（單環(huán)和相切環(huán)）、星形、鏈形等多種網(wǎng)絡(luò)拓撲和圖形化自動拓撲發(fā)現(xiàn)和管理功能，支持分布式故障定位和性能監(jiān)測。
　　
（3）二層分組交換和承載：提供快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)、E1、2.5Gbps RPR/MSR，10Gbps Ethernet等接口，能夠滿足客戶對網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)管理和應(yīng)用的差異化需求。
　　
F-engine M8000由業(yè)務(wù)側(cè)接口、分組處理單元和線路側(cè)接口組成。其中，分組處理單元由分組交換結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)識別單元、業(yè)務(wù)處理單元、分組轉(zhuǎn)發(fā)引擎、TDM仿真和網(wǎng)絡(luò)安全保護單元等六個模塊組成；線路側(cè)單元由自動保護倒換單元和環(huán)路接口單元組成。
　　
MSPP各部分的具體功能如下：
　　*業(yè)務(wù)側(cè)接口：主要功能是為用戶提供業(yè)務(wù)接入接口；
　　*分組交換結(jié)構(gòu)：實現(xiàn)基于硬件的無阻塞高速交換；
　　*業(yè)務(wù)識別單元：主要功能是進行業(yè)務(wù)區(qū)分；
　　*業(yè)務(wù)處理單元：根據(jù)業(yè)務(wù)識別的結(jié)果進行相應(yīng)的排隊和調(diào)度；
　　*分組轉(zhuǎn)發(fā)引擎：主要完成二層線速轉(zhuǎn)發(fā)功能；
　　*TDM仿真單元：主要完成TDM業(yè)務(wù)的以太網(wǎng)仿真功能；
　　*網(wǎng)絡(luò)安全保護單元：提供分層的設(shè)備防護功能；
　　*自動保護倒換單元：主要實現(xiàn)50ms以內(nèi)的1+1自動保護倒換功能；
　　*環(huán)路接口單元：主要完成組環(huán)和環(huán)選擇功能；
　　
三、烽火網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)環(huán)網(wǎng)解決方案
　　
基于M8000產(chǎn)品烽火網(wǎng)絡(luò)提出了多業(yè)務(wù)環(huán)網(wǎng)解決方案，可以提供點到點的和多點匯聚的以太網(wǎng)專線業(yè)務(wù)，大客戶專線和行業(yè)/企業(yè)網(wǎng)建設(shè)，提供大帶寬、高品質(zhì)的專線接入，或者作為中小城市新建網(wǎng)絡(luò)或者行業(yè)網(wǎng)絡(luò)（電力、交通、煤炭、石油等）的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)承載網(wǎng)絡(luò)，
　　
1、在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)承載網(wǎng)的應(yīng)用：數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過M8000組成的環(huán)網(wǎng)（單環(huán)、相切環(huán)）進行承載，網(wǎng)絡(luò)具有50ms自動保護倒換和對不同業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)級QoS保證能力，可以實現(xiàn)語音、視頻和分組等多種業(yè)務(wù)的高可靠傳輸，作為中小城市的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)承載網(wǎng)絡(luò)。

　　
2、在寬帶接入流量匯聚中應(yīng)用：M8000可用于匯聚寬帶接入流量，可以通過以太網(wǎng)接口將xDSL、Cable Modem、和FTTH等寬帶上行流量匯聚到中心局，并提供50ms以內(nèi)的自愈保護能力。

　　
3、M8000在大客戶專網(wǎng)的應(yīng)用：M8000在同一個設(shè)備的不同端口可以配置透傳、匯聚、帶寬共享三種工作模式，可以同時提供點到點、點到多點和多點到多點的專線接入，并可以在一臺設(shè)備上同時提供以太網(wǎng)和E1的接入。

　　
4、在3G接入網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用：3GPP中WCDMA R5以后版本采用純IP接入。M8000具有分組業(yè)務(wù)低時延、業(yè)務(wù)感知能力，可以提供網(wǎng)絡(luò)級的QoS保證，實現(xiàn)RNC之間及RNC到Node B或SGSN之間的可靠傳。

5、在IPTV承載網(wǎng)中的應(yīng)用：M8000具有高效硬件動態(tài)組播功能，支持組播組的動態(tài)添加或刪除，帶寬靈活可配，保證低延時和網(wǎng)絡(luò)級QoS，同時支持幾百個節(jié)目源的點播，能高效承載IPTV等視頻業(yè)務(wù)。

四、多業(yè)務(wù)環(huán)網(wǎng)解決方案特點

　　
1、業(yè)務(wù)感知和控制能力：烽火網(wǎng)絡(luò)M8000具有收集網(wǎng)絡(luò)流量和應(yīng)用數(shù)據(jù)吞吐量等準確信息，并提供使用情況報告的功能，從而可以了解用戶使用業(yè)務(wù)的情況，并基于此對相關(guān)業(yè)務(wù)應(yīng)用進行有效控制能力。目的是可以給高利潤的應(yīng)用分配更多的帶寬，保證更好的服務(wù)質(zhì)量，提高單位帶寬收益率。
　　
業(yè)務(wù)感知和控制可為運營商實現(xiàn)分配寬帶線路主動策略，專門限制某些流量的吞吐量，或者使用整形技術(shù)將其移動到高峰以外的時間處理，以提高高峰期的性能，防止網(wǎng)絡(luò)瓶頸，還可以加強SLA。
　　
2、組網(wǎng)靈活，具備50ms以內(nèi)的故障定位和倒換。
　　
M8000能夠進行環(huán)形（單環(huán)、相切環(huán)）、星形、鏈形等多種網(wǎng)絡(luò)拓撲。它采用了RPR的分布式故障檢測和恢復(fù)機制，并通過MSR實現(xiàn)對多種拓撲應(yīng)用的支持。每個站點間通過控制包來實現(xiàn)拓撲的動態(tài)學(xué)習(xí)和更新、故障的隔離、定位和恢復(fù)。在環(huán)形拓撲中，MSPP很好地解決了環(huán)網(wǎng)廣播風(fēng)暴問題，實現(xiàn)了鏈路或設(shè)備出現(xiàn)故障時的50ms以內(nèi)快速倒換。
　　
MSPP支持跨環(huán)業(yè)務(wù)，同一個站點可以分別屬于不同的環(huán)，最多可達4個環(huán)。當(dāng)其中某個環(huán)發(fā)生故障時，此環(huán)上的業(yè)務(wù)獨立倒換，不影響其他環(huán)的業(yè)務(wù)。對于屬于多個環(huán)的鏈路或設(shè)備發(fā)生故障，則所涉及的多個環(huán)的業(yè)務(wù)發(fā)生倒換，也不會影響其他環(huán)的業(yè)務(wù)。
　　
3、對多業(yè)務(wù)的承載
　　
M8000支持組播數(shù)據(jù)的按組播條目轉(zhuǎn)發(fā)，而不是廣播處理。它通過IGMP Snopping協(xié)議監(jiān)聽客戶端和服務(wù)器端的信令，使組播數(shù)據(jù)按需轉(zhuǎn)發(fā)，不會轉(zhuǎn)發(fā)到?jīng)]有條目的端口，大大節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)帶寬，為IPtV業(yè)務(wù)提供良好承載平臺。
　　
較MSTP承載方案，由于MSTP是基于二層交換，不支持動態(tài)組播應(yīng)用。如果要支持流媒體、IPTV等組播業(yè)務(wù)，必須單獨建設(shè)組播承載網(wǎng)，造成重復(fù)投資。雖然其能夠通過RPR技術(shù)來實現(xiàn)二層組播，但SDH天生的復(fù)雜性加上RPR技術(shù)的引入，必然帶來設(shè)備的昂貴。同等價格下，烽火網(wǎng)絡(luò)的MSPP設(shè)備比MSTP設(shè)備無論從帶寬上還是從帶寬利用率上都占有很大優(yōu)勢。
　　
M8000采用TDM電路仿真的方式承載TDM業(yè)務(wù)，主要定位在接入層面的應(yīng)用，可以充分滿足TDM的質(zhì)量要求。MSPP采用擴展卡的方式可以直接支持視頻。
　　
4、具備網(wǎng)絡(luò)級的安全防護功能。
　　
M8000提供不同協(xié)議層次的攻擊防范功能，可以預(yù)防網(wǎng)絡(luò)病毒及DoS攻擊行為。采用特有的過濾算法，有效保證了網(wǎng)絡(luò)的連通性、業(yè)務(wù)的連續(xù)性、設(shè)備的可管理性。從轉(zhuǎn)發(fā)平面上進行了安全方面的設(shè)計和鞏固，確保MSPP設(shè)備上的轉(zhuǎn)發(fā)不在是單純的盡力轉(zhuǎn)發(fā)的架構(gòu)，而是將安全技術(shù)和轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)有機融合在一起。可以基于用戶的配置，實現(xiàn)對用戶指定的流量和業(yè)務(wù)實現(xiàn)監(jiān)控，過濾和隔離。通過對網(wǎng)絡(luò)流量的檢查、管理和監(jiān)控，有效管理網(wǎng)絡(luò)安全，使整個網(wǎng)絡(luò)變被動防御為主動防御、變單點防御為全面防御、變分散管理為集中策略管理，讓網(wǎng)絡(luò)擁有“自動免疫”的安全機能。
　　
5、實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的高自愈性。
　　
M8000基于RPR、MSR和鏈路聚合等多種技術(shù)的有效配合，針對不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用需求提供分級的業(yè)務(wù)保護機制，靈活、高效的支持鏈型、環(huán)形和網(wǎng)格型等多種拓撲結(jié)構(gòu)。特別是可對于TDM等實時業(yè)務(wù)提供50ms的高自愈性環(huán)保護。
　　
6、提供端到端的服務(wù)質(zhì)量保證。
　　
M8000設(shè)備采用了RPR的自動拓撲發(fā)現(xiàn)和端到端公平算法機制，結(jié)合智能網(wǎng)管平臺，可以針對用戶的業(yè)務(wù)提供基于全局的（全網(wǎng)的）而不是局部的（單節(jié)點）的QoS配置，可以保證不同業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量需求。
　　
7、靈活強大的網(wǎng)管功能。
　　
通過提供面向業(yè)務(wù)的模塊化管理工具，在網(wǎng)絡(luò)管理上實現(xiàn)針對應(yīng)用的策略化管理功能。M8000網(wǎng)管可以對相應(yīng)的接進行配置，維護（故障性能監(jiān)視），針對TDM、以太網(wǎng)等不同業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)特征進行管理，提供完備的管理功能。
　　
烽火網(wǎng)絡(luò)M8000網(wǎng)管系統(tǒng)提供業(yè)務(wù)級的告警監(jiān)視和性能監(jiān)測，即實現(xiàn)端口上監(jiān)視到的告警性能與端口上承載的業(yè)務(wù)相關(guān)聯(lián)，這種端到端的維護模式能充分滿足提高業(yè)務(wù)管理能力的需求。通過網(wǎng)管系統(tǒng)的業(yè)務(wù)感知與控制能力來實行相應(yīng)的策略，保障關(guān)鍵應(yīng)用、關(guān)鍵業(yè)務(wù)的優(yōu)先級和服務(wù)質(zhì)量。從而防止少部分用戶占用大量帶寬，使運營商從大用戶傳輸?shù)母吡髁恐蝎@利。