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NGN承載網(wǎng)建設思路探析

李偉 2007/06/01

　　NGN是指能夠承載全部電信級業(yè)務(wù)(如語(yǔ)音、視頻、數據的統一承載平臺)，即整合NGN和IMS體系架構、固定網(wǎng)絡(luò )和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )融合在同一張NGN上。

　　業(yè)界公認IP是NGN的承載平臺，而傳統IP網(wǎng)絡(luò )無(wú)論QoS、可靠性、可用性和安全性都因協(xié)議的限制，存在天生缺陷，因此NGN面臨的首要問(wèn)題是對IP承載網(wǎng)的優(yōu)化。本文從網(wǎng)絡(luò )的可靠性入手，探討NGN網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)化思路。

1、NGN承載網(wǎng)需求

　　部署NGN業(yè)務(wù)時(shí)必須面對QoS、地址規劃、可靠性、網(wǎng)管和用戶(hù)安全等復雜問(wèn)題。從QoS角度看，目前國內運營(yíng)商普遍采用輕載加區分服務(wù)的方式，做得比較領(lǐng)先的運營(yíng)商在此基礎上再引入FRR和流量工程(TE)作為配合，如中國電信CN2。IP地址的規劃則需要解決擴展性和公私網(wǎng)互通問(wèn)題。目前上述方面已經(jīng)研究的非常多，下面從網(wǎng)絡(luò )的高可靠性角度進(jìn)行分析。

　　目前，固定網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商大多以交換形的城域網(wǎng)作為承載。在這樣的網(wǎng)絡(luò )中，為承載NGN業(yè)務(wù)，需將三層交換機改造為核心路由器；接入交換機改造為業(yè)務(wù)路由器。

　　通常NGN業(yè)務(wù)系統不支持路由協(xié)議，一般采用虛擬路由器冗余協(xié)議(VRRP)保障。而VRRP出現在七八年前，其切換時(shí)間在3s以上。

　　在網(wǎng)絡(luò )級上。經(jīng)常采用Graceful Restart作為保護手段，該技術(shù)對設備和協(xié)議的要求較高，存在一些限制，同時(shí)在重啟的過(guò)程中，極易導致長(cháng)時(shí)間(數秒到數百秒)路由黑洞和環(huán)路，這在承載電信級業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò )中是無(wú)法容忍的。

2、NGN承載網(wǎng)最佳實(shí)踐

2.1　服務(wù)質(zhì)量(QoS)

　　就目前而言，通過(guò)全網(wǎng)端到端部署基于DiffServ的TE，并分別在二層和三層網(wǎng)絡(luò )結合FRR實(shí)現對實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的支持。

　　首先，在骨干網(wǎng)部署基于多協(xié)議標簽交換(MPLS)的FRR和DiffServ技術(shù)，保障核心和大區的切換時(shí)間，并結合輕載保障QoS。其次在城域三層網(wǎng)絡(luò )中部署DiffServ，目前領(lǐng)先的設備可做到嚴格帶寬保證。

　　最有挑戰性的是接入網(wǎng)絡(luò )建設，目前虛擬專(zhuān)用局域網(wǎng)業(yè)務(wù)(VPLS)技術(shù)作為MPLS技術(shù)在以太網(wǎng)上的一種補充手段，可以充分實(shí)現DiffServ、FRR、VPN部署和接入的結合，因此在三層網(wǎng)絡(luò )邊緣部署VPLS可以很好地解決傳統的二層交換機無(wú)法克服的問(wèn)題。

2.2　網(wǎng)絡(luò )級可靠性

　　VPLS可以很好地解決傳統二層IP接入網(wǎng)的可靠性問(wèn)題，做到50ms級的鏈路切換。其建設思路如下：

　　將傳統的以太網(wǎng)交換機替換為支持VPLS應用及有良好QoS保障機制的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)交換機，業(yè)務(wù)路由器和業(yè)務(wù)交換機之間組成Secure VPLS架構。

　　通過(guò)在業(yè)務(wù)路由器與業(yè)務(wù)交換機之間使用VPLS FRR技術(shù)來(lái)保證收斂時(shí)間小于50ms，同時(shí)通過(guò)用戶(hù)系統自有機制來(lái)實(shí)現用戶(hù)系統和業(yè)務(wù)交換機之間的鏈路故障快速收斂。不同的業(yè)務(wù)流在各節點(diǎn)內劃為不同的VPLS實(shí)例，在節點(diǎn)間的核心網(wǎng)內將業(yè)務(wù)流劃為不同的二三層VPN。

　　最終，全網(wǎng)業(yè)務(wù)系統端到端的VPN架構為：節點(diǎn)內VPLS+核心網(wǎng)MPLS VPN+節點(diǎn)內VPLS，配合使用FRR、DiffServ，最大限度提供可靠性。

2.3　設備級可靠性

　　對承載實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò )，合理的方式是采用不間斷路由(NSR)的保護機制。

　　NSR技術(shù)使路由器設備達到了前所未有的高可用性，使主控卡在切換時(shí)，做到不中斷路由、不中斷轉發(fā)、不中斷業(yè)務(wù)，并且使鄰近的路由器不受任何影響。這一技術(shù)比傳統的不中斷轉發(fā)+Graceful Restart方式具有更好的系統可用性和可操作性，從而進(jìn)一步實(shí)現不中斷業(yè)務(wù)功能，它保證路由器的主備控制卡的平滑切換，對鄰居路由器沒(méi)有任何影響，無(wú)需路由協(xié)議的擴充，實(shí)施起來(lái)簡(jiǎn)單易行。

2.4　網(wǎng)絡(luò )安全

　　通常NGN承載網(wǎng)會(huì )建設成與Internet隔離的私有網(wǎng)絡(luò )，但是由于接入用戶(hù)等需求，不能夠做到完全的隔離。因此面臨的風(fēng)險來(lái)自網(wǎng)絡(luò )邊緣，同時(shí)協(xié)議自身所導致的漏洞也不可忽視。NGN承載網(wǎng)可考慮邊界部署防火墻、入侵檢測系統(IDS)，可以實(shí)時(shí)檢測，防止對承載網(wǎng)核心設備的攻擊。作為路由協(xié)議而言，除需要關(guān)閉常見(jiàn)的服務(wù)外，需重點(diǎn)部署對于設備控制和轉發(fā)平面的防護。如在控制平面，可通過(guò)設備專(zhuān)用芯片，建立專(zhuān)門(mén)的會(huì )話(huà)過(guò)濾，為正常的會(huì )話(huà)和其他攻擊手段建立區分服務(wù)，有效地解決針對路由協(xié)議和控制信令的攻擊。

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