IP承载网技术发展趋势

引言

IP网的QoS、安全等问题一直是电信界诟病的焦点，随着下一代网络（NGN）从理论研究阶段过渡到实际应用阶段，关于IP网络的争论更加激烈。IP技术是否能够满足NGN承载的要求，在业界还有很大的分歧，IP极端乐观主义者认为互联网就是网络融合的未来，认为没有NGN，只有NGI；IP极端悲观主义者认为IP技术本身就不适合承载电信业务，需要有革命性的变化，甚至需要发明一种新技术来承载下一代网络。

网络是技术、管理模式和商业模式的有机组合，判断一个技术的好坏要看这种技术能否与管理模式和商业模式有效地配合以支持业务开展，同时要兼顾技术的成熟性和产业的投入和支持。我们在谈论IP问题的时候也决不能"维技术论"，本文从一个网络应用者的视角谈一下对于IP网络和技术的看法，仅代表个人观点。

2 下一代网络的发展目标

如图1所示，ITU-T对于下一代网络有过一个纯功能层面的定义，对于运营商来说，这样一个定义是无法直接应用于生产当中的，需要根据这个定义进行技术选择，而且需要充分考虑运行维护模式、商业模式等问题。

笔者认为，下一代网络是从电信网对业务和网络的要求出发，充分利用互联网的先进技术，引入电信网的运营和管理模式，通过商业模式上的创新来实现的新一代网络。在下一代网络中，IP无论在承载层还是业务层都将担任重要角色，目前，ITU-T，3GPP，OMA等国际主流标准化组织都与IETF建立了联络，充分利用IP领域已有的先进技术实现电信业务。

2．1 业务的IP化

随着互联网业务的普及，TCP/IP协议已经成了各种操作系统的默认配置，目前大部分业务系统使用TCP/IP协议进行通信。
互联网的开放性使其成为新业务最好的试验场，电信网也不断从互联网业务中吸取营养，SIP是目前业界公认的下一代网络的核心控制技术之一，它最初就产生于互联网。

2．2 网络的IP化

20世纪90年代的关于ATM和IP的争论已经彻底成为历史。目前，IP无论从技术、设备还是标准化方面的发展都远远超过对手，一枝独秀。目前，路由器广泛采用ASIC，NP等硬件/准硬件技术实现，性能、稳定性大为提高，ATM等其他技术已经成为IP之下的二层技术。

IP领域技术发展带有明显的技术驱动的特点，新技术层出不穷，但由于IP技术的最初定位不是满足电信网络的需求，在满足电信网的QoS、安全、高可用性等要求方面还有形成体系。

3 IP技术发展状况

IP技术最初是为满足院校、学术机构的资源共享而发明的，随着网络规模的不断扩大，共享资源的爆炸式增加，IP网络成为全球范围的国际互联网络--Internet，互联网的发展极大地改变了人们的生产、生活，也对电信网络的发展产生了深刻的影响，IP技术以其简单、开放、灵活等特性使电信网络快速开发和提供丰富多彩的增值业务成为可能。

4 IP QoS技术发展现状和趋势

4．1 IP QoS技术发展现状

IP QoS技术分为区分服务（DiffServ）和集成服务（IntServ）两大模型，从这两大模型衍生出来的其他QoS技术如图2所示。

（1）区分服务（DiffServ）和集成服务（IntServ）

DiffServ相关标准为RFC2475，2474，2597（EF），2598（AF）。在DiffServ方案中，在网络入口处根据服务要求对业务进行分类、流量控制，同时设置DSCP，在网络中根据实施好的QoS机制来区分每一类通信（依据分组的DSCP值）、并为之服务（包括资源分配、分组丢弃策略等，统称为PHB），DiffServ域中的所有节点都将根据分组的DSCP字段来遵守PHB。

IntServ相关标准为RFC2210。IntServ定义了两种服务，即保证服务与控制负载服务。使用IntServ，两端应用程序在通信前，需要根据业务类型及对网络资源的要求，通过RSVP信令（带外）建立端到端的通信路径；沿途的每一个路由器都需要记录每一个业务流的状态信息，即"软状态"，并提供相应的服务确保。

DiffServ和IntServ代表QoS保证的两种不同的理念，DiffServ是粗管道、面向类的QoS保证技术，IntServ是细管道、面向流的QoS保证技术。事实证明，IntServ在大网中应用存在扩展性问题，目前基本已经退出历史舞台。

（2）E-LSP和MPLS流量工程（MPLS TE）

随着MPLS在VPN等领域的大量应用，DiffServ和MPLS结合出现了E-LSP，即通过MPLS标签中的EXP字段来标记业务的优先级。
IntServ模式尽管在以流为单位的细粒度QoS保证方面已没有发展前途，但与MPLS技术结合产生了面向粗管道的MPLS-TE技术，可以通过RSVP-TE作为信令为一类业务端到端预留一个大粒度的带宽。

（3）DS-TE

DS-TE将E-LSP和MPLS-TE结合起来，能够实现在MPLS-TE隧道中细分不同服务等级，提供更为灵活的QoS保证。目前，该技术尚不成熟，标准还在草案阶段。

（4）现有QoS技术的实施

随着硬件转发技术的应用，路由器、交换机对数据报文的处理时延已经达到微秒级，端到端的时延主要取决于传输距离而不是节点的处理时延，实验室测试和现网经验告诉我们，在端口流量达到80%甚至90%的时候，大多数主流路由、交换设备都不会出现丢包，处理时延在100us左右。

目前，大多数商用网络通过业务的流量流向预测、适当过量的带宽设计避免网络壅塞作为保证QoS的主要手段，同时在网络上部署DiffServ和E-LSP技术，在网络流量突发时保证高优先级业务的质量。