展望未來的IP網(wǎng)絡和IP網(wǎng)絡管理

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展望未來的IP網(wǎng)絡和IP網(wǎng)絡管理

數(shù)據(jù)網(wǎng)絡勢將在未來的通信領域里成為主角，因為電話網(wǎng)本身存在著難以克服的缺陷。無論xDSL等技術怎樣成功，電話網(wǎng)資源利用率低、帶寬窄、線路質(zhì)量不穩(wěn)定都是難以改變的事實;有線電視網(wǎng)相對缺乏通信領域的運營經(jīng)驗，研究工作相對滯后;而數(shù)據(jù)網(wǎng)絡則因為Internet網(wǎng)絡技術的成功，進入到開放的、分布式的發(fā)展環(huán)境，并以飛快的速度在向前發(fā)展。

IP技術是未來數(shù)據(jù)網(wǎng)絡中的核心技術。無論人們怎樣看待ATM和IP之間的競爭，事實是IP將成為未來承載各種應用業(yè)務的平臺。因此，人們還需要考慮如何在IP之上開展各種多媒體業(yè)務和實時業(yè)務。而在IP層之下，人們在尋找著合適的技術為IP層提供傳輸能力和部分路由功能，例如ATM，MPLS，SDH和DWDM。另一方面，三大網(wǎng)絡之間的融合是不可避免的，并將從業(yè)務的融合最終發(fā)展到網(wǎng)絡的融合。人們期待著在一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡上開展各種業(yè)務、傳輸各種信號，以保障高效率地利用資源和更好地開展業(yè)務。

下面簡單介紹下一代IP網(wǎng)絡的特點，并重點討論下一代IP網(wǎng)絡的管理問題。

一、IP網(wǎng)絡技術問題

作為下一代網(wǎng)絡應用業(yè)務的主要支撐平臺，IP技術本身存在一些有待解決的問題，其中最主要的是服務質(zhì)量和安全問題。安全問題的解決主要依賴于隧道技術 (tunneling)、加密技術(encryption&decryption)、密鑰管理技術(key management)和身份認證技術(authentication)等，在此不做討論。下面主要討論IP網(wǎng)絡中的服務類別進行信息傳輸。目前，衡量服務質(zhì)量的主要參數(shù)包括：

·時延：一個信息包在兩個參考點之間傳輸?shù)臅r間間隔;

·時延抖動：相同路徑上信息包的時延變化;

·吞吐量:經(jīng)過一個網(wǎng)絡或網(wǎng)絡設備的信息包的速率，可以用峰值速率或平均速率表示;

·丟包率：一個網(wǎng)絡丟棄信息包的最大概率。

IP網(wǎng)絡中的服務質(zhì)量問題主要與IP網(wǎng)絡的傳輸方式有關。目前，IP網(wǎng)絡采用的是“盡力而為(best-effort)”的傳輸方式，對傳輸?shù)慕Y(jié)果不做任何保證。這樣的傳輸方式會帶來很多服務質(zhì)量問題，例如：

·因為傳輸中可能會丟失或拋棄信息外，所以無法保證傳輸內(nèi)容的完整性;

·由于對資源實行共享和動態(tài)分配，因此不能保證傳輸?shù)乃俾驶驇?

·不能保證對用戶的響應時間;

從某種意義上說，這是IP網(wǎng)絡分布式的、開放的環(huán)境帶來的負面影響。未來IP網(wǎng)絡上會有多種業(yè)務開展，其中多媒體業(yè)務要求非常高的傳輸質(zhì)量，實時業(yè)務要求非常高的響應時間和傳輸時延控制，這是目前的網(wǎng)絡傳輸環(huán)境無法達到的。雖然DWDM的出現(xiàn)幾十倍甚至幾百倍地擴展了基礎網(wǎng)絡的傳輸帶寬，但是網(wǎng)絡的高帶寬并不味著服務質(zhì)量問題的最終解決。換言之，在高帶寬的網(wǎng)絡中同樣會有服務質(zhì)量問題。只有在擴展網(wǎng)絡帶寬的同時展開對服務質(zhì)量支持技術的研究，才能最終比較徹底地解決服務質(zhì)量問題。

二、在IP網(wǎng)絡中保證服務質(zhì)量

目前，人們一直在研究如何提高IP網(wǎng)絡對服務質(zhì)量的支持能力。其中主要包括如下技術。

1、虛擬專用網(wǎng)

虛擬專用網(wǎng)(VPN)是通過私有的隧道技術在公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡上仿真點到點專線的技術。利用VPN可以為企業(yè)提供不同的服務質(zhì)量保證，同時更有效地利用廣域網(wǎng)資源。

2、區(qū)分服務

區(qū)分服務(Diff-Serv)在IP網(wǎng)中通過傳輸匯聚提供服務質(zhì)量支持。數(shù)據(jù)包在區(qū)分服務邊緣被分類和傳輸。在不同的區(qū)分服務域之間要建立服務層規(guī)范(SLS)，這是邊緣路由器的傳輸狀況動作基礎。

3、流量工程

流量工程(Traffic Engineering)是一個控制傳輸流怎樣經(jīng)過網(wǎng)絡以達到網(wǎng)絡資源的最佳利用和性能保證的過程。出現(xiàn)流量工程的原因是最短路徑的路由算法使得某些路由出現(xiàn)擁塞而某些路由卻未被使用。以前的流量工程是基于層模式的，即IP處于一個面向連接的網(wǎng)絡技術之上，比較典型的是將IP置于ATM之上。

4、多協(xié)議標簽交換

多協(xié)議標簽交換(MPLS)允許在IP包頭前增加包頭來建立通道，不對IP數(shù)據(jù)包的內(nèi)容做任何處理。采用固定長度的標簽加快了MPLS交換機查找路由表的速度，減輕了交換機的負擔。MPLS技術為IP網(wǎng)絡引入了更好、更復雜的路由技術和服務質(zhì)量管理功能，加快了數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的速度，減少了時延和時延抖動，增加了網(wǎng)絡的吞吐能力。MPLS同樣是流量工程的一種。（現(xiàn)代電信科技）