對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)的思考

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今天，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)已經(jīng)成為各運(yùn)營(yíng)商的重要收入來源之一，且其增長(zhǎng)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)的話音業(yè)務(wù)。目前，數(shù)據(jù)網(wǎng)的技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，在寬帶網(wǎng)絡(luò)中得到了一定的部署，可以支持比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)更廣的應(yīng)用范圍。但是，由于用戶需求的不確定性、市場(chǎng)的多變性以及技術(shù)革新的快速性，原有數(shù)據(jù)網(wǎng)架構(gòu)和技術(shù)并不能完全符合未來多業(yè)務(wù)融合的趨勢(shì)。

另外，在過去的幾年中，電信市場(chǎng)并不十分景氣，許多電信運(yùn)營(yíng)商出現(xiàn)了違規(guī)操作、投資失敗和過度建設(shè)等問題。雖然電信服務(wù)的需求在不斷增長(zhǎng)，但業(yè)務(wù)收入?yún)s沒有達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。這使得運(yùn)營(yíng)商對(duì)網(wǎng)絡(luò)的投資產(chǎn)生了很大的顧慮，也束縛了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展。本文根據(jù)這一現(xiàn)狀，著眼于今后幾年中數(shù)據(jù)網(wǎng)的發(fā)展，對(duì)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)加以分析，對(duì)不同需求的技術(shù)選擇加以對(duì)比，以思考數(shù)據(jù)網(wǎng)未來的一般趨勢(shì)。

2.數(shù)據(jù)網(wǎng)發(fā)展的總體趨勢(shì)

由于運(yùn)營(yíng)商大都嚴(yán)格限制了資本支出，集中對(duì)短期收益項(xiàng)目進(jìn)行投資，因此我們對(duì)今后的數(shù)據(jù)網(wǎng)的總體看法是保持“謹(jǐn)慎的樂觀”。最明顯的規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的方法是增加現(xiàn)有業(yè)務(wù)的用戶基數(shù)，維持并擴(kuò)展經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證的可靠技術(shù)。數(shù)據(jù)網(wǎng)會(huì)市場(chǎng)必然會(huì)有新技術(shù)的出現(xiàn)，但是必須權(quán)衡新技術(shù)帶來的好處和部署該技術(shù)所需的投資間的關(guān)系。不管是采用保守的技術(shù)還是新興的技術(shù)，數(shù)據(jù)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)在于要能保持并擴(kuò)大用戶群。所以在發(fā)展現(xiàn)有業(yè)務(wù)和引入新業(yè)務(wù)的時(shí)候，運(yùn)營(yíng)商要考慮用戶的需求。

現(xiàn)有的數(shù)據(jù)網(wǎng)有許多地方需要進(jìn)行改進(jìn)。為了能提供全面的業(yè)務(wù)支持和快速的數(shù)據(jù)交換能力，需要去除接入的瓶頸以給用戶提供所需的帶寬，這可以通過最大化現(xiàn)有銅線平臺(tái)的能力，如采取ADSL技術(shù)或增加對(duì)PON的部署來實(shí)現(xiàn)。也可以將終端用戶的多業(yè)務(wù)綜合接入服務(wù)邊緣向接入/傳輸領(lǐng)域遷移，以優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?。在網(wǎng)絡(luò)核心處也將會(huì)發(fā)生一定程度的融合，引入先進(jìn)的流量管理以及可靠性和可擴(kuò)展性的概念。同時(shí)，引入端到端的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)管理，以提供對(duì)數(shù)據(jù)流量的有效控制。

3.數(shù)據(jù)網(wǎng)的架構(gòu)

接入

接入部分是指終端用戶與數(shù)據(jù)網(wǎng)間的鏈接層面。其物理媒質(zhì)包括銅雙絞線、同軸電纜、光纖以及無線。由于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中，從用戶側(cè)到本地交換局間建有大量的銅雙絞線，促使了對(duì)能增強(qiáng)銅線上數(shù)據(jù)傳輸效率的技術(shù)的研究，從而產(chǎn)生了ADSL、ADSL＋、VDSL等技術(shù)。同軸電纜是一種高帶寬的媒質(zhì)，但通常它只與有線電視和需要高速率的數(shù)字商務(wù)接入相關(guān)聯(lián)。光纖能提供很高的帶寬，是寬帶接入的理想媒質(zhì)之一。寬帶無線接入能節(jié)省鋪設(shè)電纜的高成本。而UMTS則將寬帶接入能力和移動(dòng)性結(jié)合起來,可能會(huì)在今后幾年中得到部署。

匯聚

匯聚部分負(fù)責(zé)在用戶側(cè)和運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)交付點(diǎn)間傳輸數(shù)據(jù)。在該匯聚域中，流量從數(shù)量眾多的小容量端口匯聚到數(shù)目有限的高容量端口上。這一部分目前主要由SONET/SDHT設(shè)備乃至WDM設(shè)備為基礎(chǔ)構(gòu)成。

業(yè)務(wù)邊界

運(yùn)營(yíng)商是通過位于用戶側(cè)或網(wǎng)絡(luò)邊界處的業(yè)務(wù)交付平臺(tái)來提供服務(wù)的。后一種情況就叫做網(wǎng)絡(luò)服務(wù)邊界。考慮到數(shù)據(jù)網(wǎng)所要提供業(yè)務(wù)的多樣性和今后持續(xù)演進(jìn)的要求，設(shè)備也會(huì)存在多樣性。目前，在多數(shù)情況下各邊界設(shè)備是專為特定類型的業(yè)務(wù)服務(wù)的。

核心

網(wǎng)絡(luò)核心的主要功能是在業(yè)務(wù)交付點(diǎn)間進(jìn)行長(zhǎng)途的數(shù)據(jù)交換或路由。為滿足不斷增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求，可引入DWDM技術(shù)來擴(kuò)展光纖的容量，并降低長(zhǎng)途傳輸?shù)某杀尽Ｄ壳按嬖谥齻€(gè)截然不同的核心網(wǎng)：由語音交換機(jī)構(gòu)成的話音業(yè)務(wù)核心專網(wǎng)；承載大量商用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的ATM網(wǎng)絡(luò)；以及處理Internet流量的IP核心網(wǎng)。

管理

網(wǎng)絡(luò)管理用于在承載各種流量以及發(fā)生故障的情況下，確保網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化運(yùn)作。比如，在某一路徑過載或故障的情況下，對(duì)流量進(jìn)行自動(dòng)重路由。網(wǎng)管中心應(yīng)能提供圖形化的用戶接口，以便運(yùn)營(yíng)商對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀況有一個(gè)總體的把握，并且在收到告警信息時(shí)易于對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整和重新部署。高效的網(wǎng)管機(jī)制是減少Opex的一個(gè)關(guān)鍵因素。

4.數(shù)據(jù)網(wǎng)發(fā)展的重點(diǎn)

4.1消除接入的瓶頸

接入是連接用戶的“最后一公里”，提供了對(duì)所承載業(yè)務(wù)的連接性保障。接入方面的挑戰(zhàn)在于：要在優(yōu)化帶寬和可達(dá)性的情況下實(shí)現(xiàn)普遍的接入，同時(shí)要避免對(duì)物理設(shè)備的大量升級(jí)?？紤]到接入方式的現(xiàn)狀和發(fā)展情況，可以認(rèn)為駐地網(wǎng)用戶和商業(yè)用戶的接入是有明顯差異的。

駐地網(wǎng)的接入

有調(diào)查顯示，通過modem撥號(hào)、DSL甚至同軸電纜方式接入Internet的用戶數(shù)一直會(huì)有大幅度的增長(zhǎng)。他們的需求主要集中在網(wǎng)絡(luò)沖浪、電子郵件和網(wǎng)絡(luò)聊天等方面。Internet的高速增長(zhǎng)帶動(dòng)了將DSL或cable modem技術(shù)作為寬帶接入方式的大量需求。考慮到我國(guó)運(yùn)營(yíng)商的現(xiàn)狀，DSL技術(shù)應(yīng)該是重點(diǎn)的選擇。

通過DSL進(jìn)行寬帶接入，在現(xiàn)有的銅線資源上最大化了帶寬，可以擴(kuò)大運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)收入。運(yùn)營(yíng)商未來會(huì)有兩種方式來增加這方面的收入：增加現(xiàn)有業(yè)務(wù)的用戶數(shù)以及通過開展新業(yè)務(wù)增加ARPU值。

單純?cè)黾佑脩魯?shù)要求DSL能以一定的帶寬步入更多的家庭，運(yùn)營(yíng)商需要根據(jù)遠(yuǎn)端站點(diǎn)的需求而部署更多的DSLAM端局?，F(xiàn)在ADSL在5公里的范圍以內(nèi)，能提供的速率在0.5Mbit/s和1.5Mbit/s之間，而許多新業(yè)務(wù)需要更高的帶寬。然而，增加所提供的帶寬會(huì)導(dǎo)致隨著環(huán)路距離和頻率的增加信噪比也增加，從而帶來業(yè)務(wù)覆蓋范圍的減小。這是每個(gè)DSL網(wǎng)絡(luò)都要面對(duì)的帶寬與覆蓋率的兩難矛盾。

由于頻譜兼容性的原因（銅線間會(huì)存在一定的串?dāng)_），部署遠(yuǎn)距離的站點(diǎn)需要引入新的技術(shù)，如ADSL+或VDSL。除了可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離的部署外，ADSL+和VDSL在短距離上也都提供了比ADSL更高的帶寬。伴隨著收益機(jī)會(huì)的增加，遠(yuǎn)程站點(diǎn)的部署也增加了Opex（開通與維護(hù)）和Capex（光纖等設(shè)備成本）。由于其可達(dá)范圍有限，VDSL比ADSL+要求有更深入的光纖部署和更小規(guī)模的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)。因此，部署VDSL的代價(jià)要比部署ADSL+高。由于能夠?yàn)橄乱淮鷺I(yè)務(wù)如視頻和游戲提供足夠的帶寬 ，相信在今后幾年中ADSL+將成為多數(shù)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程部署的選擇。而對(duì)于VDSL，從長(zhǎng)期角度也可以視為是比較安全的投資選擇。

隨著PON技術(shù)逐漸普及，它可以成為DSL技術(shù)的一個(gè)替代。盡管在銅線資源豐富的地區(qū)，很難說FTTH是非常有效的，但是在某些場(chǎng)合中還是很有用的：

·用戶要替代現(xiàn)有的銅線平臺(tái)

·用戶有意投資光纖網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)

在人口密度較大的地區(qū)，基于點(diǎn)到點(diǎn)光以太網(wǎng)的FTTB方案將會(huì)是一個(gè)可行的方案，因?yàn)楣饫w的成本可以被大量的用戶所分擔(dān)。在這些部署中，室內(nèi)連接可以是基于以太網(wǎng)的，也就是說，EoVDSL。

此外，以太網(wǎng)作為低成本的方案替代ATM用作DSLAM和邊界網(wǎng)絡(luò)間的接口，得到的關(guān)注也在不斷增長(zhǎng)。但是，雖然以太網(wǎng)具有明顯的誘人特性（如成本、技術(shù)通用性等），暫時(shí)還只有ATM才能在DSL接入網(wǎng)絡(luò)中提供成熟而全面性能以支持超過高速Internet接入和其它更重要的業(yè)務(wù)。

商業(yè)用戶的接入

在傳統(tǒng)上，運(yùn)營(yíng)商給商業(yè)客戶提供基于FR或TDM的連接服務(wù)。但由于其高昂的價(jià)格，這些連接服務(wù)只能被企業(yè)網(wǎng)絡(luò)或高端用戶所采用。在今后幾年，中FR和TDM仍將繼續(xù)占據(jù)商業(yè)客戶市場(chǎng)的主導(dǎo)，但所占的比例會(huì)持續(xù)下降。

隨著時(shí)間的推移，以太網(wǎng)將在該領(lǐng)域中開始發(fā)揮作用。 在本地網(wǎng)和校園網(wǎng)中，以太網(wǎng)是一種簡(jiǎn)單而高效的技術(shù)，它相比其它技術(shù)的擴(kuò)展性要大得多。然而，當(dāng)考慮用以太網(wǎng)于，不能忽視下述的幾個(gè)問題：

·以太網(wǎng)需要用光纖來接入。并非所有的運(yùn)營(yíng)商都具備全面的光纖接入資源。

·以太網(wǎng)缺少傳統(tǒng)技術(shù)所具有的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)的特性（如：SLA、故障定位、診斷工具等）。

·如果市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不是很激烈，現(xiàn)有的技術(shù)將會(huì)延緩以太網(wǎng)部署的進(jìn)程。

因此，雖然以太網(wǎng)的確在商業(yè)接入領(lǐng)域得到了增長(zhǎng)，但并不會(huì)出現(xiàn)根本性的改變，要想占據(jù)主導(dǎo)地位尚待時(shí)日。倒是在城域網(wǎng)匯聚域中，以太網(wǎng)呈現(xiàn)出了很好的應(yīng)用前景。

對(duì)許多中小型的企業(yè)和SOHO而言，情況又是不同的。它們中許多并沒有專門的數(shù)據(jù)或Internet 連接，過去常常使用窄帶連接來獲得數(shù)據(jù)服務(wù)--通過電話撥號(hào)或ISDN。在這一領(lǐng)域中，改進(jìn)數(shù)據(jù)服務(wù)的需求十分明顯的，也是運(yùn)營(yíng)商有大量收益的市場(chǎng)。傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商應(yīng)基于ADSL服務(wù)來滿足這部分用戶的需要。特別針對(duì)商業(yè)用戶的需求，VDSL能夠提供10Mbit/s及以上速率的對(duì)稱接入，會(huì)是針對(duì)這部分用戶群的一個(gè)很好的解決方案。

4.2匯聚網(wǎng)絡(luò)的融合

可以預(yù)見在不久的將來，不同的接入技術(shù)，比如TDM、FR、ATM以及以太網(wǎng)，將會(huì)共存以提供對(duì)傳統(tǒng)的和新興的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持。今天，這些協(xié)議的融合是通過在不同的平臺(tái)上為每一種業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)化而實(shí)現(xiàn)的。從而，我們要處理幾個(gè)相對(duì)彼此分離的匯聚網(wǎng)絡(luò)(采用TDM、信元或幀復(fù)用技術(shù))。由于多數(shù)應(yīng)用將采用端到端的IP協(xié)議，非IP的匯聚網(wǎng)絡(luò)也需要對(duì)IP更為友好。當(dāng)數(shù)據(jù)只占了所有流量的一小部分的時(shí)候這是可以接受的，而當(dāng)數(shù)據(jù)和寬帶業(yè)務(wù)流量不斷增長(zhǎng)時(shí)，這樣做的效率就比較低。鑒于這一情況，匯聚網(wǎng)絡(luò)將會(huì)以多種方式發(fā)生改變：

·2層的復(fù)用和交換與1層的SONET/SDH結(jié)構(gòu)進(jìn)行融合，以優(yōu)化數(shù)據(jù)的傳輸（通常叫做“多業(yè)務(wù)傳輸”）。第一步，SDH/SONET設(shè)備中加入了信元和分組處理的功能，使得運(yùn)營(yíng)商能通過復(fù)用來更有效地使用傳輸帶寬，并減少傳輸網(wǎng)和邊界平臺(tái)間的接口數(shù)。第二步，在下一代傳輸網(wǎng)絡(luò)中融入更多的數(shù)據(jù)功能，以有效參與到高級(jí)數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)提供中，如VPN。相信這應(yīng)該是多數(shù)運(yùn)營(yíng)商的首選方案，因?yàn)檫@可以在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)上加以平滑地過渡，從而提高了投資保護(hù)的力度。

·類似的情況也會(huì)出現(xiàn)在其它設(shè)備中：2層復(fù)用功能移近到用戶側(cè)，以通過統(tǒng)計(jì)復(fù)用來提高匯聚網(wǎng)絡(luò)的效率。因此，接入設(shè)備（如DSLAM）將更具有針對(duì)業(yè)務(wù)的智能，而邊界平臺(tái)將會(huì)支持更高速率的接口。

·多業(yè)務(wù)匯聚：?jiǎn)蝹€(gè)系統(tǒng)中不同的2層復(fù)用和交換功能（以太網(wǎng)、FR等）的合并。這些系統(tǒng)將部署在匯聚網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)絡(luò)的邊緣以作為下一代的邊界平臺(tái)。

在單個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上集成不同的2層技術(shù)（從接入部分到核心部分），在某些情況下，具有極大的好處。比如，只要一個(gè)運(yùn)維部門就能夠管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，用一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)管系統(tǒng)就可以部署并維護(hù)業(yè)務(wù)。同時(shí)只維護(hù)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)也可以明顯地節(jié)省成本，包括機(jī)房空間和其它的Capex。

多業(yè)務(wù)傳輸將日益與以太網(wǎng)復(fù)用技術(shù)相結(jié)合，同時(shí)E-MAN為復(fù)用和交換以太網(wǎng)流量提供了一個(gè)優(yōu)化的層疊方案。

4.3增強(qiáng)型的多業(yè)務(wù)邊界

業(yè)務(wù)邊界是多數(shù)接入設(shè)備和骨干網(wǎng)的分界點(diǎn)，在該處終結(jié)了所有的用戶進(jìn)程，且用戶的業(yè)務(wù)請(qǐng)求被轉(zhuǎn)發(fā)到不同的運(yùn)營(yíng)商去。當(dāng)然，運(yùn)營(yíng)商也可以利用該點(diǎn)來提供新的業(yè)務(wù)和應(yīng)用。所有這些服務(wù)和應(yīng)用最重要的共同點(diǎn)，在于端到端地使用了IP協(xié)議。因此，邊界平臺(tái)必須具備高效的分組處理能力。

在今后幾年中,數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)將主要集中在2層和3層的VPN業(yè)務(wù)，運(yùn)營(yíng)商將通過添強(qiáng)QoS保障和安全性來拓展這些業(yè)務(wù)。對(duì)于企業(yè)用戶，業(yè)務(wù)邊界能產(chǎn)生一系列的外包應(yīng)用。隨著對(duì)數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)的期望是不斷提高，反映在網(wǎng)絡(luò)邊緣業(yè)務(wù)智能也會(huì)不斷增強(qiáng)。目前這是作為運(yùn)營(yíng)商POP點(diǎn)的附加功能而實(shí)現(xiàn)，將來可能會(huì)擴(kuò)展成為數(shù)據(jù)中心。

借助3層（IP）路由和分組處理能力，數(shù)據(jù)網(wǎng)的邊界業(yè)務(wù)交付平臺(tái)能進(jìn)行2層匯聚設(shè)備的增強(qiáng)，使得其可以提供基于4－7層的應(yīng)用。如果采用基于多業(yè)務(wù)交換機(jī)的業(yè)務(wù)邊界，能提供專線、FR和ATM業(yè)務(wù)，從而在一個(gè)通用的平臺(tái)上支持IP的特性。 對(duì)建設(shè)有ATM交換機(jī)的運(yùn)營(yíng)商來說，這是一個(gè)理想的發(fā)展方向。一個(gè)典型的應(yīng)用就是，終端用戶或企業(yè)用戶的接入是幀中繼，而所提供的服務(wù)為Internet接入或IP PVN。該功能將由多業(yè)務(wù)交換設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，而不是通過分離的路由器和IP層疊網(wǎng)絡(luò)。

另一情況，IP邊界設(shè)備融合了2層和3層的VPN、QoS、流量管理等功能。這些傳統(tǒng)的“best effort”的設(shè)備也定位于商業(yè)服務(wù)中， 潛在地將FR/ATM服務(wù)轉(zhuǎn)移到統(tǒng)一的IP服務(wù)，因此可以視為是“多業(yè)務(wù)路由器”。不過，它對(duì)于傳統(tǒng)的承載于FR/ATM上的應(yīng)用 ，是具有一定的排斥性的。

在成本方面，兩種方案（多業(yè)務(wù)邊界和IP邊界）基本上是相差無幾的。因此，在某種程度上來說在電信市場(chǎng)中，它們會(huì)是一種相互競(jìng)爭(zhēng)的地位。

4.4核心網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

核心網(wǎng)絡(luò)的融合可以降低擴(kuò)展和維護(hù)基于不同技術(shù)和設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)的成本。最初，ATM是設(shè)計(jì)用來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的。隨后，Internet的極大增長(zhǎng)使得IP成為更現(xiàn)實(shí)的融合型核心網(wǎng)絡(luò)的選擇。今天，MPLS被視為是一個(gè)更好的解決方案，因?yàn)槠浣Y(jié)合了ATM和IP優(yōu)點(diǎn)并且解決了諸如IP流量工程的問題。

目前的實(shí)際情況是，多數(shù)運(yùn)營(yíng)商為特定的業(yè)務(wù)建設(shè)了不同的網(wǎng)絡(luò)。對(duì)大多數(shù)運(yùn)營(yíng)商來說，全面的融合是一個(gè)遙不可及的理想。筆者認(rèn)為，ATM和IP將會(huì)在一定的時(shí)間內(nèi)共存。

考慮到運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)模式的調(diào)整和改變，需要對(duì)以下幾個(gè)因素加以考慮：

·引入可擴(kuò)展的平臺(tái)能降低網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，使得核心網(wǎng)絡(luò)能夠滿足流量需求的線性增長(zhǎng)，而不需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)有大的中斷。

·今天運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中部署的IP設(shè)備是為best－effort的IP業(yè)務(wù)所設(shè)計(jì)的，它無法有效滿足運(yùn)營(yíng)商級(jí)服務(wù)的可靠性要求。

·由于路由協(xié)議的最短路徑原則，IP核心網(wǎng)絡(luò)不能得到優(yōu)化利用。MPLS的引入增加了網(wǎng)絡(luò)的利用率，提高了服務(wù)的水平，最大化了對(duì)SLA的支持并提供了與光網(wǎng)絡(luò)互通的可能——GMPLS。

下面就此分別進(jìn)行較詳細(xì)的論述。

可擴(kuò)展性

即使在目前經(jīng)濟(jì)不景氣的情況下，Internet流量還在以一個(gè)極大的幅度發(fā)展 ，有預(yù)計(jì)認(rèn)為至少到2006年每年Internet流量都會(huì)翻倍。為適應(yīng)流量的增長(zhǎng)，每2、3年路由器就需要進(jìn)行大規(guī)模升級(jí)（有的甚至是完全的替換）。

主流路由器只是在單板的端口密度上得到了升級(jí)，但在多機(jī)并行的情況下是很難進(jìn)行配置的。雖然升級(jí)工作比較難，但這一對(duì)單板端口密度的升級(jí)使得在流量增長(zhǎng)前，可用端口的帶寬得到增加。

在端口密度得到改進(jìn)還不足以解決問題的情況下，就需要引入次優(yōu)化結(jié)構(gòu)，比如路由器聚類或增加額外的匯聚層。但是，這些結(jié)構(gòu)不但比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)成本高，還需要增加到網(wǎng)絡(luò)的接口。

運(yùn)營(yíng)商級(jí)網(wǎng)絡(luò)

“運(yùn)營(yíng)商級(jí)”這一概念源自話音網(wǎng)，嚴(yán)格要求有“5個(gè)9”（99.999%）的可靠性。 對(duì)于話音傳輸而言，99.999%已經(jīng)成為實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)，這意味著網(wǎng)絡(luò)在一年中最多只能有5分鐘的故障時(shí)間。

運(yùn)營(yíng)商一直希望在數(shù)據(jù)網(wǎng)中也提供同樣的可靠性，但是只有ATM交換機(jī)可以達(dá)到這一指標(biāo)。今天的主流路由器是從企業(yè)級(jí)發(fā)展起來的，而不是運(yùn)營(yíng)商級(jí)。但是，IP路由器不采用“5個(gè)9”的標(biāo)準(zhǔn)是不能長(zhǎng)久的，運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中的其它設(shè)備也需要支持了這一指標(biāo)。

在進(jìn)行硬件和軟件升級(jí)時(shí)，插入或移除一塊板卡不應(yīng)該影響路由器的工作。另外，升級(jí)軟件也可以不必重啟路由器 。用戶配置錯(cuò)誤是操作錯(cuò)誤的一個(gè)原因。硬件的錯(cuò)誤則一定要避免。

在所有的路由器故障中，硬件故障可以通過部署冗余熱備份的硬件替換故障硬件而防止。今天，主流路由器的主要不足在于缺乏冗余熱備份的路由引擎。運(yùn)營(yíng)商能夠?qū)崿F(xiàn)冷備份的冗余路由引擎，但這樣的話重新建立路由表需要很長(zhǎng)的時(shí)間。當(dāng)路由引擎發(fā)生故障時(shí)，分組會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)（如果轉(zhuǎn)發(fā)和路由是分離的話），但是不會(huì)檢查目的地的可達(dá)性。不進(jìn)行這一檢查叫做不間斷路由。不間斷路由是保證分組能轉(zhuǎn)發(fā)到首選的目的地的唯一技術(shù)。

自動(dòng)保護(hù)交換是一種自動(dòng)偵測(cè)并通告?zhèn)鬏旀溌饭收系臋C(jī)制，它可以防止接口故障，但是成本較高。另一種處理接口故障的方法是由網(wǎng)絡(luò)管理和重新定向故障端口的流量到別的鏈路上。在IP環(huán)境下，這包含了路由表的重新收斂，可能會(huì)需要幾分鐘的時(shí)間。在此期間，流量會(huì)繼續(xù)得到轉(zhuǎn)發(fā)，包括到故障端口的流量。MPLS則可以通過備份的LSP或快速重路由機(jī)制來提供一個(gè)數(shù)百微妙的收斂時(shí)間。

軟件的故障則更具有挑戰(zhàn)性。其根本的可靠性來自于軟件代碼穩(wěn)定和可靠，以及分開保護(hù)的內(nèi)存空間。然而，目前多數(shù)軟件代碼是集成在單片電路中的，會(huì)有許多明顯的bug需要不斷加以調(diào)試和修正，比如路由計(jì)算中的bug就可能導(dǎo)致內(nèi)存溢出或者整個(gè)路由表的振蕩。這些bug在路由器重啟以及重新發(fā)布其路由表時(shí)會(huì)帶來嚴(yán)重的延時(shí) 。考慮更嚴(yán)重的情況的話，路由器的問題可能會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)散布出去，從而大范圍地影響到用戶數(shù)據(jù)。

此前，面臨這類路由問題的運(yùn)營(yíng)商必須采用雙路由器的POP點(diǎn)。如果一個(gè)路由器失效了，另一個(gè)就來轉(zhuǎn)發(fā)流量?！安婚g斷路由”滿足了商業(yè)用戶的可靠性和可用性的需求，它可以使用一個(gè)路由器來代替雙路由器的配置。

單路由器減少了網(wǎng)絡(luò)核心和邊界間50%的接口。由于路由器數(shù)量的減少意味著維護(hù)問題的減少，也相應(yīng)減少了Opex（包括機(jī)房、能耗等）。

流量管理

在ATM網(wǎng)絡(luò)中，流量可以通過不同的受控路徑直連到目的地。在IP網(wǎng)絡(luò)中，最短路徑作為引導(dǎo)流量的標(biāo)準(zhǔn)，這使得對(duì)業(yè)務(wù)流幾乎是沒有控制的，導(dǎo)致了可能少量鏈路出現(xiàn)了擁塞而多數(shù)鏈路幾乎卻沒有得到利用。

流量工程將流量在網(wǎng)絡(luò)上散布得更均勻，以實(shí)現(xiàn)更好的網(wǎng)絡(luò)利用率。其它唯一的方案是通過增加帶寬來升級(jí)或擴(kuò)展擁塞的鏈路 。然而，當(dāng)峰值流量達(dá)到IP鏈路的50%之后就需要進(jìn)行升級(jí)，是一個(gè)代價(jià)很高的方案，相對(duì)而言，由于其具有高級(jí)的流量管理能力，ATM鏈路只有在峰值流量達(dá)到80%時(shí)才需要升級(jí)。

MPLS使得運(yùn)營(yíng)商可以利用更為先進(jìn)的路由算法來增提高網(wǎng)絡(luò)的利用率。通過將流量映射到標(biāo)簽交換路徑上，就能夠通過由流量工程決定的路由隧道將流量轉(zhuǎn)發(fā)到目的地，也就是說能控制IP網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)流。

要使流量工程方案生效，有必要了解網(wǎng)絡(luò)中每?jī)蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)間究竟需要多少帶寬（也就是流量矩陣）。今天，已經(jīng)有可能對(duì)有流量工程能力的網(wǎng)絡(luò)中所有鏈路的帶寬利用率，進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。如果特定鏈路上的流量超過了門限值，就可以在發(fā)生擁塞前進(jìn)行重定向。

多個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)化組織正將MPLS的控制平面擴(kuò)展到光的領(lǐng)域。GMPLS使得在光的層面也能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)層面的自動(dòng)光路請(qǐng)求，這打開了按需帶寬業(yè)務(wù)的大門。交叉的流量工程能力能根據(jù)實(shí)際的流量分布優(yōu)化數(shù)據(jù)和傳輸層，促進(jìn)了數(shù)據(jù)流量的效益。

4.5綜合網(wǎng)絡(luò)管理

網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢(shì)是伴隨核心網(wǎng)絡(luò)處的收斂而產(chǎn)生多業(yè)務(wù)的融合，來自2層或3層邊界設(shè)備的邊界網(wǎng)絡(luò)流量要統(tǒng)一穿越光核心網(wǎng)絡(luò)。顯然，網(wǎng)絡(luò)中的匯聚點(diǎn)越少，Opex就越小。

由于具有潛在節(jié)省成本的優(yōu)勢(shì)，運(yùn)營(yíng)商要求設(shè)備供應(yīng)商提供更多的2/3層融合的設(shè)備。而其所帶來的副產(chǎn)品就是對(duì)多技術(shù)、多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的強(qiáng)烈需求。當(dāng)考慮運(yùn)行任何數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)，多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理的好處是非常明顯的。最近有報(bào)告說，在開通業(yè)務(wù)的全部成本中，Opex占了大約42%的比例。

用戶購(gòu)買的是服務(wù)。他們并不購(gòu)買技術(shù)。而服務(wù)通常會(huì)涵蓋多種技術(shù)。一個(gè)良好的多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)可以方便地組合2層和3層網(wǎng)絡(luò)實(shí)體以統(tǒng)一于特定的服務(wù)要求。網(wǎng)絡(luò)管理將涉及該業(yè)務(wù)的故障都關(guān)聯(lián)起來，而不管使用了什么技術(shù)，并通知管理員業(yè)務(wù)有中斷的危險(xiǎn)或者已經(jīng)中斷。這不僅節(jié)省了時(shí)間和金錢，而且能防止破壞SLA的情況發(fā)生。

此外要指出，與大多數(shù)通常的認(rèn)識(shí)相反，對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)上業(yè)務(wù)的激活并不比2層網(wǎng)絡(luò)來得困難。IP網(wǎng)絡(luò)的接口和接口配置與ATM網(wǎng)絡(luò)是類似的。當(dāng)建立IP服務(wù)時(shí)，所有要激活的接口具有相似的配置參數(shù)，一個(gè)優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)管理員可以生成IP配置模板來避免手工配置的錯(cuò)誤。所以，即使是IP網(wǎng)絡(luò)的部署，和對(duì)其它業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理的考慮可以是一致的。

來源：中國(guó)電信建設(shè)