对承载网发展的思考

    作者：王兵

    近年来，关于网络融合的讨论越来越热烈。

    其中，承载网作为要害的一环，其技术发展也极为引人瞩目。从目前的态势看，尽管存在种种缺陷，但是ip作为承载网的主流技术已成必然，大家都在尽量让IP网络具有更多的电信级特性，当然，这依然是一条漫长而又艰难的道路。

    承载网,究竟是一个业务建一个网、多个业务建多个网，还是由一个统一的网络平台同时提供多种业务？经历了一个长达十多年的争论过程，集中于ATM和路由器技术与设备这两种选择。首先，ATM技术由于不适应IP，因此不具有发展前途；其次，传统路由器的设计理念和功能无法提供QoS保证。路由器网络对于流量工程、操作维护治理以及资源控制治理功能的缺失,使其根本无法保证传送实时业务的QoS，更不用说多种业务同时传送了。有人曾试图利用轻载解决QoS问题，即以更大的带宽传送相对更小的流量,但被证实是行不通的。由于路由器根本无法感知网络的实时拥塞、中断状况，轻载势必无法保证QoS。综上所述,单独的ATM技术或者路由器技术都无法满足三网融合的需求，但又不存在第三种选择，承载网的解决之道究竟在哪里？这曾使承载网一度徘徊于发展的“十字路口”。

    现在,业界已经达成了共识，找到了走过“十字路口”的创新解决思路，即在路由器中增加ATM技术中的流量工程以及OAM功能,或者参照ATM技术改造路由器技术，如双向失效检测BFD等，从而提供QoS保证。可喜的是，在长达十多年的争论之后，业界普遍认同了这一思路，并且付出了改造路由器的实际行动，例如思科、Juniper、华为、朗讯等知名设备制造商都按照这一思路积极行动着。

    MPLS是公认的实现三网融合、保证QoS的核心技术。通过在路由器中增加MPLS资源控制治理功能，网络可以把握资源利用情况；在运行过程中发生故障、拥塞或新的资源呼叫时，能够对网络资源进行及时调整；通过增强的DS-TE技术，对承载的每一类业务分配相应的资源，实现在一个LSP中定义不同的业务等级。但是，仅靠MPLS技术并不能解决承载网的QoS问题，还必须通过路由器的改造使IP网成为可控可管、有QoS保证的网络。当然,这是一种近期即能看到效果的解决方案，但并不排斥未来通过另外的方案,如网络架构的变革来解决。

    当不同的业务在一个统一的物理网络上传送时，如何保证不同业务的特点和质量呢？通过设计多个逻辑上独立的虚拟专网来承载不同的业务，并且每一个逻辑虚拟专网都拥有自己的路由表和QoS级别且彼此隔离，就能够使该问题迎刃而解了。

    全球各大电信网络运营商已经基本在这一方面达成共识：一个统一的基于IP/MPLS的网络将成为多业务融合网的基础，不仅可以替代传统烟筒式建网模式的多个分离网络，而且有助于对很多新业务的开发。

    从技术渊源看，MPLS是集成式的IPoverATM技术，数据包通过虚拟电路传送，只需在数据链路层执行硬件式交换。它把IP选路与第二层标签交换整合为单一的系统，因此可解决In－ternet的路由问题，缩短数据包传送的时延，提升网络传输速度，适合于多媒体信息传送。MPLS最大的技术特色是可以指定数据包传送的先后顺序，它使用标签交换，网络路由器只需判别标签，即可进行传送。

    MPLS的运作原理是为每个IP数据包提供一个标签，并由此决定数据包的路径及优先级。与MPLS兼容的路由器在把数据包传送到其路径前，仅读取数据包标签，无需读取每个数据包的IP地址及标头(网络速度会加快)，然后把所传送的数据包置于帧中继或ATM的虚拟电路上，并迅速传送到终点路由器，减少数据包的时延。同时，按帧中继或ATM交换机提供的QoS，对所传送的数据包加以分级，大幅提升网络服务品质，提供多样化服务。

    MPLS网络在解决IP网络的服务质量、流量工程以及服务功能问题方面具有一定的能力。例如，在美国，发展较快、应用较多的是MPLS在流量工程方面的应用。当然，以AT&T为代表的运营商在过去几年中花大力气构造全球性的MPLS商业网，也在企业网络服务层面为电信业开辟了新的发展空间。中国的运营商则普遍对利用MPLS开展增值服务方面有浓厚的爱好，尤其是VPN业务。

    MPLS在设计之初，更多是为骨干IP网考虑的，但是目前它正从骨干网走向边缘网，并与光通信技术有了更深度的融合。MPLS向网络边缘的渗透，将会给边缘网络带来更高的智能和更多的服务。例如，利用MPLS技术承载的以太网会使网络更易升级和富有弹性。另一个趋势就是MPLS将与底层的光设备结合起来。将来的网络核心有望是波长路由设备。

    当然，承载网不仅仅是技术问题，设计和运营面临的挑战也很多。在部署下一代网络的进程中，采用IP承载也尚处于初步商用阶段，在这样一个系统里，IP承载网的可靠性压倒一切。如何保障IP承载网的可靠性，利用积累的经验非常重要。例如，在规划方面，IP承载网规划不能完全照搬TDM模式，抛弃IP的扁平化、可扩展优点，也不能沿用缺乏约束的IP互联网设计思路，而是将这两种思路相互渗透。规划要达到的目标是：任何情况下流量路径明确，尤其在异常情况下，网络振荡控制在最小的范围内，核心流量不经过汇聚和接入节点转发，本大区内流量及两个大区之间的流量不经过其他大区转发。

    另外，IP承载网引入了MPLS、DiffServ等一系列技术，对于一些代表性的端到端的业务例如VPN来说，假如没有良好的业务治理和配置平台，网管难度非常之大。在IP承载网里，不但要有网元治理，更要有VPN及QoS的治理，便于配置，并且在网络出现故障时及时定位受损的业务。在大规模IP承载网里，没有更细化的治理手段，网络良性运营是无法实现的。

    下一代网络还要对网络资源及运行状况进行监测，包括链路、带宽资源、流量流向、时延、抖动、丢包率等，超过阈值及时告警，以指导网络的扩容或者优化。因此，IP承载网有必要对链路带宽占有率及任何节点间的时延、抖动、丢包率进行监测，同时统计流量，实现细致的网络监测。这是一个非常复杂的工作。

    因此，从整体上看，承载网尽管技术方向已经比较明确，但是依然与运营商期望的目标有相当大的一段距离。这还有赖于技术设备商加大研发力度、国际机构加快标准化进程、运营商不断在实践中摸索经验。应该说，这一领域的进展在很大程度上将能够影响网络整体演进的进度。