ngn基礎知識綜合概述(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 業務運營商很可能要看NGN承載運營商的“臉色”行事。　　因此，有可能的發展趨勢是：NGN承載運營商為了獲得更大的業務發展和利潤增長空間，NGN業務運營商為了獲得更好的服務和支持，二者結盟甚至合并為一家，邏輯上是兩個實體而物理上是一個實體，除非因為某些特殊的原因不允許(如政策因素)。典型的成功案例就是短信服務中的移動運營商與ICP的合作關系。　　雖然軟交換技術在業務層面提供了一種“強制式”的業務控制方式，但是沒有考慮到業務控制與承載層之間的“聯動”問題。如果用戶已經從某NGN承載運營商那里購買了IP承載服務，在承載與業務分離的情況下，NGN承載運營商只知道用戶正在使用的是Internet接入服務，無從也(很可能)無權知道用戶所使用的業務類型，用戶可以：通過非常簡單的手段，直接與對端用戶之間通信，只支付承載服務費而無需支付業務服務費；選擇另外一家NGN業務運營商所提供的業務服務，導致利潤更高的業務服務費流向了其它運營商，為別人做了“嫁衣”。　　因此，當用戶業務與承載分離時，因為用戶有機會分別選擇NGN承載運營商和業務運營商，不能只依靠簡單的“強制式”控制，必須采取“吸引”用戶同意接受軟交換控制的方式。這只能靠運營商所提供的基于軟交換的業務具有更好的易用性、更廣泛的可達性、良好的服務質量、更高的安全性等業務特征(屬性)來做到。軟交換的組網問題，不僅是業務層面的問題，而且也存在與承載層面的“聯動”問題。 （四）、通信技術IP化　　ITUT對NGN的定義中提出了NGN是“基于分組的網絡”，但沒有進一步說明是基于ATM的還是基于IP的分組網絡。雖然業界普遍認為應該是基于IP的，但也有一些人對NGN選擇使用IP技術做承載存在不同的看法。筆者以為之所以選擇IP做承載，并非真的IP技術就比ATM技術先進多少，而是諸多原因綜合作用的結果：　　(1)以前幾乎所有的數據業務已經是基于IP的，可以都是基于IP的，這是一個市場現實。目前，基于IP的數據業務正處于快速增長期，2003年中國的電信運營商數據業務的收入增長了40%，業務量同比增長了47%(人民郵電報，)。實踐已經證明：開發和部署IP業務是可行的。　　(2)已經擁有了一定的IP技術、人才和網絡基礎。業界已經存在一個支持IP業務的全球性的Internet網；已經在基于IP的數據業務方面投入了大量的人力、物力和財力：有大量的用戶、業務開發人員、運行維護人員熟悉基于IP的數據業務。　　(3)IP具有一整套完善的、開放的、經過實踐檢驗的用戶編程接口(SOCKET)，為不斷創建新業務提供了自由空間。　　　(4)實踐已經表明，IP技術非常適合于數據業務。如WWW/Email/FTP/TELENET over IP已經取得了巨大成功，因此沒有必要再投入巨大的人力、物力和財力去嘗試諸如WWW/Email/FTP/TELENET over ATM，或者WWW/Email/FTP/TELENET over PSTN，或者WWW/Email/FTP/TELNET over SDH/WDM等技術的可行性了。　　(5)話音業務雖然目前主要承載在ATM/SDH上，但也可以承載在IP上，并且已經得到了正在大規模運營的VoIP網絡的實踐證明。只要處理得當，目前的IP技術就足以保證話音業務的安全性和服務質量，而隨著IP技術的不斷發展，必將出現性價比更好的IP網絡服務質量和安全保證技術。　　(6)由于業界已經基本上停止了在TDM和ATM技術方面的研發，加大了在IP技術上的研發投入，同時由于ITU，ETSI等電信領域的國際組織在IP技術領域的介入，對IP技術電信化的投入、研發和人才儲備出現了良性循環的局面，而TDM和ATM所面臨的局面則正好相反。　 　　可以預見，隨著IP技術的發展、寬帶接入的普及、基于IP的新業務的不斷涌現、業務運營模式的逐漸成熟，基于IP的數據業務不但會像現在這樣成為業務量的主體，未來必將會成為業務收入的主體。 （五）、IP QoS問題　　懷疑IP技術可以作為NGN承載技術的最主要的理由之一是IP的服務質量(QoS)問題。業界目前普遍認為：公用交換電話網(PSTN)和異步傳輸模式(ATM)網可以保證業務的服務質量，而IP網絡無法保證服務質量。因此，本節在做1P網絡的服務質量問題分析時，主要與PSTN和ATM技術和網絡做比較。 　　　　在PSTN中，網絡與業務不分離，都是由運營商提供和控制的。用戶不能自行創建新業務，只能在運營商提供的業務類型中做選擇，并且運營商目前提供的都是以話音業務模型為核心的基本業務和補充業務，最大特點是具有固定速率(如64kbit/s)。　　對于單個用戶，當PSTN網絡收到用戶的呼叫請求時，在接續的過程中能夠判斷出針對此次呼叫的端到端的網絡資源是否可用。如果可用，則允許用戶接入，否則拒絕。能夠做到這一點的前提是：PSTN網絡知道用戶的每次請求所要求的網絡資源必然都是64kbit/s，因此可以很容易確定用戶所請求的端到端的網絡資源是否可用。　　而對于全網而言，可以以每用戶每呼叫需要64kbit/s資源為基礎，統計流量和流向，結合100多年來的運營經驗，做出合理的規劃和設計，在保證每用戶每呼叫服務質量的前提下，提高整個網絡的資源利用率。　　　ATM雖然具有支持流量工程，支持實時業務的可變比特率(rtVBR)等功能，但目前最典型的用法是提供點到點(如PVC專線)和多點到多點(ATM網絡)的業務。另外，ATM目前所支持的高層業務幾乎全是IP(IP over ATM)。高層的IP會很明確地告訴低層的ATM，它需要多少網絡資源(比如155Mbit/s，622Mbit/s等)，但IP卻不知道它的高層應用(如WWW，Email)究竟需要多少資源。可以說是IP替ATM背上了無法保證QoS的黑鍋。ATM的流量工程和rtVBR功能使用的非常少，原因是很清楚的。　換一個角度來看ATM和IP。現在幾乎所有的高層業務都是基于IP的，IP無法保證它們的服務質量，是存在不少問題，但換ATM究竟行不行：把所有的高層業務移植到ATM上去，如WWW over ATM，Email over ATM，FTP over ATM，VoIP over ATM等，去掉中間的IP層，出現什么情況呢？不難想象，ATM所提供的服務質量不會比IP更好，而ATM在其它方面的問題(如編址、可擴展性)可能會更嚴重。　　　　IP最初的設計就是為了承載多業務。網絡與業務分離，用戶接入和IP包的傳輸服務由ISP提供，內容服務(如WWW，電子商務)由ICP提供。　　對于單個用戶而言，如果要在IP網絡上保證用戶的QoS，存在以下困難：　　(1)可能不清楚用戶使用的業務類型；　　(2)可能不清楚該業務的業務特征和流量模型；　　(3)不同用法下的同一種業務的特征和流量模型很可能不同；　　(4)用戶在一條接入鏈路上可能混合使用多種業務；　　(5)不規則網狀結構，端到端的可用資源情況很難判斷；　　(6)同一個業務流中的不同數據包可能經過不同的網絡路徑：　　(7)與電話網的運營時間相比，IP網絡的運營時間還非常短，運維經驗少。　　因為全網QoS的保證是以單個用戶的資源需求為基礎計算、規劃和設計的，因此如果單個用戶的QoS難以處理，網絡資源的優化使用就無從談起，保證統計聚合后的全網QoS就更困難了。 （六）、IP的不安全性　　懷疑IP技術可以作為NGN承載技術的另外一個最主要的理由是IP的安全性問題無法得到解決。同樣的，因為業界目前普遍認為PSTN和ATM網是相對安全的，因此部分在作IP網絡的安全問題分析時，主要是與PSTN和ATM技術和網絡做比較。　　　與IP網絡相比，PSTN網絡的安全性來自于：　　(1)STN的終端是傻瓜型的，智能位于運營商網絡中，用戶網絡接口(UNI)和網絡—網絡接口(NNI)分離。業務的提供和控制權都在運營商手里，運營商網絡只為自己能夠識別的業務提供服務。沒有運營商網絡的參與，用戶很難只在客戶端做改造就產生一種新業務。運營商具有業務控制權意味著運營商可以只提供那些他認為是安全的業務。傻瓜型終端使得用戶很難做一些需要智能終端支持的安全攻擊，使得在IP網絡上常見的病毒、黑客等攻擊在PSTN上無從下手，安全性容易得到保證。　　(2)PSTN做IP網絡的接入服務時，這時的PSTN是IP網絡的鏈路層(接入)技術，IP數據只是在PSTN上做透傳，因此不可能利用PSTN接入IP的機會，從IP網絡攻擊PSTN網。　　(3)安全攻擊的成本問題。PSTN的收費模式和終端傻瓜型的特點等，使得客戶很難有效地發起大規模的攻擊(如布式拒絕服務攻擊，DDOS)，因為這樣做的成本很高。　　(4)客戶的可追查性。PSTN網絡對所有的終端都具有全球唯一的、公開的編號()，出現問題時容易追查到攻擊者的位置。　　因此，雖然利用PSTN也可以做一些類似IP網絡上的攻擊(如DDOS)，但是因為計費模式的原因成本很高，非智能化的終端導致技術難度很大，很容易追蹤和發現攻擊者。因此，在PSTN上很少會出現IP上大量存在的這種攻擊。　　　　與IP網絡相比，ATM網絡的安全性來自于：　　(1)沒有直接使用ATM的終端業務，ATM網絡不直接面向用戶，使得客戶不可能發出ATM網絡能夠識別或需要識別的ATM信令或數據。　　(2)ATM的UNI與NNI是分開的。網絡與用戶(IP用戶或話音用戶)之間的關系是為用戶提供信息的透傳，ATM的信令、數據和設備對用戶不可見，用戶產生的數據不可能攻擊ATM網絡；而網絡與網絡之間的安全性是靠運營商之間的信任關系來保證的。　　(3)ATM提供給用戶的是一個邏輯專網，是一個內部專網。用戶始終只能在自己的網絡中通信，只可能攻擊自己的網絡或自己網絡中的用戶，攻擊目標有限，而且即使發生攻擊，也就很容易追查到。　　　　與SDH，ATM，所謂IP網絡不安全性的主要原因在于：　　(1)IP網絡沒有UNI和NNI的區別，在IP層面是相互可見的。運營商網絡設備、協議甚至拓撲對用戶可見，用戶側產生的IP信息既有可能在用戶側終結，也可能在網絡中終結，這就使得用戶側有機會與運營商網絡交換非法路由信息，也可能攻擊運營商網絡的路由器和接入服務器等三層或三層以上的設備。另外，位于網絡邊緣的用戶側網絡、業務和應用一般都使用TCP/UDP/IP技術，用戶之間在IP層和應用層都相互可見。這為互聯互通、降低成本等帶來了很大的方便，但同時也為用戶之間的相互安全攻擊對方的網絡，攻擊對方的應用和業務提供了方便。　　(2)終端的智能性和業務的多樣性，加劇了識別和防范安全攻擊的難度。多種業務綜合承載在同一個網絡上，沒有建立起用戶彼此間的信任關系，導致惡意用戶很容易對另外一個用戶發起攻擊：被攻擊的用戶難以區別哪些是合法的用戶訪問請求，哪些是惡意攻擊。　　(3)IP技術發展很快，協議設計和軟件實現中的很多缺陷或BUG在大規模部署使用前來不及測試和排除。如ICP/IP協議族實現方面，尤其是微軟操作系統的存在的安全漏洞。　　(4)IP的計費模式導致攻擊成本很低。　　(5)IP用戶的身份難以確定，導致很難跟蹤攻擊者。　　(6)IP技術的寬帶化等方便了大規模攻擊的實施，如分布式拒絕服務攻擊。 （七）、IPv6的“泡沫”　　雖然IPv4的設計基于上世紀70年代中期的技術水平，以及當時非常有限的運行經驗，但是基于IPv4的Internet取得的巨大成功已經證明IPv4的設計根本上是非常成功的。在上世紀90年代設計IPv6時，有充足的理由堅持在IPv6中最大限度地保留IPv4的特點，只增加地址長度就可以了。但根據這些年來Internet的運營經驗，應該對IPv4的其他部分也做一些“革命性”的改變。與IPv4協議相比，IPv6協議最大的變化就是明顯簡化了報頭的設計，這主要體現在：簡化頭的格式，所有包頭都使用固定長度：減少包處理敏感的部分，如校驗和以及分片處理：地址長度增加為128bit。　　雖然IETF已經選擇將IPv6作為下一代Internet(NGI)協議，但業內對IPv6技術仍然存在一些爭議，甚至言過其實的說法。事實上，IPv6的設計中更多的仍然是考慮任何更好的支持數據業務的傳遞，對“IP電信網”中所要求的“質量保證”、“安全性”、“可管理性”以及“業務的可運營”考慮的不多(甚至沒有考慮)：　　(1)服務質量(QoS)保證。IPv6頭在性能方面確實有一定的改進，比如去掉了校驗和字段，但這與目前研究的所謂的QoS保證完全不是一回事情。目前，解決IP QoS的技術主要是DiffServ，InterServ和多協議標記交換(MPLS)，而它們同時適用于IPv4和IPv6。換言之，IPv6將使用與IPv4相同的技術來解決QoS問題，不會因為使用了IPv6，服務質量就會得到保證。　　(2)安全保證。IPv4和IPv6都是使用IPSec協議來提供安全性保證，區別只是IPv4對IPSec的要求是可選的，IPv6對IPSec的要求是強制的。但IPv6對IPSec的強制性要求只是實現上的，并不要求應用中都一定使用，因為一是沒這個必要，二是都使用會對性能產生重大影響。從這點上說二者的安全性幾乎是等價的，不存在IPv6一定會比IPv4更安全的可能性。　　(3)IPv6的設計中仍然沿用了IPv4設計之初的用于教育和科研的目的，沒有涉及Internet商業化以后，各種業務的商業運營模式、網絡管理和業務的控制與管理等問題。　　(4)根據InternetSociety2003年刊登的一篇研究報告，對IPv6還存在移動性支持必須使用IPv6，IPv6更適合于無線網絡，只有IPv6支持自動配置，IPv6解決了路由可擴展性問題，IPv6能夠更好地支持快速前綴重編號，IPv6提供了對Multihome地更好支持的誤解或言過其實的說法。因此，選擇將IPv6作為NGN的承載技術時，除從根本上解決了IPv4的地址短缺問題外，仍然面臨著QoS，安全，商業模式和運營管理等一系列的問題等待去研究和解決。IPv6技術的“電信化