IP技术和电信技术发展展望7331.pptx
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1、IPIP技术和电信技术发展技术和电信技术发展展望展望内容提要一、引言二、IP技术和电信技术面临的问题三、新技术、新应用、新协议的发展四、IP技术和电信技术融合的讨论五、电信网发展策略一、引言一、引言IP traffic is expected to increase 400-800%per year.IP业务增长超过业务增长超过CPU的摩尔定律(的摩尔定律(CPU每每1.5年速度翻一翻)。年速度翻一翻)。IP everywhere.电信网如何面对IP,挑战、机遇、包容?IP技术如何做得更好,升级为电信级?Telecom&Datacom Covergence,3C网络?二、IP技术和电信技术面临
2、的问题1、两种技术的特点比较2、IP技术面临的问题;3、电信技术面临的问题;1、IP技术和电信技术特点2、IP技术面临的问题1)无QOS保证 IP包的定义格式中仅有TOS/COS字段(8个优先等级),且一般的数据包/路由器并不区分;IP协议的精神:Hop-by-Hop,无全网的流量控制机制;发生拥塞时,需要重来,导致全网性的传送效率差。(此时,数据包头的开销便成为次要矛盾)。传统的路由器包转发能力较弱,端口速率不能达到100%;带宽足够论在WAN上不成立;(趋势:流量和应用在向WAN移动,而带宽和应用是互相促进的一对矛盾)。2、IP技术面临的问题(续1)2)自愈恢复能力差 IP网络依靠RIP,
3、OSPF,BGP-4等协议进行路由的重新计算和链路恢复。恢复时间以秒计。依靠低层电路的自愈能力(如SDH,ATM)可部分解决,但不是根本上解决问题。3)安全和可管理性 IP包是面向应用层的协议,很容易被捕获,需要各种加密手段;由于IP技术的起源问题,对可管理性要求不高。2、IP技术面临的问题(续2)4)网络扩展能力 OSPF AREA内路由器数量的最优值限制,而为了使路由收敛较快,IP地址的分配常与OSPF AREA的划分相关联,导致网络扩展时,IP地址也要跟随调整;IP协议中的 TTL(Time To Live)值问题。仅提供最多255跳,全互联网规模扩大,路由器数量增多时,如何面对?(在骨
4、干路由器中 TTL值须不减1,该方面协议MPLS正在考虑和制定)。5)IP地址和编号问题 IP4的地址资源;编号(传统电话网编号与IP地址的对应问题)。3、电信技术面临的问题1)互联网和多媒体应用 以TDM技术为基础的电信网,是否能胜任对带宽要求越来越多的应用要求;IP包需要重新封装或转变,增加技术难度和成本。IP Everywhere如何面对?通信的业务已不仅仅是语音通信。IP网上可以开展语音、视频、数据等各种应用;LAN上流量和应用向WAN移动(80:20 20:80);2)LAN技术向MAN、WAN逼近 10/100M以太网技术已占领LAN和桌面;1000M技术已经成熟,并且也可以走的更
5、远(40KM-60KM);10Gigabit标准开始制定(IEEE P802.3 HSSG),并将LAN,WAN考虑进去;3)新技术、新协议的出现三、新技术、新协议、新应用的发展新技术:1、芯片技术:IC,ASIC,CPU,0.25-0.18uM,速度更快、集成度更高,功能和性能更好,可设计出更先进的通信设备。硬件查找技术的突破(如,CAM芯片,“0,1,dont care”三种状态查找)。2、器件和信号处理技术 SiGe 带宽达25GHz,可用于将来的10G Ethernet.WDM,可充分利用光纤资源,使带宽成倍发展;Muti-Level Analog Signal,利用2.5G的带宽传送
6、10G速率(类似QAM,但更简单,依赖于光纤信号的高质量)。3、网络通信技术 Wireless LAN和W-CDMA技术,使IP真正移动起来;以太网的不断发展,10/100/1000/10000M,并向并向WAN移动;移动;ADSL,Cable Modem已开始应用,而VDSL的逐渐成熟,将成为最后1KM的主要接入手段;POS接口的出现(Packet over SDH);三、新技术、新协议、新应用的发展(续1)新协议/标准:1、以太网方面的协议 802.1dSPAN TREE;802.1q/1p以太网的QOS;802.3ad,Trunk-Link Aggregation,可提供带宽加倍和链路备
7、份;2、IP方面:RTP/RSVP;IP Diffserv-RFC2474,2475;力争实现IP网上的QOS保证。Mobile IP(RFC2002,2003,2005etc.);让IP移动起来;VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol,RFC2338)与OSPF,BGP-4等协议结合,可提供更可靠的路由保证;虚拟主机服务器(反向代理)协议的使用,使Web 服务能力成倍增长;IP multicast:为IP网络支持广播业务铺平道路;IPV6,下一代的IP网络协议。3、MPLS 虽然现在还处于draft阶段,但已有厂家推出产品。IP要想真正作为全业务网络的
8、通信基础,必须采用MPLS这类的协议。三、新技术、新协议、新应用的发展(续2)三、新技术、新协议、新应用的发展(续3)发展的结果将会导致:发展的结果将会导致:技术的进步使超速率带宽成为可能;整个网络以包作为基本单位成为可能;技术技术+市场市场+应用应用 的推动的推动,使IP技术取代 TDM 技术成为新型电信网的基本技术成为可能;LAN上应用和流量向WAN流动,对骨干带宽、服务种类、服务质量提出挑战;并使电信网不再限于传输和交换,而向更高层发展;真正的3C网络统一在IP技术之上成为趋势和可能。网络宽带化、移动化成为趋势和可能网络宽带化、移动化成为趋势和可能。四、IP技术和电信技术融合讨论HIP技
9、术和传统电信技术的本质区别;H几种有趣的现象;H交换设备及组网技术的演进;HIP是统一的网络平台还是应用平台?H骨干IP网是hop-by-hop还是short-cut?HIP网的自愈能力和出路?HIP的最佳伴侣是谁,ATM/SDH/WDM/Fibre?H最后1KM/100M接入技术?H新型电信网模式1,2,3?H技术融合的几个结论讨论1:本质区别F传统电信技术:TDM 1、传输 PDH,SDH均以TDM为基础;2、交换 TDM方式的时隙交换FATM技术:CELL(定长PACKET)F IP 技术:PACKET ATM本可以大力发展,但未能到达桌面前,市场已先被IP占领。就存在如何以CELL去适
10、应PACKET的问题,需要转换,也就增加了成本和复杂性。讨论2:技术发展的辨证法几种有趣的现象导致:电信传输技术 物理电路PDHSDH ATM Packet Message?交换技术交换技术 人工 半自动 程控交换 包交换 信息交换1 1)通信手段的演化)通信手段的演化MessageMessage信号、狼烟AnalogAnalog电线TDMTDM数字化PacketPacket数组化MessageMessage信息通信技术由低级到高级的演变可以看出,向包交换甚至信息交换过渡是技术发展的必然;而以传输和交换为主的电信网,是不是需要提高运营层次?讨论2:技术发展的辨证法几种有趣的现象2)从技术发展史
11、来看,技术总是向最优的性价比方向发展;以下两对矛盾也适用于IP网络的发展:技术和市场:新的技术产生新的市场,而新市场的发展,也推动技术的不断发展;二者互为动力;(ATM,POS,Gigabit,WDM)带宽和应用:互相推动;新的多媒体应用需要IP网络向更高的带宽方向发展;而已有的带宽又会产生更高带宽要求的应用。(互连网初期仅用于一些突发的数据传送,网上音乐、视频的出现,IP-Phone的实用,网上会议电视、可视电话的出现,IP上的有线电视、高清晰电视等的不断发展,均与带宽互动)。3)极限理论的应用:从低层看,数字信号通过交换设备时,都是HOP-BY-HOP方式,但上层看是Short-Cut一条
12、直达电路;那么,数据包的 HOP-BY-HOP方式,处理速度足够时,是否也可认为 Short-Cut 方式?所以,HOP-BY-HOP并非总是不好,关键在于是否有效和快速!讨论2:技术发展的辨证法几种有趣的现象5)“改革”路线问题:由上层至下层 或 下层至上层?ATM曾想到达桌面(从低层向上层走),现在看来力不从心;那么,IP由上层往下层走是否可轻松一些?(理论上可去掉ATM,SDH等中间层,采用IP-OVER-FIBER模式)6)近朱者赤原理:IP从LAN走来,带动 LAN上的流量和业务 进入WAN(20:80趋势),对电信业务发展是一个机遇;另一方面,与IP紧密结合的以太网技术也开始不安定
13、于LAN环境,它在向WAN进军!该点对传统电信技术则是一个挑战。可以成功吗?理论上可以,但要看它是否比其它技术更快!讨论3:交换设备与组网技术的演进设备演变:设备演变:物理线路PSTN交换机/ATM交换机SDH/PDH设备传统电信业务1.传统电信网络物理线路PSTN交换机/ATM交换机SDH/PDH设备路由器支持IP业务2.传统电信网络上IP支持方案物理线路IP 交换机(POS,ATM)SDH/PDH设备3.正在演变中的IP支持方案物理线路(光纤、双绞线)IP 交换机4.电信网络发展趋势语音、视频、图象、数据讨论3:交换设备与组网技术的演进(续)网络拓扑网络拓扑:顶层(顶层(C1C1)C2C2
14、C3C3C4C4C4C4C3C3C4C4C4C4C2C2分级网络,集中分层管理1 1)传统电信网)传统电信网人的因素:自由化作风在IP网络中得到体现.2 2)IPIP网络网络无级网络,分布管理DNSDNSDNSDNSPC1PC1PC2PC2AS2AS1AS1AS3AS4AS4发展趋势:互补?无级网络,分层管理讨论4:IP是统一的网络平台还是应用平台?1、在IP上开展语音、视频等实时业务得到验证后,IP作为将来统一的应用平台已基本上没有争论;2、谁是统一的网络平台:ATM,POS,Ethernet,IP?1)理论上来讲,IP和ATM双方均可承担统一的网络平台,但由于IP与桌面网络Ethernet
15、 结合紧密,并且在市场上已抢先几步,IP更有优势;2)目前来说,POS技术在WAN上承载IP业务更有效,但长远来看,由于IP包仍需适配到以TDM为基础的SDH帧中,仍需要增加硬件和成本,同时,还带进了SDH的开销。POS不是最佳承载IP业务的传输技术。3)Ethernet地址缺少层次性,在WAN上不方便使用。4)技术发展和市场现实以及改革路线说明,IP成为统一的网络平台技术上没有问题,人心上也是大势所趋。关键是看IP如何做得更好!(需有MPLS这样的协议配合才行。)3、从应用的角度来看,若所有应用(IP everywhere)均跑在IP之上,而IP又可以直接跑在SDH 或FIBRE上,则IP就
16、已经是一个统一的网络平台。4、近期内IP将逐步过渡为统一的应用平台;随着技术的发展,它将成为统一的网络平台,成为“双料冠军”。讨论5:骨干IP网是hop-by-hop还是short-cut?LERPC12PC11PC21PC22PC32PC31LERLERLSRLSRSubnet CSubnet AFEC(业务等价类):Forwarding Equivalence ClassLabel(标签)Label swapping(标签交换)LER:Label Edge RouterLSR:Label Switch Router1、骨干网需要QOS,进行流量控制和整形;2、IP包本身只能提供部分应用等级
17、的标志,不能根据用户群/种类划分QOS;必须由路由器进行基于策略的划分(TCP,UDP端口号,源/目的IP地址等)。路由器划分有两种:1)将所有用户群的约定保留,形成一个QOS表,然后通过硬件查找,也就是基于IP地址的Hop-by-hop方式;2)将业务归类-FEC,根据不同的FEC贴上不同的标签Label,各路由器LSR通过标签交换(标签的hop-by-hop方式)形成一条path(short-cut),就可完成包的传送,3、可以看出,IP地址的hop-by-hop方式,需要每个路由器进行硬件IP地址路由查找和QOS表查找。作为骨干网,该表显然很大;且该方法成本高,性能又受查找速度影响。所以
18、,骨干IP网采用类似MPLS的short-cut方式,性能更好,管理更方便,成本更低。4、边缘路由器LER需要采用 基于IP地址的hop-by-hop方式,并完成FEC功能。讨论6:IP网的自愈能力和出路1 1、IPIP网络要想成为真正意义上的电信网络,必须要解决网络的网络要想成为真正意义上的电信网络,必须要解决网络的 快速自愈问题;快速自愈问题;2 2、靠、靠OSPFOSPF,BGP-4BGP-4自身的运算速度提高不能根本解决问题。(路由的计算与网自身的运算速度提高不能根本解决问题。(路由的计算与网络拓扑的复杂程度、络拓扑的复杂程度、CPUCPU处理速度密切相关,但仍是较上层的运算,须结合低
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