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運營商如何構建電信級的核心網(wǎng)絡？

2004/05/14

　　"對,免費安裝,7到10內上門安裝開通……",小王是一名北京朝陽區(qū)ADSL安裝的普通業(yè)務員,"周六是最忙的了,一大早到現(xiàn)在打來的電話就沒停過",小王抽空邊喝著水邊樂呵呵的說著. 據(jù)悉,在北京像小王這樣的ADSL業(yè)務員有數(shù)千人……

　　目前,北京地區(qū)以各種方式接入寬帶網(wǎng)新增用戶每周以近萬戶速度遞增,伴隨著我國網(wǎng)民數(shù)量的劇增，以及人們對個性化、新型服務需求的不斷增長，電信運營商現(xiàn)有的網(wǎng)絡瓶頸日益突出，如何構建一個滿足網(wǎng)絡流量日益增長的需求，實現(xiàn)全方位服務的網(wǎng)絡，并靈活地增加更多地收入以贏得資本市場地青睞，成為電信運營商們決勝市場的必然抉擇。

電信服務TB之態(tài)

　　電信運營商們已經意識到，必須改進傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務并開發(fā)新的技術，提高服務水平，滿足市場需求，才能不斷提高用戶的滿意度和忠誠度，在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

　　對于那些需要適應不斷變化的市場需求或者轉入新的發(fā)展方向的電信運營商而言，可以選擇一種漸進式的改造方法--充分利用分組技術的智能性，通過無所不在的IP連接提供包括語音、數(shù)據(jù)和視頻在內的所有電信服務，從IP/多協(xié)議標簽交換（MPLS）核心開始，到允許在網(wǎng)絡邊緣使用多種接入方式，最終取代所有單一服務的網(wǎng)絡。為了構建或者改進一個這樣的IP/MPLS骨干網(wǎng)，電信運營商需要一種在可擴展性、可用性、模塊性和運營簡便性方面比現(xiàn)有產品技術更加先進、品質更為卓著的新型設備。

　　很顯然，這種新型的設備必須具備足夠的模塊性，以便電信運營商需要在近期內提供接近Tb級的容量時，無需進行大量的前期投資。同時，具備良好的可擴展性，可以方便地實現(xiàn)擴展，以提供幾十Tb的容量--甚至在必要情況下采用可以提供高達1000多Tb的容量以容納更多的OC-768c接口。此外，具有高度的靈活性，設備能夠在邏輯和物理上隔離運作點（POP）的功能，而不需要讓電信運營商建立和維護多個架構或者網(wǎng)絡。為了實現(xiàn)這個目標，需要建立一個采用分布式、模塊化硬件和軟件架構的網(wǎng)絡。

改造核心TB構建

　　在新的發(fā)展時期，為了應對網(wǎng)絡TB級流量劇增的變化，下一代互聯(lián)網(wǎng)TB級核心路由器從硬件組成到軟件構成都需要有大的優(yōu)化提升，同時提供前所未有的服務性、易用性和安全性。

　　從硬件的組成上看，作為一個完整的系統(tǒng)，TB級核心路由設備應當能夠通過添加線路卡進行擴展，同時實現(xiàn)對流量進行完全無阻塞的交換。核心設備中應該具有一個真正實現(xiàn)無阻塞的交換矩陣。另外,作為TB級核心路由器的重要組成部分，網(wǎng)絡組件不僅應當提供大量的端口，同時還必須配有一個可擴展的控制面板, 而當一個輸入轉發(fā)引擎和一個輸出轉發(fā)引擎都位于線路卡上時，轉發(fā)面板的性能和穩(wěn)定性將得到大幅度的提升。

　　從軟件的構成來看，一個設備在采用分布式硬件架構的同時，必須使用一個基于微核架構的、異步工作的操作系統(tǒng)。這種操作系統(tǒng)將最關鍵的功能都置于內核之外，以限制因為故障（例如某個文件系統(tǒng)或者設備驅動程序）導致的服務中斷。另外，異步的、分布式的操作讓每個計算節(jié)點只能進行與該節(jié)點有關的計算。這意味著路由處理器、機箱控制器和線路卡都以一種無連接的方式獨立工作。這與同步操作系統(tǒng)構成了鮮明的對比。同步操作系統(tǒng)需要所有節(jié)點都保持一種共享狀態(tài)，因而影響某個節(jié)點的故障就會影響到整個系統(tǒng)。

　　對于服務性而言，任何一個電信運營商的首要目標都是為客戶提供不間斷的服務。為此，系統(tǒng)應當能夠不間斷地連續(xù)運行。但是連續(xù)的系統(tǒng)運行并不需要所有流程在發(fā)生故障時都透明地恢復。相反，系統(tǒng)應當提供多種恢復選項：適用于控制和轉發(fā)面板的容錯操作的熱備用模式；主要用于管理和執(zhí)行面板的暖備用；以及可以幫助電信運營商以"按發(fā)展付費" 的方式逐步升級系統(tǒng)和降低平均修復時間的冷啟動。

　　易用性的要求,電信運營商在路由拓撲和運營支持系統(tǒng)（OSS）中將多節(jié)點系統(tǒng)視為一個統(tǒng)一的整體。將CLI改進和一個用于設置路由協(xié)議的策略語言相結合，有助于大幅度地縮短配置時間和減少流程中的錯誤。

　　介于安全性,對于互聯(lián)網(wǎng)的TB級核心路由器而言是至關重要的，網(wǎng)絡組件必須能夠抵御分布式拒絕服務（DOS）攻擊，而各種加密和身份驗證技術需要防止處理設備受到惡意攻擊的威脅。網(wǎng)絡安全的一個重要組成部分是確保網(wǎng)絡管理人員能夠查看對所有違反安全規(guī)定的行為的跟蹤記錄。

服務隔離應需而變

　　一個電信級具有良好擴展性的TB級核心路由器，當可靠性超過99.999%時，這個系統(tǒng)就可以幫助電信運營商簡化網(wǎng)絡POP的分布，消除POP拓撲中的層級。這種設備將使目前處于分散狀態(tài)的核心、匯聚層和對等連接層可以被整合為一個統(tǒng)一的系統(tǒng)或者一組小型系統(tǒng)，從而簡化POP的管理，同時釋放出更多的端口。同時，一個精確、異步的分布式操作系統(tǒng)將幫助電信運營商將設備設置為多個邏輯路由器，每個用于某個特定的服務或者客戶。

　　由于這種TB級核心路由器強大的功能，對于某個需要用一個融合式網(wǎng)絡提供語音、數(shù)據(jù)和視頻服務的電信運營商而言，他可以利用邏輯路由為每項服務分配一個單獨的邏輯域，根據(jù)每項服務的延時要求設計網(wǎng)絡，定制IP網(wǎng)絡在發(fā)生故障時的恢復方式，同時實現(xiàn)IP語音（VoIP）流量需要迅速的路由融合。

　　而這種新型高端路由器與在同一個物理內存和CPU中運行多個路由流程的虛擬路由器不同的是，多機箱系統(tǒng)中的每個邏輯路由器的運行與其他邏輯路由器完全隔離。這種架構讓電信運營商能夠在完全不影響實際工作流量的情況下，利用邏輯路由器測試新的功能或服務。在服務部署完畢之后，該系統(tǒng)有助于確保該服務可以符合服務水平協(xié)議（SLA）的要求，因為服務這時在邏輯上是與其他服務完全隔離的。它還讓電信運營商可以在不改造網(wǎng)絡或者POP結構的情況下，推出一個新的多機箱系統(tǒng)。多機箱系統(tǒng)中的每個邏輯路由器都可以直接取代目前部署的功能節(jié)點。

　　一個真正的電信級IP/MPLS網(wǎng)絡，可以為電信運營商提供一種能以極高可擴展性和可管理性支持第二層和第三層服務的基礎設施。除此以外的目標還包括，建立一個可以通過寬帶有線連接或者無線連接的系統(tǒng)，這個系統(tǒng)能基于客戶的身份而非位置，透明地提供語音、數(shù)據(jù)和視頻服務。因為分組技術的智能是這個概念的核心，所以電信運營商今天對IP/MPLS核心所進行的投資將為他們帶來一個功能強大的平臺，從而為其提供長期的投資保護。這個平臺不僅可以整合多個分散的、運營成本很高的網(wǎng)絡，還可以融合多種客戶希望能夠在全球隨時隨地獲得的服務。

　　我們相信，直面日新月異的網(wǎng)絡環(huán)境變化和不斷變化的客戶服務需求，啟動互聯(lián)網(wǎng)核心部件的工程已經開始，需要更高性能的電信級核心路由器來滿足電信運營商未來發(fā)展的需要。也許這一切核心網(wǎng)絡的融合，TB級核心路由器值得期待。

Cisco公司供稿 CTI論壇編輯


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