展望未来的IP网络和IP网络管理

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展望未来的IP网络和IP网络管理

数据网络势将在未来的通信领域里成为主角，因为电话网本身存在着难以克服的缺陷。无论xDSL等技术怎样成功，电话网资源利用率低、带宽窄、线路质量不稳定都是难以改变的事实;有线电视网相对缺乏通信领域的运营经验，研究工作相对滞后;而数据网络则因为Internet网络技术的成功，进入到开放的、分布式的发展环境，并以飞快的速度在向前发展。

IP技术是未来数据网络中的核心技术。无论人们怎样看待ATM和IP之间的竞争，事实是IP将成为未来承载各种应用业务的平台。因此，人们还需要考虑如何在IP之上开展各种多媒体业务和实时业务。而在IP层之下，人们在寻找着合适的技术为IP层提供传输能力和部分路由功能，例如ATM，MPLS，SDH和DWDM。另一方面，三大网络之间的融合是不可避免的，并将从业务的融合最终发展到网络的融合。人们期待着在一个统一的网络上开展各种业务、传输各种信号，以保障高效率地利用资源和更好地开展业务。

下面简单介绍下一代IP网络的特点，并重点讨论下一代IP网络的管理问题。

一、IP网络技术问题

作为下一代网络应用业务的主要支撑平台，IP技术本身存在一些有待解决的问题，其中最主要的是服务质量和安全问题。安全问题的解决主要依赖于隧道技术 (tunneling)、加密技术(encryption&decryption)、密钥管理技术(key management)和身份认证技术(authentication)等，在此不做讨论。下面主要讨论IP网络中的服务类别进行信息传输。目前，衡量服务质量的主要参数包括：

·时延：一个信息包在两个参考点之间传输的时间间隔;

·时延抖动：相同路径上信息包的时延变化;

·吞吐量:经过一个网络或网络设备的信息包的速率，可以用峰值速率或平均速率表示;

·丢包率：一个网络丢弃信息包的最大概率。

IP网络中的服务质量问题主要与IP网络的传输方式有关。目前，IP网络采用的是“尽力而为(best-effort)”的传输方式，对传输的结果不做任何保证。这样的传输方式会带来很多服务质量问题，例如：

·因为传输中可能会丢失或抛弃信息外，所以无法保证传输内容的完整性;

·由于对资源实行共享和动态分配，因此不能保证传输的速率或带宽;

·不能保证对用户的响应时间;

从某种意义上说，这是IP网络分布式的、开放的环境带来的负面影响。未来IP网络上会有多种业务开展，其中多媒体业务要求非常高的传输质量，实时业务要求非常高的响应时间和传输时延控制，这是目前的网络传输环境无法达到的。虽然DWDM的出现几十倍甚至几百倍地扩展了基础网络的传输带宽，但是网络的高带宽并不味着服务质量问题的最终解决。换言之，在高带宽的网络中同样会有服务质量问题。只有在扩展网络带宽的同时展开对服务质量支持技术的研究，才能最终比较彻底地解决服务质量问题。

二、在IP网络中保证服务质量

目前，人们一直在研究如何提高IP网络对服务质量的支持能力。其中主要包括如下技术。

1、虚拟专用网

虚拟专用网(VPN)是通过私有的隧道技术在公共数据网络上仿真点到点专线的技术。利用VPN可以为企业提供不同的服务质量保证，同时更有效地利用广域网资源。

2、区分服务

区分服务(Diff-Serv)在IP网中通过传输汇聚提供服务质量支持。数据包在区分服务边缘被分类和传输。在不同的区分服务域之间要建立服务层规范(SLS)，这是边缘路由器的传输状况动作基础。

3、流量工程

流量工程(Traffic Engineering)是一个控制传输流怎样经过网络以达到网络资源的最佳利用和性能保证的过程。出现流量工程的原因是最短路径的路由算法使得某些路由出现拥塞而某些路由却未被使用。以前的流量工程是基于层模式的，即IP处于一个面向连接的网络技术之上，比较典型的是将IP置于ATM之上。

4、多协议标签交换

多协议标签交换(MPLS)允许在IP包头前增加包头来建立通道，不对IP数据包的内容做任何处理。采用固定长度的标签加快了MPLS交换机查找路由表的速度，减轻了交换机的负担。MPLS技术为IP网络引入了更好、更复杂的路由技术和服务质量管理功能，加快了数据包转发的速度，减少了时延和时延抖动，增加了网络的吞吐能力。MPLS同样是流量工程的一种。（现代电信科技）