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下一代网络研究与建设思路
作者:    时间:2008-06-25 16:42:05  来源:  通讯世界
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中国联合通信有限公司 尹杰 廖军/文

为了加快NGN的研究和标准化进程,国际标准组织都在制定NGN的标准。ITU-TSG11和SG13为主,启动了NGN的标准研究。SG11在新的研究期推出5个研究课题,在NGN环境中网络控制功能体系、应用控制和信令需求与协议、会话控制和信令需求与协议、承载控制和信令需求与协议、资源控制和信令需求与协议、准备推广分组网络的手册;SG13推出了15个NGN标准草案,意在对NGN的研究方向、框架体系、业务需求、网络功能、互通、服务质量、移动性管理、可管理的IP网络和NGN演进方式等各个方面提出总体要求;欧洲标准化组织ETSI继成功运作了主导全球3G标准之后,又开展了NGN的TISPAN计划。在此背景下,2004年6月ITU-T要加速NGN标准工作,成立了NGN专题研究组FGNGN,分别在7个领域进行工作,依次为业务需求、功能体系架构和移动性、IP QoS、控制和信令能力、网络安全、网络演进以及IP承载能力要求。

NGN典型实验网
* GENI/FIND
GENI的全称是用于网络革新的全球环境(Global Environment for Networking Innovations)。未来互联网计划PlanetLab是GENI的原型,正是因为PlanetLab,GENI才成为可能。

PlanetLab是用于开发下一代互联网技术的开放式全球性测试平台,目前在全球拥有300多个站点、600多个节点。GENI支持丰富的节点技术并且暴露低层次的网络连接,使更多的互联网实验成为可能。同时GENI支持多种类型的服务,降低了研究者使用GENI的门槛。

GENI与未来互联网设计项目FIND(Future Internet Network Design)有着重要联系。

FIND是NSF网络系统与技术计划(Networking Technology and Systems,简称NeTS)的一个长期项目,研究网络系统及相关技术。FIND支撑GENI的实施,其目标是设计下一代Internet,核心特征包括:安全性、健壮性、可管理性、新计算模式范例、集成新的网络技术、高水准的服务体系结构及新的网络架构理论。FIND虽然是GENI计划的重要组成部分,但它不会涵盖GENI的所有研究领域,FIND更侧重于未来互联网体系框架的研究。

GENI是一个开放的、大规模的、真实的试验设施,其目标是在全球通信网中进行革命性的研究。核心目标是改变互联网及分布式系统的设计本质:长时间综合严格的理论理解和强制的、彻底的实验验证,以建立起一个范例。

GENI的组成:一套硬件资源(包括计算机节点、骨干网连接、尾端电路、存储容量、可定制路由器、无线子网等),并将绑定到某个特定试验的资源集称为切片(Slice)。GENI的核心机制可以概括为:支持广泛的接入技术和互联、接口标准化(可扩展性)、多级别虚拟化(组件重用)以及slice之间的隔离。GENI强调的是切片(Slicing)、虚拟化和可编程性,其概念设计如图1所示。

* NEWARCH
NEWARCH是由DARPA在2000~2003年建立的一个研究项目,其目标是“为未来的10到20年开发和评价一种加强的Internet体系结构”。它研究了变化的需求,并对一些关键的体系结构问题和思想进行了高层探索,形成了一系列的报告。NEWARCH提出了一种无全局地址空间的全局互操作方法FARA,一种用户控制的路由体系结构NIRA,一种显式的拥塞控制机制XCP,一种基于角色的体系结构RBA(非分层结构)以及一种分区机制。研究这些问题的基础是NEWARCH分析了网络体系结构的本质,对其内涵进行了解释。

* CORONET
CORONET也是DARPA建立的研究项目,其全称是动态多T比特核心光纤网络:体系结构、协议、控制和管理(Dynamic Multi-Terabit Core Optical Networks: Architecture, Protocols, Control and Management)。CORONET的目标是为高动态、多T比特的全球核心光纤网络开发出具有很高性能、高生存性和安全性的网络体系结构、协议、控制和管理软件。与其它NGN研究项目不同,CORONET在第二阶段的时候,会开发和测试兼容的网络控制和管理软件,使其能够适用于政府和商用电信承载网。因此,CORONET没有硬件开发或测试,它针对的领域有:网络体系结构(网络节点和网元),协议和算法(高速业务开通和恢复),网络控制和管理。CORONET的目标网络是全球的核心光网,IP over WDM的体系结构,包括一些网络服务(重要的IP服务,带区分QoS),高度动态的网络(带有高速业务开通和关闭),可以应对网络多处并发失效的容错性,以及简化的网络操作和增强的安全性。CORONET需要解决的问题有高度网络有效性(低成本,规模,能耗等)、快速可配置型以及全光网等。

* FIRE
FIRE的全称是未来Internet研究和实验(Future Internet Research and Experimentation)。其目标是:独立于特定的商业模型;功能独立(不局限于特定的项目范围);开放的范围/综合化(网络与业务域);可扩展性(通过客户需求和技术革新);开放性(独立于厂商和运营商);分布化/互联(通过工具和开源);支持开源技术、新思路的验证、互操作性和测试等;支持以及桥接学术界和工业界。图2是FIRE与基础网络标准与技术的关系。

* CANARIE
1998年,CANARIE部署了CAnet 3,这是世界上第一个国家光纤Internet研究和教育网络。CAnet3被许多运营商复制用于商用领域。但是网络流量的爆炸性增长要求有一个新的网络结构来支持先进的高带宽网格计算。因此,加拿大政府通过了1.1亿的CANARIE项目,以设计、部署和运营CAnet 4。

CAnet 4的目标是将各地的研究网络互联起来,通过一系列的点到点光纤OC-192(10Gbps)互联,CAnet 4的整体网络能力相当于CAnet 3的4~8倍。CAnet 4采用了“客户驱动网络”的概念,动态分配资源到用户,支持更大的能力来部署应用。对于国家和国际协作、数据访问和分析、分布式计算以及远程控制基础来说,这些能力都是重要的。
CAnet4采用了大规模的Web服务部署体系结构,如图3所示。

NGN的建设思路
下一代网络应该是面向业务的网络,基于面向服务的体系结构等技术。下一代网络的第一个特点应该是渐进式的,通过小的渐进式的演进来改善已有网络。第二个特点是联邦式的,即它应该是不同网络的联邦,允许不同体系结构和协议的存在,如CAnet4、SURFnet、NLR等。第三个特点是应该有部分全新的网络,如NewARCH、GENI等,以容许更先进技术和体系结构的部署和使用。

从建设思路来说,NGN应该对承载网、业务网的需求分别进行梳理。对于承载网,一是实现端到端的QoS,解决接入网络建设的挑战;二是解决网络级可靠性问题,引入VPLS技术;三是解决设备级可靠性问题,考虑使用NSR的保护机制;四是保证网络安全。

NGN业务上需要解决好几方面的问题:一是泛移动化网络下的业务提供问题;二是固定与移动融合问题;三是个性化业务问题。由此必须建设水平的业务提供平台,在标准化的网络结构基础上,适当引入研究网络的功能,如面向服务的结构和传感器网络等,建立立体的业务提供平台。

下一代网络包括下一代互联网和下一代电信网络,虽然其实验网和商用网均有不同,但是融合是发展趋势。电信网在标准化组织的推动下,已经制定了演进的路径,而下一代互联网也在全球进行广泛的实验,这些都是建设下一代网络的良好基础。下一代网络的建设,需要在已有的实验结果和演进路径基础上,融合成熟的技术,从而使下一代网络具有更大的能力和更丰富的业务与应用。
标签:   NGN
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