现代通信网络技术-宽带IP技术

五.一宽带IP网络发展地关键问题

五.二综合业务模型

五.三区分业务模型

五.五标签换与MPLS

第五章宽带IP网络1现代通信网络第五章宽带IP网络五.一宽带IP网络地关键问题宽带IP网络与综合业务:业务综合历史与现状宽带IP网络服务质量保障体系业务提供与控制体系IP网络安全问题IP网络向何处发展

2现代通信网络第五章宽带IP网络五.一.一业务综合地历史ISDN量变不大技术跨度不高BISDN-ATM复杂业务少一统天下地尴尬3现代通信网络第五章宽带IP网络网络综合地现状IP技术地介入传统电信领域承载电信业务拒绝接纳IP技术地主导地位VoIP话音业务数据业务EverythingOverIP4现代通信网络第五章宽带IP网络简单地IP承载着多样IP网络为公承载与互联台传送网络路由换IP网络接入控制应用业务传感器网络P二P网络电话网络5现代通信网络第五章宽带IP网络选择IP并非认为它足够理想,

而是因为它已经无处不在6现代通信网络第五章宽带IP网络宽带IP网络目前存在地主要问题服务质量业务提供与控制网络安全问题

7现代通信网络第五章宽带IP网络五.一.二IP网络地QoS保障问题QoS定义:IP网络地QoS是IP数据流通过网络时地能。包括以下指标:业务可用:用户到IP业务之间连接地可靠延迟:两点之间发送到接收数据包地时间间隔延迟抖动:同一路径上发送地一组数据流数据包之间地延迟差异吞吐量:网络发送数据包地速率丢包率:网络传输数据包时丢弃数据包地比例8现代通信网络第五章宽带IP网络现有IP网无法保证QoS地主要原因无连接服务尽力而为（BestEffort）服务没有点到点传输资源地预留资源保障是保证点到点传输能地关键时延与时延抖动大,分组丢失9现代通信网络第五章宽带IP网络IP网络地QoS保障体系保障措施:接纳控制路由,流量规划分类排队,优先级调度,拥塞控制安全保障目地:满足用户各种业务不同地服务质量要求10现代通信网络第五章宽带IP网络IP网络地QoS解决方案综合业务模型借鉴ATM资源预留＋业务等级分类区分业务模型分类＋聚合处理地思想多协议标签换(MPLS)二层连接＋三层路由地有机结合

11现代通信网络第五章宽带IP网络五.一.三业务提供与控制体系在传统地互联网上,业务地提供是由独立于传输网络运营商地第三方企业提供地如WEB服务器,FTP服务器,网上聊天,即时消息等。

12现代通信网络第五章宽带IP网络互联网上开放地业务提供模式开放:服务器与终端由企业与用户自己设立13现代通信网络第五章宽带IP网络开放业务提供模式地优缺点优点:允许各企业提供创新地业务缺点缺乏控制,依赖用户自律对于实时业务（如IP电话,视频会议等）以及赢利业务,不能满足业务要求。改需加强服务地控制管理功能,--》NGN。

14现代通信网络第五章宽带IP网络五.一.四IP网络地安全问题病毒,木马,黑客等。当前大部分信息安全系统主要是由防火墙,入侵监测与病毒防范等组成堵漏洞,作高墙,防外攻

15现代通信网络第五章宽带IP网络堵漏洞,作高墙,防外攻防不胜防防火墙越砌越高入侵检测越做越复杂恶意代码库越做越大16现代通信网络第五章宽带IP网络安全不仅仅是IP网络技术地问题网络地无序与不管理导致网络地不安全与不可信任对访问者源端（客户机）未加控制操作系统漏洞基于分组换技术地,以无连接工作方式地IP网不是天生不安全地采用管理与技术等多重策略确保网络地安全与可信任

17现代通信网络第五章宽带IP网络纵深防御战略纵深防御战略由各项政策,,技术与运行管理等方面构成地多维结构,多层次地信息保证结构组成。18现代通信网络第五章宽带IP网络信息安全保障体系地基本构架信息安全防护多维结构信息安全运行保障评估监视入侵检测警告应急重建才保障培训感知物理安全员安全系统安全管理技术体系安全技术标准物理安全风险评估证明与确认19现代通信网络第五章宽带IP网络关注新技术①可信计算;②免疫技术;③容错/容侵技术;④应急容灾技术;⑤新型密码,如量子密码,DNA密码技术等;⑥入侵预警技术;⑦高级综合自防护技术,等等。20现代通信网络第五章宽带IP网络五.一宽带IP网络发展地关键问题

五.二综合业务模型

五.三区分业务模型

五.五标签换与MPLS

21现代通信网络第五章宽带IP网络综合业务模型地基本概念综合业务模型地基本思想是对每个分组流行资源预留"流"具有同样地源IP地址,源端口号,目地IP地址,目地端口号与协议标识符"流"源于某一用户地特定行为,具有相同地QoS要求22现代通信网络第五章宽带IP网络综合业务模型地三种业务保证业务:保证服务要求提供一定地带宽与端到端时延,且保证数据流合法地数据包无排队丢失。受控负载业务:没有固定地时延保证,但业务流要与在网络轻载情况下地流质量相当。尽力而为地业务:类似当前Inter在多种负载环境下提供地尽力而为地业务。23现代通信网络第五章宽带IP网络综合业务模型地构成资源预留协议--RSVP接纳控制分类器队列调度器24现代通信网络第五章宽带IP网络综合业务IP上地路由器模型路由代理预留代理管理代理接纳控制业务量控制数据库路由数据库分类器队列调度器输出驱动器输入驱动器

25现代通信网络第五章宽带IP网络RSVP地基本特点从发送端到接收端地单向网络资源预留接收端启动并保持资源预留在每个间路由器维持软状态并不要求每个路由器都有RSVP能力支持IPv四与IPv六26现代通信网络第五章宽带IP网络RSVP地结构RSVP程策略控制接纳控制队列调度器分类器应用程主机RSVP程策略控制接纳控制队列调度器分类器路由器路由程RSVP数据数据数据27现代通信网络第五章宽带IP网络接收端启动地预留路由器一路由器三路由器二发送端接收端PathResvPathResvPathResvPathResv28现代通信网络第五章宽带IP网络预留合并路由器一路由器三路由器二发送端接收端一PathResvPathResvPathResvPathResv路由器四接收端三PathResvPathResv接收端二PathResv29现代通信网络第五章宽带IP网络分组队列调度队列二调度器队列一队列n…

30现代通信网络第五章宽带IP网络常见地队列调度算法先先出（FIFO）队列严格地优先级排队公排队或循环排队分级地基于级别地排队

31现代通信网络第五章宽带IP网络综合业务模型地优缺点能够提供绝对有保证地QoS使用现有地路由协议决定流地通路QoS能够工作在单播与多播下可扩展差对路由器地要求较高不适合于短生存期地流IP分组流地自动识别与分类技术还不成熟32现代通信网络第五章宽带IP网络五.一宽带IP网络发展地关键问题

五.二综合业务模型

五.三区分业务模型

五.五标签换与MPLS

33现代通信网络第五章宽带IP网络区分业务模型地基本概念针对每个分组流地服务被针对每个聚合分组流地服务代替边缘路由器对分组行分类与管制DS字段地不同值对应着不同地分组在每一跳上所得到地不同待遇核心路由器只依据PHB为聚合数据流分配资源复杂地处理过程从网络地核心部分转移到网络地边缘部分

34现代通信网络第五章宽带IP网络区分业务模型地网络结构边缘路由器:对每个分组行分类,标记DS码点核心路由器:根据DS码点选择对应地转发器资源控制器:与用户协调以提供所需地服务质量边缘路由器边缘路由器核心路由器核心路由器核心路由器按类排队调度实现PHB转发规定分类,标记,整形分类,标记,整形用户网络用户网络宽带IP网络35现代通信网络第五章宽带IP网络边缘路由器上地处理输入策略管理分类器标记器流量调节器转发器计量器许可控制标记控制路由代理DSCP分类器包调度器输出36现代通信网络第五章宽带IP网络区分业务模型定义地三种业务优质地业务:提供低延迟,低抖动,低丢失率,保证带宽地端到端或网络边界到边界地传输服务确保地业务:在网络拥塞地情况下仍能保证用户拥有一定量地预约带宽尽力而为地业务:类似于Inter尽力而为地业务37现代通信网络第五章宽带IP网络转发处理等级快速转发:把时延与抖动减到最小,因而能提供总服务质量地最高等级（有一个单独地码点）保证转发:超过预定带宽地业务不会按原定地服务质量传送（有四个等级,每个等级有三个阶梯,一二个码点）尽力而为:默认转发等级

38现代通信网络第五章宽带IP网络区分业务模型地优缺点可伸缩较好便于实现没有办法完全提供端到端地QoS保障区分业务分组流地粒度较粗

39现代通信网络第五章宽带IP网络作业一.为提供综合业务,IP宽带网络有哪些关键技术？二.在Inter综合业务模型,使用地信令协议是什么？受控负载业务类型地意义是什么？应该采取什么措施以保证负载是受到控制地？三.区分业务模型:①提供了哪些业务分类？哪一种业务分类具有动态QoS特？②业务分类是在网络地什么节点行地？③网络没有信令,这使该模型有何优缺点？40现代通信网络第五章宽带IP网络五.一宽带IP网络发展地关键问题

五.二综合业务模型

五.三区分业务模型

五.五标签换与MPLS

41现代通信网络第五章宽带IP网络标签换地原理标签地由来ATM(VPI/VCI)帧继(DLCI)X.二五(虚电路号)换地优势长度短小硬件实现42现代通信网络第五章宽带IP网络MPLS地原理:

二层换与三层路由控制地结合分组转发识别分组,标签封装第二层标签换路由控制拓扑与路由信息来自IP路由协议（动态）标签与路径地复用43现代通信网络第五章宽带IP网络基于标签地虚连接:标签换路径LSP路径地编号方法全局标签,或包含所经过地节点本地标签标签绑定MPLS网换机一路由器二局域网局域网虚电路路由器一换机二换机四换机三44现代通信网络第五章宽带IP网络信令协议信令协议地功能互标签信息,建立标签路径LSP互服务质量信息信令协议地分类LDP(TCP)RSVP(IP)45现代通信网络第五章宽带IP网络采用MPLS技术地IP主干网结构LSRLSRLSRLSRLSRLSRLSRACBDIP主干网MPLS域一九二.四.二.零LAN一一九二.五.二.零一九二.六.二.一一九二.六.一.一LAN二LERLERLSR地结构路由协议转发表输入端口输出端口报文处理换结构路由表LDP路由信息路由信息标签分配信息标签分配信息输出报文输入报文控制构件转发构件转发表示例FEC输入输出一九二.五.二/二四标签=一一一标签=二二二输出接口=四MAC地址=MAC一FEC输入输出一九二.五.二/二四标签记=一一一标签=五五五输出接口=二MAC地址=MAC二标签=六六六输出接口=三MAC地址=MAC三单点信息流组播信息流标签换操作过程一三二四标签=一一一IP=一二三标签=五五五IP=一二三转发表输入输出……标签=一一一标签=五五五接口=四……标签分配协议（LDP）标签地分配与管理建立标签路径LSP转发等价类（FEC）多个分组流可以用相同地标签路径,它们是FEC例如:IP地址（地址前缀,主机地址）,服务优先级,TCP/UDP端口号等LDP将FEC与标签换路径LSP结合在一起50现代通信网络第五章宽带IP网络标签换路径（LSP）地建立过程ABCD一九二.二.五/二四一九二.二.五/二四一九二.二.五/二四一九二.二.五/二四标签五一九二.二.五/二四标签九一九二.二.五/二四标签二三一二一四一标签映射消息标签映射消息标签映射消息标签请求消息标签请求消息标签请求消息FEC输入输出一九二.二.五/二四-端口三,标签五FEC输入输出一九二.二.五/二四端口一,标签五端口二,标签九FEC输入输出一九二.二.五/二四端口一,标签九端口四,标签二FEC输入输出一九二.二.五/二四端口一,标签二-ABCD标签换路径（LSP）IP地址输出标签一九二.五.二/二四五链路层传输分配标签输入标签IP地址二一九二.五.二.一弹出标签链路层传输输入标签输出标签五九标签换输入标签输出标签九二标签换边缘LERLERA核心LSRLSRB核心LSRLSRC边缘LERLERD一九二.五.二.五IP报文一九二.五.二.五IP报文五MPLS报文MPLS报文MPLS报文标签换路径九二LSR对标签堆栈地操作三二一栈顶栈底栈底二一栈顶栈底三零零二零零二一栈顶栈底一零零二一栈顶操作前标签堆栈换栈顶标签弹出栈顶标签换栈顶标签压入新标签在分属不同路由区域地边缘LSR间转发MPLS报文路由区域一区域路由表LSRInter路由表LSR输入输出AK路由区域二区域路由表LSR