新型IP承载网构建研究

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1、新型IP承载网构建研究马少武中国联通研究院北京100048摘要分析承载网的分组化发展趋势和IP互联网面临的挑战，归纳围绕IP网络的10个基木问题，阐述国内外学术界和产业界在未來新型IP承载网方血的研究；着重介绍NDN.ID/Locator分离、SDN的技术创新点及解决的问题，指出未來新型IP承载网构建的一揽子全而解决方案仍冇待探索研究。关键词IP承载网；IPv4/IPv6：数据命名网络；身份位置分离；软件定义网络1承载网概述H前的电信网遵循0SI七层网络模型。SDH、WDM划归L1物理层，即通常说的传送层；ATM/FR、Ethernet等被划归L2数据链路层，即第二层；

2、MPLS比较特殊，被划归到L2、L3之间，属于隧道Tunnel技术，但总体上讲属于L2的成份较多；第三层就是IP；L4~L7层是应用业务层。电信承载网主要指的就是有別于L1传送层的L2、L3层网络技术，承载层将L2、L3层融合，形成基包交换的承载网BearerNetwork,H前，IETF的IP/MPLS在L3—直处于主导地位，在L2借鉴ATM的面向连接，QoS、SDH的网络保护、OAM等特点，似有一统承载网Z势。同时，IEEE的Ethernet在局域网占据主导地位的基础上也不断向城域、广域网拓展，并且分组化的接LIFE、GE、10GE、40GE已广泛应用于城域、广域承

3、载设备，并已推出100G/400GE接口，这是最大速率10G/40G的POS接口无法比拟的优势，IEEE力图通过结合第二层Ethernet交换技术和现代光网络设备传输能力、带宽有效性和较低的协议开销等性能，在骨千层提供100GE+分组化OTN承载解决方案，在城域网釆川RPR,从而实现端到端EthernetM络承载。冃前就总体來看，传送层的演进方向较为明确，即融合SDH、WDM并具备灵活多业务调度、智能网管的分组化OTN。对于融合L2、L3的承载层，对传统网基金项目：新一代宽带无线移动通信网国家科技重大专项(2010ZX03004-002-02)络运营商而言，SDH固冇资

4、产庞大，并且运维管理、故障检测技术成熟简便，L2采川了更多OAM及故障检测等机制的IP/MPLS技术，因此在核心及城域网承载领域暂时处丁•领先地位。但同时，现有基丁*P的分组承载技术仍然存在诸多问题，如OAM、QoS、安全性等等，未来分组承载技术是否就是IP/MPLS或Ethernet,目前尚未定论。未来的新型IP分组承载网应该满足哪些业务需求、具冇哪些新的特性、具体的网络架构如何等基木问题是木文试图研讨的重点。2IP互联网发展遇到的问题与挑战IP互联网H1974年TCP/IP问世发展至今已近40年，其分层的“沙漏”模型理念引领IP互联网以出乎所冇人预料的速度发展(如图

5、1所示)，取得的成就举世啊目。IP互联网的核心设计初衷和理念是基于位置(Where).端到端透明性、自律可信、尽力而为、开放平等、自由创新等，并以简单、灵活、低成木、易于部署等特点在2000年同ATM的竞争中胜出，但IP网络起初的确未过多考虑电信网的可靠、可控、可管等特点，由此也汲取了ATM的面向连接、QoS、OAM等优点形成MPLS技术，力图完善IP本身，但是随着网络带宽不断提升，互联网业务日益丰富，应用领域日益广泛，泛在物联网、云计算的快速发展，IP互联网起初的部分设计初衷己经受到了挑战，主要表现如下⑴。1)站在用户更关注使用互联网业务体验的角度看，网络的顶层设计应

6、该是基于“What”,而不是"Where"；技术广角BroadAngleforTechnology2）实际的多级NAT/Agent网络部署，妨碍和阻断了网络的“端到端透明性"；3）IPv4可分配地址资源已经耗尽，虽然IPv6解决了地址资源问题，但IPv6不向下兼容IPv4网络，并且未带來新的应用，以至于IPv6"九十年代初捉出至今近二十余年仍然未发展起來；4）IP地址分配权缺失，控制权一国所冇；5JDNS通用顶级域名及根域名服务器管理权缺失，控制权一国所冇；6）全网路由可扩展性受到挑战，全球BGP路由表条目数持续指数型増目前已达46万条，接近现冇核心路由器路由每秒处理能

7、力极限，并且存在路由表的频繁更新导致路由震荡无法快速收敛而引起网络丿划溃的风险；7）服务质屋QoS,尽力而为的设计无法满足服务质暈差异化需求；8）IP地址的“二义性”，既代表用户身份乂代表用户的地理位置，为IP地址的规划、管理带來了方便，但同时也带來当用户上网位宜改变、要求身份不能改变时，即冇IP技术无法满足的问题：9）移动性，当初设计未考虑随看移动互联网的发展用户对移动上网的需求，典型的应用如高铁上在线；10）多宿性，多归属需求，一个用户向不同ISP申请网络接入，需要考虑如何冇效避免用户的重复性投资问题；11）网络和信息安全、可信及可靠