如何构建电信级因特网

　　因特网自1994年商业化以来，其发展规模和速度都是空前的，其流量几乎是以每半年翻一番的速度快速增长着。现在，网上的计算机有5000万，上网人数达到了1.5亿，我国的因特网用户1999年年底已达到了890万。人们把这种发展速率称为“新摩尔定律”。照此速度发展下去，两三年内因特网流量将超过语音成为通信业务的主流。

　　因特网的发展向传统的电信网络提出了强有力的挑战。首先，因特网通信使基于电路交换的传统语音网络发生了严重的拥塞。在我国，通过PSTN拨号接入ISP是目前最普及、最廉价Internet的接入方式，因特网每天通过PSTN传输的数据越来越多。同时，每次Internet访问的平均连接时间要比普通电话长10倍，这与设计PSTN网络时的通信模型大不一样，网络不堪重负，近乎窒息。第二，用户要求公用网络提供更宽的带宽。人们下载网页和上传文件时，需要等待很长时间。使用普通Modem上网已不能满足人们的需求。第三，用户正要求服务提供商通过网络提供多种服务。除了即时浏览网页，他们还希望获得语音、数据一体化的服务，如电子商务、远程教学、远程医疗、实时视频和完整的家庭办公功能。而提供这些服务最终将改变公共网络的性质。

　　所谓电信级Internet，是指Internet服务应向传统的语音服务水平看齐,以电信级的网络建设与服务水平满足用户需求,给ISP提供新的发展机遇。经过多年的艰辛努力，我国已经研制出了全系列的数据通信产品，提供端到端的数据通信解决方案。华为秉承了电信制造业的大容量、可平滑升级、高可靠性、可维护性、QoS保障几大特色，应用世界上最先进的组网技术，提供值得信赖、平滑扩容、易于管理的电信级Internet网络设备。

一、充分考虑电信网上原有设备状况，平滑过渡，使Internet设备纳入电信网的统一规划管理

　　华为接入服务器A8010的No.7信令功能充分体现了电信级设计思想,不仅是全球首家提供No.7信令功能,而且把公司在电信设备多年的设计经验应用到A8010的产品开发设计中。No.7信令具有良好的稳定性和兼容性,适合我国的现实网络环境。由于No.7信令的使用，使A8010与智能网（IN）可以有机地结合起来，使Internet用户可以享受到电话用户同样的智能业务。在实现上，华为提出分两个步骤：绑定华为已经很完善的智能网（IN），向IN提供IP附加业务；借鉴IN在计费、网管、增值业务等方面的优势，融合IP网络的特点，提出基于IN结构的IP网络。

二、提供大容量、可平滑升级的组网设备

　　为了保证向Internet用户提供良好的服务，网络设备必须具备足够大的容量，但这并不要求ISP初期就进行巨额投入，而是随着用户数目的增长，在不影响原来用户使用的前提下，平滑扩容。以华为公司接入服务器为例，A8010最大容量达11520端口,可以实现从16端口不中断服务的无级平滑扩容。

　　(1)充分利用光纤提供的巨大传输容量。华为公司研制了10Gb/s以上的SDH传输设备,还开发了DWDM（密集波分复用）设备，进一步提高光纤的传输容量。

　　(2)传统路由器的转发速度日益成为因特网的速度“瓶颈”，而高速路由器则利用了硬件技术的进步，使信息包的转发工作由硬件来完成，高速路由器的转发速度可以满足千兆比线速转发要求。高速路由器不仅要速度高，还需支持QoS和多播，以及含有多种现有网络设施的接口。采用多处理器、多存储器、多母线、并行处理的方式的下一代路由器应该能支持OC-48（2.5Gb/s）、OC-192（10Gb/s）这样高的线路速率，并且还要有业务分类（CoS）、分组分类、分组过滤、排队管理、多播等功能。

　　(3)把IP技术和ATM技术融合，也大大提高了骨干网的传输容量，同时利用了ATM的QoS特性，使因特网可以满足要求QoS保障业务的需求。

　　(4)IPoverSDH（或PacketoverSDH),IPoverDWDM(或IPoverFiber)两种技术简化了信息的处理过程，传输效率有很大提高。

三、提供高度可靠、可维护性好的电信级设备

　　一个语音用户可以得到明确的服务承诺，例如一年中业务中断的时间不超过几分钟，但目前的Internet用户却得不到类似的承诺，连不上网，服务器当机，连接中断等现象时有发生。对于习惯了语音服务保证的用户来说，对这些现象十分不满，他们经常在ISP之间跳来跳去。ISP面临的最大的问题就是怎样留住客户。

　　华为公司提供具有电信级高靠性的Internet网络设备，并具有良好的可维护性。主要特点有：提高软件可靠性及质量。软件在通信网络中的地位可以说与硬件平分秋色,软件的质量及可靠性是设备可靠性的重要成分。软件故障中的进程故障更难以诊断,恢复时间也超过硬件。无论多么优秀的程序员，他编写的软件都可能存在缺陷，软件可靠性要靠测试来保证。软件测试旨在监测程序错误,保证程序正确性。合理的软件测试是软件开发的重要环节,改善测试效果可提高软件质量。任何完整的测试都应既有功能测试,又有覆盖测试。提高硬件的可靠性。硬件可靠性的提高首先要降低元件故障率，另外在设计上所有关键部件均采用备份机制，当主用部件发生故障时，备用部件立即取代它的位置，保证设备的连续运行。华为公司所有的设备都支持热插拨功能，在设备维护过程中不必中断业务。采用拥塞控制和流量控制技术。在Internet中,实时进行网络监视及控制可在负载过量及故障下优化网络性能。拥塞控制的目的是在网络中或网络的一个区域里保持分组的数目低于某一个值。当达到该值时,排队时延将过长。若不实施拥塞控制,那么当负荷增加时,网络利用率随着增加,随着网络节点队列长度的增长,吞吐量将不断下降。其原因是每个节点处的缓冲存储器容量是有限的,当节点的缓冲存储器已满时,它必须丢弃后来进入的分组。这样做的后果是,随着越来越多的分组重新被发送,系统负荷不断增大,更多的缓冲存储器将饱和。当系统在竭尽全力试图清除积压时,各站却在系统里不断地塞入老的(重发的)和新的分组。甚至连成功投递到的分组也可能被重发,原因是接收方回送的肯定性确认来得太晚,以至于发送方认定该分组已丢失而再次发送。在这种情况下,系统的有效容量实际上等于零。这种灾难性事件必须避免,否则,整个网络将处于故障状态而无法运行。优化网络设计，采用网络自愈技术。自愈技术可实现高度的网络连通性，华为采用了动态路由技术和环状的网络结构。以ATM设备RadiumA25为例，华为采用了“即插即用”的PNNI网间互联技术，并结合SDH优异的自愈功能，保证了网络的可靠性。

四、统一网络管理

　　完善的网络管理是通信网络现代化的重要标志之一。高质量的网络管理能使网络资源得到充分利用,并且也是向用户提供可靠服务的保证。整个电信网络接受TMN网管的统一管理，一方面要求全网设备的协调工作，另一方面是为了降低运营成本，提高竞争力。华为公司提供了统一的网络管理平台，同时向上通过Q3接口接受TMN的统一管理。华为数据通信综合网管系统是华为自己开发的用于包括华为设备在内的面向整个数据通信网络的综合型网络管理系统（以下简称为综合网管系统）。综合网管系统能够完成华为所有数据通信设备的集成管理，包括ATM骨干、ATM接入系列设备，A8010接入服务器系列设备，Quidway路由器系列设备，LanSwitch交换机系列设备等。综合网管系统还提供与HP的OpenView、IBM的NetView、Sun的SunNetManager等产品类似的开放管理框架，通过这样的体系结构，我们可以在现有网络管理功能的集成上，不断增加新的设备管理应用来扩充整个网络系统的管理功能。

五、在Internet网络中提供QoS（服务质量保证）

　　当前Internet网中，所有的数据包地位相同、费率相同。所有的服务都受到同样的待遇并被收取同样的费用，不管这个服务是否重要。重要的服务(如电子商务)与不重要的服务(如网上游戏)的地位相同。实际上,服务的地位不同,运营商的收益也完全不一样,收玩游戏的费用可能只有收电子商务费用的1/10。据来自电信网的统计，收入的70%来自商业用户。而实际情况是,一旦应用放在网上,Internet没有办法区分哪种应用更重要,其结果就可能是游戏占了很多带宽,而实时的电子商务却没有得到它所需要的网络服务。特别是在采用包月制收费的ISP中,此问题尤为突出。一个大量访问国际Web主页的用户可能会使用了很大的国际线路带宽,但对他的收费同一个仅仅在国内发送电子邮件的用户不会有任何差别。

　　所以，要针对不同的用户，针对不同的业务，要提供不同的服务等级，就像飞机中的头等仓、公务仓和经济仓一样，大家根据自己的业务需要，选择不同的服务等级，交纳不同的费用。

在IP网络中提供QoS，有以下几种解决方案：

　　IP的服务质量可以由时延、抖动、带宽、可靠性等指标来综合表示。现在有三种方式可以实现IP的QoS。第一种方式是尽可能使用ATM设施，如,IPOA、MPOA、IPSwitching、MPLS等。ATM技术是面向连接的，所有的连接在建立之前，便约定了它所用的资源，只在网络的资源满足约定时，连接才有可能建立。而连接一旦建立，便可以提供端到端的QoS保证。第二种方式是把ATM的特性加到IP网中，通过信令协议预留带宽，这种方式中最著名的是RSVP，它可在IP网的边缘控制一些QoS性能，但RSVP不适用于大的网络。第三种是利用传统的IPV4数据报字头中的业务类型(TypeofService)来标明不同的服务等级，这种方式比较简单，可以通过对IPV4信头中的优先等级信息的处理功能来实现QoS。

摘自《通信时代》