通过精细化流量管控助力全业务带宽经营

    在全业务带宽经营的环境中，如何能在提高带宽利用率的同时还能保证业务的传送质量,从而降低每Bit的传输成本，是影响各运营商能否在竞争中胜出的重要因数。适应分组业务为主的承载需求，中国移动采用分组交换为内核的PTN网络来承载3G、LTE和以太网专线等分组业务。不同的业务对承载网提出不同的需求，譬如时延特性和带宽特性等。在PTN网络部署中，我们能够通过什么样的精细化流量管控技术来满足这些需求呢？

PTN网络实施精细化流量控制的必要性

    移动公司的PTN网络除了承载移动自有的3G、4G、WALN和OLT上行等自有业务外，还承载了集团客户专线等业务，不同的业务一起竞争PTN网络的带宽资源。要保证业务的传输质量，一种思路是寄希望于承载资源的极大丰富，不断扩大节点处理能力，也就是“当道路建设无限加宽时，车队到达速度都将得到保障”，这种方式会造成网络整体带宽利用率偏低，网络建设成本过高；另一种思路是在承载网中区分不同的业务流，为不同的业务流提供不同的带宽分配机制、不同的业务等级和不同的转发策略，通过精细化流量管控，来达到提高带宽利用率的同时还能保障业务的质量的目标。

    LTE业务是移动未来发展的核心业务，LTE业务将为用户提供高清视频点播、在线互动游戏、高清视频会议、VoIP语言等丰富的业务类型。这些业务本身对传送网的承载要求是有差异的，所以LTE提供的不同业务之间也需要通过精细化流量管控技术，即区分不同的业务等级和不同的转发策略来保障用户的体验。

    4G时代的用户对于网络性能关注点已经由过往的功能性（能不能用），转移到现在的网络综合性能所带来的卓越体验（好不好用）。卓越的用户体验建立在LTE提供丰富的业务类型与差异化的业务保障基础之上。

PTN网络如何来实现精细化流量管控

1、HQoS的实现机制

    HQOS(Hierarchical QoS)也称为层次化 QoS,通过DiffServ、IntServ、MPLS流量工程相结合，为承载的业务提供差异化服务，构建承载网流量经营能力。HQoS模型如图所示.

    首先，按照区分服务（DiffServ）的思想，对进入网络的用户数据流按照服务质量要求来划分等级，当网络出现拥塞时，级别高的数据流在排队和占用资源时比级别低的数据流有更高的优先权，实现相对优先级策略。

    其次，借助于集成服务（IntServ）的理念，根据业务的服务带宽需求，端到端进行带宽规划，通过网络带宽资源预留的方式，实现端到端的业务带宽保障。为业务提供绝对有保证的QoS，提供确定的服务质量保证。

    最后，通过MPLS流量工程为MPLS管道合理分配带宽，根据业务类型，分别提供刚性管道与柔性管道，实现实时业务对时延和抖动的QoS要求。

    通过DiffServ、IntServ、MPLS流量工程相结合，采用多级队列调度机制，实现层次化HQoS（Hierarchical Quality of Service），精细区分不同用户和不同业务的流量，提供差异化的带宽保障。

2、HQoS部署策略

    在现网部署中，可以根据实际的业务场景来提供不同的部署策略。

    在大客户专线的部署中，用户报文在网络中传输需要增加MPLS报文头，这个增加的长度是固定的。为了保证客户数据流在任意包长的情况下都能实际享用到约定带宽，需要按照最短用户报文的封装效率来分配网络侧MPLS隧道带宽。在这种配置情况下，用户报文长度越长，则用户实际享受的带宽超出约定带宽的比例越大。如何才能实现对大客户专线的精确限速呢？首先，我们可以在业务入口处（UNI）针对用户裸报文部署限速，限速带宽值为用户实际申请的带宽值，保证进入移动网络的客户流量与租用带宽一致；然后，我们在网络侧按最大带宽比例端到端部署MPLS隧道带宽，保证用户在最短包情况下（即封装利用率最低情况下）也能在网络侧享用约定带宽，从而端到端保障大客户业务的高品质体验。

    针对移动回传业务的特点，北京移动在PTN承载网全网部署HQoS来保障用户体验。在入口处设置流分类，区分业务类型，根据业务报文的优先级进不同的优先级队列，并映射MPLS优先级EXP。针对高优先级报文（如：语音、信令、控制等报文）端到端分配固定带宽的硬管道，针对其他业务端到端部署MPLS-TP隧道的CIR与PIR，实现统计复用，为不同的业务提供差异化服务。

    同时，北京公司采用的华为SPTN解决方案，可以支持网管自定义HQoS模板，简化了HQoS的部署方案，提升HQoS部署效率。

3、未来HQoS的技术演进——SDN

    目前，PTN通过流分类、队列调度、带宽限速实现层次化QoS，为不同的业务端到端提供差异化的服务，提升整网带宽利用率。未来HQoS仍然需要在某些关键技术上取得突破，例如带宽灵活的动态调整。目前在HQoS部署前需要充分评估业务带宽，业务保证带宽CIR的确定本身具有很大的主观性，譬如，一个111站型的TD-LTE基站的理论峰值（PIR）是可以通过计算来获得的，而CIR值得确定是有很大主观性的，而CIR值将直接影响网络的配置容量，譬如一条GE的链路，如果你把每条电路的CIR定为100M，则该链路最多可以开10条这样的电路，而如果你把每条电路的CIR定为200M，则该链路最多只能开5条这样的电路。如果部署完成后能根据网络能根据实际流量大小动态调整配置带宽，则必将极大地提升资源利用率，同时改善用户体验。

    SDN的出现，能否可以解决以上的关键技术呢？随着SDN的发展，网络控制层面和转发层面实现分离，控制平面HQoS将不再局限于网络设备上分层调度，逐渐演进为基于网络的带宽虚拟化。基于全网虚拟化带宽资源，实现网络管道化，从全网的视角调度带宽资源，到达全局最优带宽资源利用。同时，支持自动灵活的业务流量与流向动态调整，前期主要采用集中式触发，未来将演进为分布式触发。

    SDN网络带宽资源虚拟化，端到端实现网络管道化，将从根本上解决网络时延、拥塞等质量问题，实现具有端到端业务质量保障的网络及其关联的应用系统。自动灵活的动态调整能力，将为网络质量提供更可靠的质量保障。

总结

    北京移动与华为公司深度合作，在城域PTN网络全面部署HQoS策略，通过精细化流量管控，提供差异化服务，为高价值用户提供带宽保障的同时，实现带宽利用的最大化，从而降低了每BIT的传输成本，为公司的全业务带宽经营提供了有效的支撑。

作者：中国移动通信集团北京有限公司 虞春鸣 黄河 李彬 来源：通信世界周刊