IP网流量管理及应对措施

　　摘要　随着基于IP的各类增值业务的迅猛发展，P2P、网络视频、网络游戏等应用在消耗了大量网络资源的同时，却仅仅带来了极其有限的收入，此外VoIP等应用还培养了大量的虚拟运营商，进一步分流了电信运营商的业务收入。电信运营商在单位流量中所获取的利润逐年下降，处在IP网价值链的底部。基于IP网运营中面临的"增量不增收"和"管道运营商"的困境，如何实现网络承载应用的可管可控，实现网络价值最大化成为运营商最为关心的问题。本文针对IP网流量管理的相关方面进行了分析，并提出了相应的应对策略及举措。

1、IP网运营现状

随着IP网的迅猛发展，用户的需求及宽带应用的日益多样化不仅改变了传统互联网的应用模式和用户行为模式，也对IP网的运营带来了深刻的影响。

1.1　P2P等带宽型应用成为IP网应用主流

随着互联网进入宽带时代，IP网络的骨干带宽和用户的接入带宽都大大提高。伴随着这一变化，带宽消耗性应用逐步出现，并在带宽占用方面取代传统互联网应用而居主导地位，其典型的代表就是P2P流量。

以东南某省电信公司为例，2006年4月该省出口流量应用情况如下：基于Netflow对标准端口应用的监测统计，识别出的网页浏览流量占总流量的24%左右（流入量为24.6%，流出量为24.3%），其次为运行于标准端口上的P2P流量（流入量为8.56%，流出量为8.51%）、多媒体应用流量（流入量为5.87%，流出量为6.86%）和网络游戏流量，标准VoIP信令协议（包括H.323、SIP等）端口的流量占总流量的0.89%左右（流入量为0.888%，流出量为0.667%）。有超过57%的流量未落入已标定的协议端口范围内。

各方面的统计数据表明，在省网的各链路中P2P流量占据了相当大的比例，但是没有相对全面准确的数据说明P2P流量在省际、省干以及城域网各层面的确切分布。可知的是基于P2P的文件下载和网络视频所产生的流量较传统互联网应用消耗了网络运营商更多的带宽资源。

1.2　运营商在IP网价值链中的地位下降

随着IP网逐步向承载型网络发展，用户应用也逐步由Web、E-mail、FTP等传统互联网应用向IM、游戏、视频、VoIP等新兴应用类型过渡。VoIP的出现和发展是IP承载化的一种代表。而且因其对电信运营商的业务收入造成了直接的影响而备受关注。IP承载化的另一种代表就是宽带用户并机流量，未来的用户可能以一条IP接入电路服务多个终端，承载多种服务。将接入线路发展为IP中继线，在目前运营商IP业务模式下，只按照单条用户接入线的方式进行收费。

在目前IP产业链中，各类服务提供商仅仅通过支付接入费用的方式，就可以利用运营商的IP物理网络构建面向用户的虚拟服务网，并获得最大程度的利润。

综上所述，IP运营中各类新业务、新模式的出现极大影响了电信运营商的业务收入，IP网运营面临着应用增多、带宽增长、收益降低的尴尬境地，运营商在单位流量中所获取的利润逐年下降，处在IP网价值链底部。

2、IP网流量管理的现状

2.1　IP网流量管理处在起步阶段

目前各运营商运维部门的IP网管控还处在设备网管向综合数据网管过渡的阶段，主要通过网管结合部分流量分析软件如MRTG等实现网络性能和流量的实时监控，尚没有建立专门的流量管理系统对IP网进行相应的流量识别、分析和控制，因此在流量管理方面主要存在以下问题：

●　IP网络状况的分析完全依赖于现网设备运行过程中的简单数据，缺乏采集网络运行基础数据和对数据进行深入分析的手段和工具。

●　缺乏网络运行的足够流量数据，不能建立较为完整的IP网络运行模型，同时现有网管采集的部分宏观流量数据尚不足以作为IP网络优化与规划的参考。

●　IP网络进入到了以内容服务为核心的新的业务拓展时期，现阶段缺乏必要的手段和工具获得和分析用户网络行为模式与消费倾向的基础数据，运营商难以实现对互联网内容提供商（ICP）和网络运营的精细化管理，不能很好地评估ICP对于运营商增值业务等收入的贡献，也不能根据用户行为模式的变化来动态调整网络资源以满足用户变化的需求。

整体而言，如果运营商不能很好地感知网络和业务流量变化，实现流量、业务和用户之间的有机关联，就不能基于用户/业务对流量进行有效的控制。

2.2　基于流量的增值业务初步开展

中国国内的一些运营商在基于流量增值业务的开展上进行了有益的尝试，如开展了"绿色上网"、"广告推送"等增值业务，但基本上都是单独的增值业务平台，没有很好地和流量进行有效的关联，仍处于积累系统技术体系、系统扩展性、业务推广、业务盈利模式方面的经验的阶段。对于已经出现的Portal门户（SP或CP可以在此门户上根据流量系统提供的各类分析数据动态调整业务投放计划，甚至用户也可以获取自身的各类流量统计数据）、基于流量的业务与用户行为分析（根据细分类型的流量数据来分析业务规模和用户行为的对应关系、变化趋势等）等业务需求也未纳入相应的开展计划。

2.3　运营商IP网管控新思路

针对IP网的流量管理和应对IP网运营变化的挑战，各国运营商开始探索IP网管控的新途径，即在IP网流量管理的基础上实现流量、业务和用户之间的有机关联，针对不同网络应用/不同用户，分策略进行差分服务与控制，保证有限的网络资源能够被合理应用到主要利润业务中，通过对IP网的精细化运营来降低网络运营成本，获取增值服务收益。

　　流量管理的目的是通过对网络流量的采集、识别、分析和控制，来实现基于应用/用户的流量控制、用户行为分析和增值业务开发等应用，以降低网络运营成本，提高网络效益。

近年来，各国运营商结合流量管理技术的发展，根据自身需求选择不同的技术平台在网络的不同层面进行了流量管理分析系统的部署。通过对IP网流量数据的采集、分析和利用，实现了VoIP检测拦截、P2P检测拦截、非法代理检测拦截、信息推送、业务分析等功能中某几项，从而能够在一定程度上对流量进行管控。

如中国联通在IP骨干网上对12条2.5 Gbit/s POS骨干中继部署了Caspian A50设备，主要实现网络和应用流量监控功能；广东电信在部分地市城域网内的2.5 Gbit/s POS中继链路上部署了北京宽广TMA-SSS系统设备，主要实现非法VoIP封堵和P2P应用限制；江苏电信则在省网出口（目前已向城域网出口下移）部署了信风系统设备，主要实现"非法接入监控"、"VoIP监控"、"P2P流量监控"等功能；此外，国外的运营商如BT则是在城域网内部署了Allot设备，主要实现用户行为分析和控制功能。

3、流量管理的应对及举措

为了更好地应对IP网应用多样化的挑战，电信运营商有必要尽快引入流量管理技术，建设IP网流量管理分析系统，更好地增强运营商对用户和网络资源的控制能力，降低网络运营成本，实现网络管控水平的提升，使用户得到全新业务的体验。并以此作为起点，实现业务创新和内涵式发展，提高企业持续竞争力。

在建设IP网流量管理分析系统时，有必要基于运营商对流量管理的需求，结合流量管理技术发展趋势，明确系统目标架构和系统建设原则。系统的建设则可以"立足目标，分阶段实施"，每个阶段的实施内容可根据需求变化和技术发展情况进行动态调整，从而逐步靠近并最终实现流量管理分析系统目标架构。

3.1　流量管理分析系统建设目标

由于IP网流量管理技术还处于发展阶段，业界还没有统一的规范和技术标准。目前在流量管理技术应用方面，大多数的厂商采用深层包检测技术结合行为模式识别技术来实现流量管理，少数厂商则采用纯流状态分析（DFI）技术来实现流量管理。在流量管理分析系统搭建方面，根据其功能实现的方式主要分为集中控制和边缘控制两种。集中控制指流量分析和控制等在同一网络层面进行；边缘控制指流量分析和控制可以在不同网络层面进行，但由中心服务器进行控制命令的下发。根据对各主流厂家技术和产品的跟踪了解，目前一般厂商只能做到集中控制，而不能实现控制和分析分离，管理系统相对封闭，业务加载和扩展升级开放性较为有限。

基于目前各国厂商技术实现的实际情况，结合电信运营商对IP网络和业务的可管可控提出的新需求以及目前IP网管控的现状，考虑未来宽带IP网流量管理发展的趋势，本文设计的流量管理分析系统目标参考架构如图1所示。

图1　流量管理分析系统目标参考架构

基于目标架构的流量管理分析系统所包含的业务控制、用户行为分析和业务开放部分可以在逻辑上实现关联、物理上实现相对独立，从而具有良好的灵活性和开放性。随着技术发展，流量管理分析系统的采集分析设备可以根据管控需求灵活部署在IP网各个网络层面的链路上，控制设备则相对集中部署，进而实现边缘控制的目标。此外，流量管理平台的各个功能实体可以通过接口或其他方式与第三方实现对接，从而增强运营商对流量管理的主导权。

基于目标架构的流量管理分析系统能够克服目前对流量感知度不够的问题（即不能感知网络和业务流量变化，不能实现流量、业务和用户之间的有机关联，不能提供基于用户或业务对流量进行有效管理），从而实现基于应用/用户的流量控制、用户行为分析和增值业务开发等应用，通过对管道的精细化经营降低网络运营成本，提高网络效益。

基于目标架构的流量管理分析系统能够通过集中的业务管理平台对各类应用进行统一的分析和策略控制，可以按照运营商制定的业务规则和策略通过业务管理平台来实现各类增值业务，即根据市场计划和发展策略，运营商可以对不同业务的开展制定业务生存周期、业务营销强度、业务营销对象等相应的业务规则，同时根据不同的规则对不同业务流量提供干扰、抑制等相应的业务控制策略；同时系统应提供针对业务的分权分级管理手段，使得运营商内部不同层面的管理人员按照相应权限（如地市级管理人员只对本地市业务进行统一管理，跨地市的业务则由省级管理人员统一管理）在系统上实现灵活管理。

3.2　流量管理分析系统建设原则

3.2.1　技术及系统选择

根据对各主流厂家技术和产品的跟踪并结合中国国内已经部署的案例，电信运营商应在建设中采用目前相对成熟的深度包检测结合行为特征分析技术，在具体系统选择时，应基于以下原则进行：

●　系统的性能和功能：流量管理系统的性能与分析的复杂性、提供增值服务的多少、控制的复杂性直接相关。系统应能够满足对高带宽链路的线性检测，实现各类应用业务的精确识别和基于用户/业务的控制。

●　灵活性：由于业务的不可预知性，整个系统必须具备相当高的灵活性，平台功能实现实体能够灵活地分散或者集中部署到网络的各个层面。

●　开放性：提供外连的接口供第三方厂家的网管、统计分析系统进行应用统计信息的读取和控制策略参数的修改，便于实现增值业务的开放。

●　升级能力：系统能力的提升最好能直接通过增加设备简单实现，避免对整个系统的架构进行调整。为了应对不断涌现的IP业务新应用，系统应做到策略信息的完善和更新升级能力，应当能够在线增加新应用分析能力，并能够提供标准化的升级接口，以便根据具体的应用实施二次开发。

3.2.2　系统部署层面选择

流量管理分析系统的部署有多种方式，如省网出口层面、城域网出口层面、城域网汇聚层面等，部署位置及方式的差异决定了流量管理平台所能实现的功能和达到的效果。在流量管理分析系统建设中应根据实现功能、投资成本、平滑演进等因素综合选择适合运营商需求的部署方式。

从管理的角度来看，省网出口层面的部署方式有利于集中管理，可以实现重点业务控制，如对低价值网络应用流量的控制。

从技术发展和扩展性的角度来看，省网出口层面的部署方式可以积累部署和实施经验，随着技术的成熟进行调整，如下移至城域网出口层面部署等。

从成本的角度分析。省网出口层面的部署方式面对的链路数量相对于其他方式少，所需的建设成本相对较低。

　　从应用的角度分析，省网出口层面的部署方式虽然不能很好地基于流量实现宽带用户分析和相应的增值业务开发，但能够对VoIP、P2P等运营商关注的应用进行监测和总量控制。同时也能配合现有网管实现网络流量的深入分析，了解IP网的整体流量分布、运行态势等信息，从而为网络优化和调整提供决策基础。

此外，若考虑到可开展的应用和对基于流量的增值类业务开放需求，则可以采用省网出口+城域网出口的建设方式，即可选择一两个地市进行流量管理分析系统部署试点，一方面可以通过两个层面的部署积累建设经验，另一方面也可对在不同的网络层面开展的各类应用进行验证，同时可以较好地实现投资成本控制。

3.2.3　支撑等系统配合

结合基于目标架构的流量管理分析系统所要实现的功能应用，如建立流量-应用-用户之间的关联模型，实现低价值应用流量控制、基于流量的用户行为分析和增值业务开发等，在流量管理分析系统建设中应充分考虑与其他业务应用及支撑系统如认证计费系统、营业系统、数据仓库和CRM系统等进行对接和配合，充分利用应用及支撑系统各类与用户、应用等相关的数据，实现与流量管理平台相关数据的对应和交互，从而使得流量管理平台能够更加准确地识别和控制各类流量，从而更有针对性地开展各类增值应用。

3.2.4　风险及应对措施

流量管理系统的建设受到技术发展、投资成本等因素影响具有诸多的不确定性，同时一些实施风险也随之产生，如竞争风险、政策风险等，为此需相应考虑风险应对措施。

（1）竞争风险

流量管理的实施必将规范用户对网络资源的使用。高端用户可以享受更好的业务服务质量，但对大部分普通用户而言，流量控制措施将限制其随意使用网络资源的行为，因此会带来普通客户的感知度下降，投诉率上升，导致转网等负面影响。为此，在流量管理实施初期，需要制定好流控实施策略、把握好实施力度，关注客户对网络的感知度变化，同时加大市场宣传和推广力度，树立"高价高质"的业务模式，从而为下一步对网络和业务实现全面流量管理奠定基础。

（2）政策风险

由于流量管理可能涉及到个人隐私，运营商应对流量分析数据的获得方式、对用户行为数据的挖掘深度以及基于用户流量多维分析数据的合理利用等进行综合评估，以尽可能地避免政策法律风险。

3.3　流量管理分析系统建设步骤

根据对各国厂商技术发展和商用案例的分析，目前尚没有完善的技术方案来实现基于目标架构的流量管理分析系统，业界已建设的流量管理分析系统大多只能实现业务控制、用户行为分析和业务开放3大功能中的其中一项或两项，而且控制和分析也只是粗颗粒度，处在应用部署的初级阶段。

为此，电信运营商在进行流量管理分析系统建设时应根据"立足目标，分步实施"的原则，基于运营商的管控需求，结合流量管理技术现状及各主流厂家实际情况，综合考虑技术、成本、平滑演进等因素来制定分阶段实施的方案。

在运营商进行各个阶段流量管理系统的分步实施时，每个阶段的实施内容可根据需求变化和技术发展情况进行动态调整。逐步建成涵盖网络应用流量控制、业务用户行为分析、增值业务开放的较全面的流量管理分析系统，可以针对不同应用、不同用户，运用不同的控制策略（基于各个参数组合）对网络流量进行差异化控制，进一步分析用户的行为模式、业务与站点的接受程度，为制定灵活的资费策略和计费方式提供依据，挖掘新的网络增值业务和改善业务运营模式，提升网络建设收益，实现运营商对应用流量识别精确化、流量控制差异化、业务营销个性化等目标。

3.3.1　近期建设举措

运营商在近期可以采用目前相对成熟的深度包检测结合行为特征分析技术，选择省网出口+城域网出口的部署方式进行相关流量管理系统的建设，在省网出口层面应具备基本的流量管理能力，能够对大量非法VoIP、P2P下载等应用以及网络流量进行相应监控，降低网络带宽消耗和网络运营成本；城域网出口层面的流量管理分析系统应在具备省网出口层面的功能基础上，初步具备流量精确化管理和增值业务开发能力，同时尝试开展基于流量/用户的增值业务，积累流量管理分析系统运营经验。这一阶段称为阶段一。

　　3.3.2　远期建设规划

（1）阶段二

阶段二应重点关注用户行为分析，通过将流量控制设备逐步下移至城域网出口层面，增强其分析能力，可以提供较为详尽的各种业务流量和细粒度的用户行为分析数据，为基于业务以及流量的运营管理提供支撑数据和初步的管理手段，使其能够实现P2P流量细粒度监控、用户行为细粒度分析、Web页面推送等功能，尝试开发较易开展的网络增值应用，增强IP网的盈利能力，实现初步的网络和业务精确化运营管理。

阶段二建设重点关注流量变化较大的城域网，结合市场反映的热点应用进行流量管理分析系统部署，逐步覆盖各个地市的城域网出口链路。

（2）阶段三

阶段三在阶段二实现功能的基础上，结合目标架构，将进一步关注流量、应用与用户行为关联模型，以此开发开放各类新的网络增值业务。

流量管理分析系统部署的层面逐步从城域网出口层面下移至城域网汇聚层面，根据"全面覆盖，重点布点"的原则进行相应流量管理设备的分散部署，进一步贴近用户，感知网络和应用的变化，同时流量管理分析系统也将提供更为详尽的流量分析数据，为网络流量管理和业务运营提供管理手段以及更为详尽的用户行为数据。基于行为数据，可以提供定制化的服务、改进运营手段、提高业务收入，从而实现更为精细化的网络和业务运营，推动网络、应用和用户的和谐发展。

4、结语

随着IP网用户行为和应用需求的改变，IP网运营面临着应用增多、带宽增长、收益降低的问题。IP网向综合承载网演进的趋势使得IP网可管可控的重要性日益凸显，而运营商IP网管控能力的不足已经制约了IP网各类应用的发展，降低了客户感知度，同时也影响了运营商自身的网络收益。

流量管理技术的引入与流量管理系统的建设将帮助运营商实现对IP网上各类基于业务或用户的应用流量的感知识别，建立流量-应用-用户之间的关联模型，管理IP网络的各类业务和实现业务控制，对用户行为特征进行精确化分析并在此基础上提供新的增值业务和实现个性化营销，从而推动运营商由简单的"管道管理"到"精确化业务运营"的转型。

来源：中国联通站