第五章 宽带IP网络技术

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1、宽带IP网络的关键问题1综合业务模型2区分业务模型标签交换与MPLS53第5章宽带IP网络技术1IPOVERATM4IPOverSDH61.1网络综合的历史与现状问题：什么要采用宽带IP技术?21.1网络综合的历史与现状基于PSTN。干线数字化和市话中继数字化技术已经成熟，只要解决接入数字化，就可实现端到端的数字化通信，进行业务综合。通信能力较模拟话路没有数量级的提高，支持业务的能力也没有显著改善，同时终端成本较高。随着互联网的发展，ADSL、以太网等技术在接入网中的广泛应用，ISDN还没有来得及辉煌就退出了舞台。早期的业务综合IS

2、DN3ATM作为一种快速分组交换技术，具有电路交换和分组交换的优势，曾一度认为是一种处处适用的技术。基于ATM的综合1.1网络综合的历史与现状4纯ATM网络的实现过于复杂，导致应用价格高，难以为大众接收。在网络发展的同时相应的业务开发没有跟上。虽然ATM交换机作为网络的骨干节点已经被广泛使用，但ATM到桌面的业务发展却十分缓慢。基于ATM的综合1.1网络综合的历史与现状5ATM与IP的竞争1.1网络综合的历史与现状6Internet的广泛应用引发多业务需求如IP语音(VoIP)、在线游戏、音乐下载、视频点播(VoD)和音频流等。以其

3、廉价、开放的特点，冲击着以商业经营为目的的电信网。迫使电信界在电信网中引入基于Internet理念设计的IP网，并将部分电信业务加载到IP网上。TCP/IP体系结构已广泛应用广泛的用户保护已有投资。选择IP并非它足够理想，而是因为它已经无处不在。基于IP网络的综合1.1网络综合的历史与现状7宽带传输交换提供可靠的服务质量1.实现宽带IP网络需要解决的问题1.2宽带IP网络的QoS保证8综合业务需要宽带传输传统电话业务<64Kbit/s视频业务1.5-130Mbit/s传输系统已不是网络发展的瓶颈光纤传输技术发展迅速传输能力可以满足综

4、合业务的需要传输成本在系统中比重下降IP网络上的业务发展相对较慢，从而使得IP网络相对处于轻载状态。传输技术的飞速发展使宽带传输成为可能1.2宽带IP网络的QoS保证9路由器已从传统基于总线（背板）交换、软件包转发和集中式处理结构改为矩阵交换、硬件包转发和分布式处理结构，处理能力和吞吐量已大大提高。高端路由器包转发时延甚至与ATM交换机一样好。高端路由器1.2宽带IP网络的QoS保证10路由器性能划分随技术发展而变化。当前高端路由器一般是指支持2.5Gbit/s以上接口、交换能力大于40Gbit/s、吞吐量400Mpps(packe

5、tpersecond)的路由器。典型产品有思科网络的12000系列、Juniper公司的M系列、华为公司的NE80等。通常交换容量在40Gbit/s到320Gbit/s。市场上已出现交换能力超过1000Gbit/s的T比特路由器。高端路由器1.2宽带IP网络的QoS保证11最大可能（BestEffort）服务是无保障的服务没有点到点传输资源的保障资源保障是保证点到点传输性能的关键时延、时延抖动、分组丢失率分组时延不确定，到达无序无法实现资源按需分配2.现有IP体系结构无法保证服务质量1.2宽带IP网络的QoS保证12服务质量QoS是

6、服务性能的总效果，此效果决定了一个用户对服务的满意程度。因此在最简单的意义上，有服务质量的服务就是能够满足用户的应用需求的服务。服务质量可用若干基本的性能指标来描述，包括可用性、差错率、响应时间、吞吐量、分组丢失率、连接建立时间、故障检测和改正时间等。什么是QoS？1.2宽带IP网络的QoS保证13无连接服务与有连接的QoS保证矛盾不同的应用具有不同的QoS要求时延、时延抖动、丢失率、带宽多约束条件使得路由问题计算上不可行同时具有QoS和尽力而为路由使得性能优化问题更复杂网络状态动态变化，状态信息收集困难信息的不精确导致路由算法的性

7、能恶化IPQoS保证的困难性1.2宽带IP网络的QoS保证14大量使用光缆和高速路由器，网络的时延和时延抖动就可以足够小，在因特网上传送实时数据就不会有问题。把因特网改造为能够对端到端的带宽实现预留(reservation)，把使用无连接协议的因特网转变为面向连接的网络。部分改动因特网的协议栈，使多媒体信息在因特网上的传输质量得到改进。改造现有的因特网3.实现宽带IP的思路1.2宽带IP网络的QoS保证15使因特网向其用户提供保证某一种等级的服务质量。改进“最大可能”的服务1.2宽带IP网络的QoS保证16标签分类管制调度呼叫接纳I

8、P网络Qos的主要技术模块主机H1和H2分别向主机H3和H4发送数据1.5Mb/s链路H1H2H3H4R2R1H1H21.5Mb/s链路输出队列1Mb/s的实时音频数据FTP文件数据需要给不同性质的分组打上不同的标签。当H1和H2的分