黃卓君,盧 泉
(中國電信股份有限公司廣東研究院 廣州 510630)
各運營商在經(jīng)歷了多年的 “粗管道”、粗放式運營之后,目前已經(jīng)紛紛把目光投到智能化、精細化的運營策略上。一方面,隨著近年來各種應用類型的豐富、帶寬及流量的急劇增加,運營商面臨巨大的網(wǎng)絡建設、維護壓力,設備能力極限一次次被考驗和突破,放任自流、一視同仁的粗放管道模式令運營商日益被動;另一方面,增量不增收是運營商面臨的嚴峻問題,巨大的投入與平穩(wěn)的收入導致投資效益出現(xiàn)下滑的趨勢。因此,基于現(xiàn)有龐大的網(wǎng)絡和客戶群,在逐漸呈現(xiàn)擁塞的傳送管道上進行業(yè)務識別和控制,實現(xiàn)差異化的業(yè)務承載,是運營商積極研究及推進的必由之路。
國內互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務區(qū)分了不同等級的用戶、不同類型的應用,但資源本身沒有區(qū)域性差異,從國內已經(jīng)部署的實際經(jīng)驗來看,運營商的智能管道模式一般通過識別用戶、業(yè)務,從而提供不同的QoS保障。
而國際業(yè)務較之國內存在較大區(qū)別。國際市場上的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務不進行應用類型的區(qū)分,客戶群僅分為運營商客戶和企業(yè)客戶,沒有個人客戶,但是訪問的資源(路由)卻有區(qū)域性差異。本文從國際互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務角度出發(fā),探討全球資源訪問的差異化服務實現(xiàn)方案,實現(xiàn)從粗放管道模式到智能化、精細化管道模式的演進,從國內到國際層面的延伸。
目前,歐美、亞太的國際主流互聯(lián)網(wǎng)運營商為其他運營商客戶或企業(yè)客戶提供業(yè)務時,通常采取按帶寬收費(也有部分可提供按流量收費)方式,與“粗管道”模式相匹配,國際IP網(wǎng)絡僅基于“best effort”的傳送機制承載并運營互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務。
然而國際市場互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的一個顯著特點是:互聯(lián)網(wǎng)訪問資源存在差異性,包括不同區(qū)域、不同語言的資源,由于用戶群、訪問量、稀缺性等因素的共同作用,造成了全球資源存在一定程度的“優(yōu)劣”之分。例如中國大陸豐富的中文資源和龐大的客戶群,是亞太及部分歐美國家希望訪問的稀缺資源,并且?guī)缀蹙哂形ㄒ恍缘匚?;對于中東、中亞國家而言,俄語資源則可能是其主要的訪問目標。
對于具有一定壟斷性地位的稀缺資源,其目標客戶群往往愿意支付更高的費用來獲取。根據(jù)國內運營商在國際互聯(lián)網(wǎng)市場的運營經(jīng)驗,中國大陸方向路由的單價是全球其他方向路由單價的幾倍。但由于網(wǎng)絡功能限制,客戶目前只分為包括中國大陸資源、不包括中國大陸資源兩大類,不能區(qū)分不同區(qū)域資源,也無法靈活提供針對性的承載保障、差異化計費等功能。因此若能細分全球互聯(lián)網(wǎng)資源,根據(jù)業(yè)務流向提供差異化服務,無疑將具有巨大的市場前景。
本文所研究的國際互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務差異化服務,用戶訪問不同資源將分別獲得不同的服務質量,并基于不同資源的質量水平、流量大小分別統(tǒng)計計費,實現(xiàn)差異化服務的有效運營。其實現(xiàn)方案邏輯架構如圖1所示。
本方案基于現(xiàn)有網(wǎng)絡架構并需進行適當?shù)脑O備升級及配置。為便于闡述方案的原理與特點,圖2給出了國際IP網(wǎng)絡的簡單組網(wǎng)示意,只列出關鍵的網(wǎng)元及示例用戶。
圖2 國際IP網(wǎng)絡組網(wǎng)示意
其中,SR(service router)為運營商網(wǎng)絡的邊緣業(yè)務接入路由器,是互聯(lián)網(wǎng)客戶的業(yè)務接入點,也是與上游運營商的互聯(lián)點。
用戶是國際互聯(lián)網(wǎng)接入用戶,其資源(路由)需求可能是單一中國大陸方向、中國大陸與亞太方向、全球方向等。
上游資源在本方案中包括transit/peer等上游及對等互聯(lián)運營商,為國內運營商提供延伸通達全球各區(qū)域的路由。
為實現(xiàn)國際互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務基于流向精細化運營的目標,需要幾個方面的配合:資源標識、網(wǎng)絡識別、基于資源(流向)的調度及流控、后臺系統(tǒng)與網(wǎng)絡配合,從而實現(xiàn)基于流向的流量統(tǒng)計及計費。這些功能大部分都需要在SR設備上實現(xiàn)。
對于互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務而言,資源就是可達的路由。某些資源的稀缺性形成了國際互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的獨特性需求,而這種獨特性很大程度上是通過語言的差異性呈現(xiàn)出來的。例如英文資源作為最普遍的存在,相對而言,中文資源、俄語資源、西語資源等就具有特殊的意義,尤其隨著中國在世界舞臺地位的日益提升及華人的廣泛分布,中國大陸路由成為非常重要的、不可復制的資源。
因此第一步是劃分資源,對資源類型進行標識,并且業(yè)務流量能在網(wǎng)絡中被識別出來。建議基于服務質量及資費水平進行資源劃分和標識,例如運營商可將全球路由分為中國大陸、亞太、泛歐及美洲等若干類型(也可以再細分或者合并),一般直接對應到地域方向。
圖1 資源差異化方案邏輯示意
互聯(lián)網(wǎng)流量流向差異化策略控制點配置在運營商邊緣SR。運營商網(wǎng)絡通過邊緣SR與其他運營商或企業(yè)網(wǎng)絡進行對接,彼此之間通過EBGP、IGP或靜態(tài)等多種方式交互路由,以達到獲取全球路由資源的目的。若部署差異化流向策略,則在SR接收路由時,增加標識資源的路由流向屬性(也可稱為資源類型、方向屬性),對于通過EBGP獲取的路由分配特定的BGP community屬性來標識不同的方向,對于通過IGP或靜態(tài)方式獲取的路由則分配不同的tag來標識方向。SR生成路由轉發(fā)表時,根據(jù)預先分配的BGP community或tag屬性生成統(tǒng)一的路由表項擴展屬性,如圖3所示。
圖3 路由表項擴展
在普通路由表項基礎上增加資源類型ID擴展路由表項的屬性,標識不同方向資源后,互聯(lián)網(wǎng)流量在邊緣SR進行數(shù)據(jù)轉發(fā)處理時,將根據(jù)源IP地址或目標IP地址進行查表,從而匹配訪問路由所屬資源類型。
客戶的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務流量可分為去程和回程兩個方向,雙程均要經(jīng)過用戶接入SR,通過SR查詢增加資源類型ID擴展項的路由表之后,辨別訪問的資源類型并進行對應的隊列調度。
·去程:指從客戶到被訪互聯(lián)網(wǎng)資源的流量方向。對于SR而言,UNI是入端口,NNI是出端口。
·回程:從互聯(lián)網(wǎng)資源返回給客戶的流量方向。對于SR而言,NNI是入端口,UNI是出端口。
圖4是SR基于流向策略的總體處理機制流程,概括了去程、回程方向的入、出端口的查表、轉發(fā)及調度方式。
2.3.1 去程
(1)SR UNI入方向
SR UNI接收客戶流量,先判斷此端口是否啟用基于流向的差異化計費策略;若未啟用,按照普通的互聯(lián)網(wǎng)流量進行“best effort”處理。若啟用流向策略,根據(jù)目的IP地址查詢FIB表后,在確認nexthop及出端口的同時,匹配該訪問資源的類型ID,一方面根據(jù)該資源類型對應的簽約帶寬要求進行限速及實時流量速率統(tǒng)計,一方面匹配到相應的轉發(fā)類(FC)中。
(2)SR NNI出方向
在設備內部已經(jīng)完成將每個FC映射到用于執(zhí)行QoS策略的設備內部QoSID或直接映射給相應等級的QoS隊列之后,SR NNI將根據(jù)隊列調度原則進行出流量限速或調度處理。
SR在去程的處理策略如圖5所示。
2.3.2 回程
(1)SR NNI入方向
SR NNI接收客戶互聯(lián)網(wǎng)訪問的回流量后,先判斷此端口是否啟用基于流向的差異化計費策略;若未啟用,按照普通的互聯(lián)網(wǎng)流量進行“best effort”處理。若啟用流向策略,先根據(jù)源地址查找路由表,匹配資源類型,并將資源類型ID匹配到相應的轉發(fā)類中;再根據(jù)目的地址查找路由表,識別用戶(確認出端口)。
(2)SR UNI出方向
在完成將資源類型ID映射給用于執(zhí)行QoS策略的設備內部QoSID或直接映射給相應等級的QoS隊列之后,SR UNI將進行QoS調度,根據(jù)該資源類型對應的簽約帶寬要求進行限速及實時流量速率統(tǒng)計。
圖4 基于流向策略的互聯(lián)網(wǎng)流量處理流程
圖5 SR UNI去程基于資源流向的QoS策略
SR在回程的處理策略如圖6所示。
圖6 SR UNI回程基于資源流向的QoS策略
國際一般采用帶寬計費為主的方式,部分運營商可提供流量計費。若延續(xù)按帶寬計費的模式,則后臺系統(tǒng)不一定要改造;若基于流量計費模式,則需要網(wǎng)管(或獨立系統(tǒng))與計費系統(tǒng)配合完成:網(wǎng)管或者獨立系統(tǒng)通過SNMP從路由器SR UNI端口讀取入、出流量統(tǒng)計數(shù)據(jù)后,計費系統(tǒng)再通過Web Services從網(wǎng)管或者獨立系統(tǒng)獲取流量計費速率,對應到某個邏輯端口號、計費時間段、流向區(qū)域等信息。
如運營商把資源分為中國大陸、亞太、泛歐及美洲4個類型之后,將從SR UNI端口讀取以下信息,如表1所示。
表1 后臺系統(tǒng)讀取流量信息參數(shù)
邊緣SR需支持資源標識識別、路由表項擴展、FIB基于目的地址與源地址查表、差異化QoS調度等功能。SR業(yè)務接入端口根據(jù)客戶要求按需開啟流向差異化策略,而無需布放初期在所有業(yè)務接入端口上同時開啟。
對于網(wǎng)絡上的其他設備,包括核心路由器(CR)、VPN業(yè)務接入路由器PE均沒有特殊要求,只需保持現(xiàn)狀。
網(wǎng)管(或者新建系統(tǒng))從SR采集新的字段統(tǒng)計實時速率,并與計費系統(tǒng)交互可擴展實現(xiàn)基于流向的流量計費。
目前業(yè)界主流路由器,包括Juniper、Cisco均有相應的路由器型號支持本方案對SR的功能要求。類似方案已經(jīng)在某些運營商局部部署試點,總體網(wǎng)絡部署及業(yè)務流如圖7所示。
細分全球互聯(lián)網(wǎng)資源,充分挖掘稀缺資源的重要性和高價值,為不同資源方向的互聯(lián)網(wǎng)訪問提供差異化服務,既順應了國際互聯(lián)網(wǎng)市場的趨勢,滿足互聯(lián)網(wǎng)客戶個性化需求,又可為運營商創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。
圖7 差異化服務總體部署
在差異化服務基礎上,結合后臺系統(tǒng)的升級改造,可進一步提供基于流向的流量計費運營模式;如配合DDoS流量清洗系統(tǒng)的部署,可在安全性方面提升互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的價值?!皹I(yè)務可識別、流量可控制、安全可保障”的“智能管道”式互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務運營將指日可待。
1 Black U.IP路由協(xié)議.金甄平譯.北京:電子工業(yè)出版社,2000
2 RFC1998.An Application of the BGP Community Atrribute in Multi-Home Routing,1996
3 Cisco Systems.Using BGP Community Values to Control Routing Policy in an Upstream Provider Network,2005
4 吳翔,奉余莽.IP網(wǎng)絡中提供QoS支持的方案綜述.計算機應用研究,2000,17(4)
5 華蓓.基于IP網(wǎng)絡的服務質量(QoS)參數(shù)研究.小型微型計算機系統(tǒng),2001,22(9)