《软交换与NGN》实时辅导4

《软交换与NGN》第四次实时辅导张碧玲上午8：30-10：30联系方式：[e-mail]主要内容•承载网的服务质量问题•承载网的私网穿越问题•第四次作业讲解•总复习要求主要内容•承载网的服务质量问题•承载网的私网穿越问题•第四次作业讲解•总复习要求(1)NGN业务对IP网络的服务质量的要求•服务质量的含义–对业务性能的保证应该是端到端的、连续的、可预测的、大于或等于预定值的，体现业务性能的关键网络参数有带宽、时延、抖动和丢包率。–业务差别意味着为不同类型和不同等级的业务应用提供不同的性能保证，例如对于一些紧急的业务或者关键业务即使在高负载的情况下，也要保证其业务性能不受影响。•IP网络的服务质量–语音、视频、数据业务对QoS的要求各不相同网络等级单向时延（ms）抖动（ms）丢包率良好（自定义）≤40≤10≤0.1%较差≤100≤20≤1%恶劣≤400≤60≤5%(2)影响承载网的服务质量的主要因素•承载网的服务质量问题–传统的IP网络是基于开放式架构和尽力而为的基础–NGN的IP承载网必须是一个有服务质量保证、具备安全性、可运营和可管理的网络•影响承载网服务质量的主要因素–时延–时延抖动–数据包的丢失（3）提高承载网服务质量的主要措施•综合服务•区分服务•多协议标签交换•超量工程法①综合服务•综合服务的基本思想–采用资源预留技术为每一个数据流向其所经过的每个节点（IP路由器）发出请求，要求路由器根据用户的需要和网络资源可用性为每个呼叫保留所需的带宽，藉此保证服务质量。•模型中用到的主要信令协议–资源预留协议RSVP（ResourcereSerVationProtocol）–RSVP类似于电路交换系统的信令协议RSVP的一般原理•RSVP处理的是一个方向的资源预留•RSVP预留资源采用的是软状态（1）（2）（3）综合服务的特点•优点–可以保证端到端的服务质量•缺点–与Internet尽可能简化网络的设计原则背道而驰–IntServ/RSVP模型可扩展性差–策略控制问题•综合服务主要限用于企业网和小型ISP网络。②区分服务•基本思想–将用户的数据流按照服务质量要求来划分等级，采用聚合的机制将同一等级的若干数据流聚合起来，为整个聚合流提供特定服务，而不再面向单个数据流。–本质上是一种相对优先级策略。•服务等级合约SLA（ServiceLevelAgreement）–SLA规范了ISP对用户端网络所支持的业务类别以及每种类别的业务流数量。•业务流调节合约（TCA：TrafficConditionAgreement）–TCA规范了ISP之间的数据流应该满足的一些约定。区分服务的体系结构DS区域DS区域区分服务区某一个提供区分服务的服务提供商所管辖的范围。规范了ISP对用户端网络所支持的业务类别以及每种类别的业务流数量。规范了ISP之间的数据流应该满足的一些约定。对每个分组进行分类、标记区分服务码点DSCP。根据分组头上的DSCP按照不同的优先级对IP分组进行转发。区分服务的特点•优点–只包含有限数量的业务级别，状态信息数量少，实现简单–虽然边缘路由器比较复杂，但核心路由器比较简单，因而DiffServ的扩展性较好。•缺点–不能为每个单独的业务流提供端到端的质量保证；–由于标准还不够详尽，不同运营商的网络之间很难进行QoS参数的协商和调整。•DiffServ被广泛应用到NGN承载网的接入层③多协议标签交换•多协议标签交换MPLS（MultiProtocolLabelSwitching）是从Cisco的标记交换演变而来。•提出MPLS的初始动机是实现更高速的路由转发。–MPLS在网络的入口标签边缘路由器（IngressLSR）为每个IP数据包加上一个固定长度的标签；–核心路由器根据固定长度的标签搜索目的地址，转发数据包；–在出口标签边缘路由器（EgressLSR）再恢复成原来的IP数据包。•标签（Label）–一个具有本地意义的固定长度的标识，用于标识一个FEC。•LABEL：表示标签值；•EXP：实现QOS；•S：表示标签栈是否到底了，S=1时，表示该标签为栈中的最后一个标签；•TTL：防止数据在网上形成环路。MPLS中的常用的术语•转发等价类FEC（ForwardingEquivalenceClass）–一组具有相同特性的IP数据包，在转发过程中被以相同的方式处理。–常见的FEC划分方法：•源/目的IP地址；•源/目的端口号；•IP地址前缀；•区分服务标记DSCP；•IPv6流标记。•标签交换路径LSP–MPLS网络中一个入节点与一个出节点之间的一条路径。•标签分配协议LDP–在MPLS领域中用于建立、拆除、维护LSP的“信令”。–标签的分配过程实际上就是一个建立LSP的过程。MPLS的网络结构标签交换路由器(LSR)：提供标签交换和标签分发功能。标签边缘路由器(LER)：将具有相同特性的IP数据包划分为一定的转发等价类FEC，并建立标签和相应FEC的对应关系，据此建立转发信息库FIB。MPLS的工作过程次末中继弹出机制MPLS的特点•MPLS技术可以从两个方面改善和提高IP网络的QoS–根据数据流不同的服务等级来分配不同的标签，并根据标签选择使用不同的标签交换通道，以达到数据流对传输质量的要求。–实施虚拟网、流量工程•MPLS技术主要应用在NGN承载网的骨干层中主要内容•承载网的服务质量问题•承载网的私网穿越问题•第四次作业讲解•总复习要求(1)私网穿越概述•私有IP地址–属于非注册地址，专门为组织机构内部使用。–例如10.0.0.0~10.255.255.255、172.16.0.0~172.31.255.255以及192.168.0.0~192.168.255.255–私有IP地址不能被用于直接连接到因特网•私有网络（简称私网）–采用私有IP地址来连接各个网络设备组成的相对独立和封闭的网络•网络地址转换NAT–NAT技术通过将私网中设备的私有IP地址映射为公有IP地址，实现了网络地址的复用。(1公有地址:1私有地址)•动态的端口转换PAT–动态地为私网内设备的一个连接请求分配一个合法IP地址和一个端口号(1公有地址+端口号:n私有地址)•网络地址端口转换NAPT，统一简称NAT。•NAT问题–私网内设备在没有主动向外部发起连接时，设备对外部网络来说是不可见的，无法接受软交换发来的呼叫请求。(2)私网对NGN的影响•PAT问题–NAT对于应用层消息中的私有IP地址不进行处理，使呼叫无法正确连接。192.168.0.35060192.168.0.3:5060—123.44.55.11:1050(3)Proxy方案•代理（Proxy）方案是通过对私网内用户呼叫做信令代理和媒体代理的方式解决语音和视频等多媒体业务穿越NAT的问题。•Proxy包括信令Proxy和媒体Proxy两种–信令Proxy：建立用户地址端口和代理设备分配的地址端口映射表，转发信令，并决定媒体流是否通过媒体Proxy。–媒体Proxy：检查报文的合法性，将媒体按预先建立地址端口映射表进行转发。•全代理（FullProxy）：信令Proxy和媒体Proxy在一个设备上实现代理方案的应用实例•网络结构•呼叫前所有终端通过代理设备完成注册的流程（1）初始ServiceChange消息经过NAT后的ServiceChange消息在NAT处标识的A（信令通道）A的IP地址和端口号（信令）（2）经代理设备修改后的ServiceChange消息软交换设备响应的Reply消息（3）代理设备向NAT设备转发的Reply消息（4）NAT设备转发的Reply消息在代理处标识的A（信令通道）在代理处标识的A（信令通道）在NAT处标识的A（信令通道）A的IP地址和端口号（信令）•私网内终端A向公网中的终端C发起呼叫时的通信流程Proxy技术优缺点分析•优点–部署的位置比较灵活–无需对现有的传统NAT进行协议扩展，代理方式具有很强的适应性，可满足多样化的组网和用户接入方式–除解决NAT／防火墙穿越问题外，代理的功能还可以进一步扩展•缺点–每增加一种新的应用需要对代理设备进行协议扩展–代理设备需同时对信令和媒体进行中继转发，除工作效率和转发速度受影响–增加了语音包和视频包的时延和丢包可能性主要内容•承载网的服务质量问题•承载网的私网穿越问题•第四次作业讲解•总复习要求第四次阶段作业讲解1.（）是指由于各种延时的变化导致网络中IP数据包到达速率的变化。A.时延B.时延抖动C.数据包丢失D.回声2.IP包传输时间的长短变化称为（）的现象。A.时延B.时延抖动C.回波D.静音3.IP网中路由的不对称性以及分组在各个节点的处理时间的不同，将会造成分组的时延抖动，因此必须在（）中设输入缓冲，以尽可能地消除其对通话质量的影响。A.HLRB.信令网关C.媒体网关D.应用服务器4.（）协议是综合业务模型体系结构中的主要信令协议，用来通知从接收方到发送方之间沿途的每个路由器为每一个要求QoS的数据流预留资源。A.H.248B.RSVPC.RTPD.SIP5.区分服务体系结构中，（）对每个分组进行分类、标记DSCP，用DSCP来携带IP分组对服务的需求信息。A.边界路由器B.核心路由器C.资源控制器D.转发等价类6.区分服务体系结构中，（）根据分组头上的DSCP按照不同的优先级对IP分组进行转发。A.边界路由器B.核心路由器C.资源控制器D.转发等价类7.（）构成MPLS网的接入部分，完成IP包的分类、寻路、转发表和标记交换通道表的生成、转发等效类至标记的映射发起或终止等功能。A.标签边缘路由器B.标签交换路由器C.转发等价类D.标签8.（）构成MPLS网的核心部分，负责根据交换表完成高速转发功能。A.标签边缘路由器B.标签交换路由器C.转发等价类D.标签9.（）是在公共的运营网络中开辟出一片相对独立的资源，专门为某个企业用户使用，而企业用户可以具有一定的权限监控和管理自己的这部分资源，就如同自己组建了一个专用网络一样。A.虚拟专用网B.流量工程C.逐跳路由D.显式路由10.（）使用先进的路由选择算法将业务流量合理地映射到物理网络拓扑中，从而充分利用网络资源，提高网络的整体效率，满足不同业务对网络服务质量的要求。A.虚拟专用网B.流量工程C.逐跳路由D.显式路由主要内容•承载网的服务质量问题•承载网的私网穿越问题•第四次作业讲解•总复习要求1.形式：开卷2.题型：填空、简答画图、综合（计算、协议分析）3.复习：作业+综合练习题4.总评成绩：4次阶段作业平均分*40%+期末考试成绩*60%总复习要求复习重点•第一章：NGN的定义，以软交换为中心的下一代网络结构、设备之间使用的主要协议。基于R4的核心网的结构。•第二章：SIP系统中各种服务器的功能、H.248的连接模型、BICC的功能，信令传输协议SIGTRAN的功能和协议栈结构，SCTP的功能和建立偶联的程序，能分析典型的SIP、H.248信令流程，会计算媒体流所需带宽。•第三章：软交换设备、媒体网关、信令网关和归属位置寄存器HLR的功能。软交换设备的结构。•第四章：应用服务器和媒体资源服务器的功能，软交换设备的业务提供功能。•第五章：服务质量（QoS）的含义，综合服务技术、区分服务技术和多协议标签交换技术的原理，NAT对下一代网络业务的影响，Proxy方案的实现原理。1.2NGN的定义1.下一代网络广义的概念•下一代网络泛指一个不同于现有网络，大量采用当前业界公认的新技术，可以提供语音、数据及多媒体业务，能够实现各网络终端用户之间的业务互通及共享的融合网络。•下一代网络包含下一代传送网、下一接入网、下一代交换网、下一代互联网和下一代移动网。3.下一代网络狭义的概念•特指以软交换设备为控制核心，能够实现语音、数据和多媒体业务的开放的分层体系架构。•在这种分层体系架构下，能够实现业务控制与呼叫控制分离，呼叫控制与接入和承载彼此分离，各功能部件之间采用标准的协议进行互通，能够兼容各业务网(PSTN、I