IP网络工程和服务质量控制研究与设计

摘要

随着IP网络的快速发展，人们已经越来越习惯使用IP网络来完成所有的事情，目前IP网络已经完全主宰了互联网络，照这个形式发展下去，今后的电视传输网络、电话交换网络也将不可避免被IP网络所取代。数据、视频、语音三网融合为一体已经是大势所趋，业务融合的重任由IP网络承担似是顺理成章，IP网络承担这一重任基础之一就是实现流量控制和服务质量保障。如何让IP网络拥有这一能力呢？这需要对业务的带宽需求、时延需求等相关问题进行深入的研究分析，并根据各业务技术特性和重要性进行人为区分，在更加充分利用网络中带宽资源和节点资源的基础上，找出一个妥当的解决方法。从目前技术发展来看，采用MPLS流量工程和QoS服务相结合的网络流量控制技术是IP网络实现这一目标的最有效的解决办法。
　　 MPLS流量工程和QoS服务技术已经发展十多年了，但是真正在网络中实际运用的案例仍然十分有限。产生这一现象的真正困难是如何在网络中去有效的设计和部署流量控制工程，至今都很少有成熟的案例和模型可供参考。MPLS流量工程是最新的网络流量控制技术，这种技术的运用一般是在骨干网络中，于普通的接入网络和家庭网络中几乎无用武之地;QoS服务则需要从用户的接入网络中就开始设计和部署，然后逐步延伸到网络的核心部份。因此，要将这两种流量控制技术结合起来，同时起到业务的区分服务功能和网络资源利用率最大化的效果，将是本文所要研究的重点。
　　 首先，本文研究了IP网络实现流量控制的技术方法，包括策略路由和等价多路径等方式，指出这些技术应用的场景和局限性。接着仔细研究IETF提出的InterSer模型和Diffser模型，并讨论了ATM/IP网络的流量工程模型。并对以上三种模型进行了分析和讨论，指出其在技术发展的过程中各自起到的作用和随着网络的发展逐渐失去的适用性。
　　 然后，作者在研究了DiffSer模型和MPLS流量工程技术各自特点的基础上，提出了在IP网络中上的流量控制分层模型，该模型将最普遍的运营商网络分为两个或两个以上的层次组合，这几个层次分别由VLAN-DS、IP-DS、MPLS TE-DS组成。将这三种流量控制域映射到不同的网络拓扑层次中，使得原本复杂的接入网、城域网乃至骨干网络的流量控制形成为一个有机的整体，有效的解决了端到端的流量控制问题。该模型对于在网络中设计和部署流量控制难题给出了一个可行的思路和方法。
　　 最后，作者将该流量控制模型应用于湖南广电IP承载网络升级改造项目中，在分析湖南广电IP承载网上各种业务不同网络需求的基础上，设计了湖南广电IP承载网流量控制工程，包括Qos服务规划、接入网、核心网络分层控制方法以骨干网络流量负载均衡解决方案，并对实施流量控制工程后的视频点播业务数据流的服务质量与之前未实施之前的服务质量进行了比较，结果表明，本文提出的方法能够有效的控制网络流量，合理的调配网络资源，在运营商网络优化工程中取得较好的效果。
　　 总之，作者从解决当前IP网络实现流量控制所面临的挑战出发，针对目前IP网络解决流量控制工程和实现区分服务技术的相关问题，进行了系统而深入的研究，整个研究过程，作者为解决实际的问题花费了大量的心血，最终提出了一个有效的分层网络流量控制模型，并经过工程实践和相关测试，结果表明:建立在分层网络流量控制模型基础上的IP承载网络将是实现语音、数据、视频三网融合的一个有效解决办法。

目录

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摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 课题来源

1．2 研究的背景与意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 策略路由方式

1．3．2 等价多路径方式

1．3．3 InterServ模型

1．3．4 Diffserv模型

1．3．5 IP Over ATM流量控制模型

1．4 本文的主要工作

1．5 本文的结构

第2章 流量控制相关技术及理论综述

2．1 服务质量技术

2．1．1 分类和标记

2．1．2 拥塞管理和排队

2．1．3 拥塞避免

2．1．4 流量整形和监管

2．1．5 RSVP协议

2．2 MPLS流量工程

2．2．1 MPLS技术

2．2．2 MPLS网络原理

2．2．3 MPLS体系结构

2．2．4 MPLS与路由协议的关联

2．2．5 MPLS域对IP数据流的处理

2．2．6 转发等价类

2．2．7 MPLS TE的实现

2．4 小结

第3章 IP承载网流量控制模型

3．1 业务承载分析

3．2 IP承载网流控设计

3．3 VLAN-DS域

3．3．1 接口协议封装

3．3．2 分类和标记

3．3．3 业务流映射模型

3．4 IP-DS域

3．4．1 设置DS域

3．4．2 分类和标记

3．4．2 流映射模型

3．4．3 流量管制、拥塞避免与管理

3．5 MPLS TE-DS域

3．5．1 分类和标记

3．5．2 流映射模型

3．5．3 MPLS TE LSP路径计算

3．6 小结

第4章 湖南广电IP承载网流量控制设计

4．1 网络的现状及问题

4．1．1 现状概述

4．1．2 整体结构

4．1．3 业务类型

4．1．4 网络存在的问题

4．2 QoS规划

4．2．1 业务分析

4．2．2 全业务带宽计算

4．2．3 QoS设计原则

4．3 流量控制设计

4．3．1 VLAN-DS域实现

4．3．2 IP-DS域实现

4．3．3 MPLS TE-DS域实现

4．4 VLAN规划

4．4．1 VLAN规划原则

4．4．2 VLAN规划

4．5 IP地址规划

4．5．1 IP地址规划原则

4．5．2 IP地址规划

4．6 QoS测试

4．7 小结

结论

参考文献

致谢

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