论下一代网络与下一代Internet及其体系结构
下一代网络技术发展趋势浅析
下一代网络技术发展趋势浅析作者：杨明来源：《硅谷》2011年第16期摘要：固网智能化、IP化，移动网络带宽的提高、业务多样化极大改变以前各个网络功能单一的局面。
电信网、Internet网、有线电视甚至是移动网络，彼此之间业务的渗透越来越多，关于下一代网络和三网融合的观念逐渐越来越多得被人们提出和接受。
以NGN为核心，介绍下一代网络的概念，及相关技术的发展趋势。
关键词： NGN；IPv6；软交换；IMS中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0820025－011 下一代网络概念NGN（Next Generation Network）即下一代通信网络。
它是以软交换为核心的，能够提供包括语音、数据、视频和多媒体业务的基于分组技术的综合开放的网络架构，代表了通信网络发展的方向。
NGN具有分组传送、控制功能从承载、呼叫/会话、应用/业务中分离、业务提供与网络分离、提供开放接口、利用各基本的业务组成模块、提供广泛的业务和应用、端到端QoS和透明的传输能力通过开放的接口规范与传统网络实现互通、通用移动性、允许用户自由地接入不同业务提供商、支持多样标志体系，融合固定与移动业务等等特征。
2 下一代网络的优势特征更大：IPV6地址空间，接入网络的终端种类和数量更多，网络应用更为广泛，路由性能改善；更快：100M以上的端到端的高性能通讯；更安全可信：可进行网络对象识别、身份认证和访问授权，具有数据加密和完整性，实现一个可信任的网络；更及时：组播服务，服务质量QOS，大规模实时交互应用；更方便：基于移动和无线的丰富应用；更可管理：有序的管理，有效的运营，及时的维护；更有效：有盈利模型，获得重大社会效益和经济效益。
3 下一代网络的技术体系结构3.1 IPv6技术现有的互联网是在IPv4协议的基础上运行。
IPv6是下一版本的互联网协议，也可以说是下一代互联网的协议，它的提出最初是因为随着互联网的迅速发展，IPv4定义的有限地址空间将被耗尽，地址空间的不足必将妨碍互联网的进一步发展。
下一代网络技术发展趋势
五、下一代网络技术热点(续)
2.1 、传输网和承载网融合（续） ： （1）信令融合趋势（续） 作为下一代传输网的ASON网络，其控制平面主要采用了GMPLS协议族中的协议实现光网络的智能自动交换，其中的GMPLS即扩展的MPLS协议族对MPLS进行了扩充，将分组标签交换扩展到了时隙标签交换、光纤标签交换以及波长标签交换，其核心思想同样来自MPLS。同样重要的是，OIF-UNI接口或IETF的GMPLS接口以信令的方式直接将承载层的路由器/交换机与传输层的智能光交换设备无缝连接起来，做到从IP层到光层直接的动态资源调度，真正做到端到端高效交换和传输。目前，主流的路由器厂家如Cisco和Juniper已经支持OIF-UNI接口或IETF的GMPLS接口。由此可见，由承载网和传输网共同组成的基础网络，其网络建设和运维是相辅相成、相互依存、密不可分的。ASON传输网的建设需要承载网的配合；IP承载网更是需要传输网超大容量传输及健全的保护/恢复机制的支持。
五、下一代网络技术热点(续)
2.1、传输网和承载网融合（续） ： （1）信令融合趋势 承载网的发展趋势是从电路交换网络向分组交换网络演进，承载层将主要由IP网络为主的分组网络实现。传统IP网难以满足新业务的需求，由于没有流量工程，通常IP流按照最短路径走，这样会导致重负荷链路产生瓶颈。利用MPLS和流量工程可以保证网络负荷均衡，使路由器间链路的使用最佳化。因此，MPLS技术将成为构建IP承载网的主流首选方案。
五、下一代网络技术热点(续)
（２）ASON的目的 适应数据业务灵活性，多变性、不可预见性。 （3） ASON的优势 利用ASON提供的多种保护恢复方式提高网络可靠性。 依靠ASON的标准化的信令接口实现自动的电路创建，而不要求网管队每个节点进行控制。在电路调度方面可以避免对集中网管的要求，实现端到端的电路快速调度。 解决SDH环网存在的问题，实现向网状网的演进，优化传送网结构，提高电路质量。 在传送网中提供新业务（如BOD和OVPN），并满足IP网络的动态电路需求。 （４）ASON设备 ASON设备目前都是基于SDH设备构建，以后还可以基于OTN、全光交换OXC、以太网等1 、传输网和承载网融合（续） ： （3）承载层与传输层在保护/恢复与QoS保证的互补型需求 承载层离不开传输层，虽然承载层存在由电路交换到分组交换的演进趋势，但承载层设备的IP层带宽容量仍然无法与光传输层的超大带宽容量相比；IP承载层缺乏有效的保护、恢复机制、难以提供电信级QoS保证以及安全机制等，而传输层可以一定程度上弥补这一不足。 如果仅在单一的IP层面进行保护恢复，将导致网络利用率急剧下降，这是因为足够的带宽是保证电信级IP网实现保护恢复的基本前提，为了保证在故障过程中所有业务依然保持原有QoS水平，网络带宽必须有足够的冗余，在现有IP网拓单层保护恢复机制下，全网带宽冗余度最少要达到50％，否则就要损失低等级业务的QoS水平。
下一代网NGN体系结构与基本特点
杨伟 0808420215 研1－083
主要内容 NGN的定义 NGN的特征 NGN的模型 NGN的技术 关于软交换
NGN的定义 广义的下一代网实际包容了所有新一 代网络技术
如果特指业务网层面，则是指下一代业务网例如对于数据 网，则下一代网指下一代互联网（NGI Next Generation Internet) 如果特指移动网，则是指3G网和超3G网 如果特指传送网层面，则下一代网指下一代传送网,特别 是光网络。 如果特指接入网层面，则下一代网指各种宽带接入网
关于软交换
业务管理层
SCP AS NMC
会话控制层
MS
SSC
其它软交换系统
核心传送层
路由
外围接入层
SG MG AG IAD
软交换主要特征：
关于软交换
1、语音分组化 2、业务、控制、传送/接入分离 3、各实体之间通过标准的协议进行连接和通信
各网元的功能：
软交换机：呼叫控制、资源管理、路由控制、地址解析翻译 中继媒体网关（MG）：连接PSTN网和IP网络，实现媒体传输格式转 换，主要用于中继SST 信令网关(SG)：连接SST和IP网络，实现SST信令传输格式转换 接入网关(AS)：终端用户无线基站接入，完成媒体流转换和非SST信 令处理等功能 综合接入设备（IAD）：用于传统用户终端的接入，如PBX 媒体服务器（MS）：提供特殊的媒体资源和IRV（交互式语言应答统 应用服务器(AS)：业务执行、管理、开发环境 网络管理中心（NMC）：系统管理、连接运行支撑系统
NGN的9大支撑技术
3G和后3G移动通信系统 3G定位于多媒体IP业务，传输容量更大，灵活性更高，包括4G在内 的后3G系统将定位于宽带多媒体业务，使用更高的频带，使传输容量再 上一个台阶。在不同网络间可无缝提供服务，网络可以自行组织，终端 可以重新配置和随身佩带，是一个包括卫星通信在内的端到端IP系统， 与其他技术共享一个IP核心网。它们都是支持NGN的基础设施。 IP终端 随着政府上网、企业上网、个人上网、汽车上网、设备上网、家电 上网等等的普及，必须要开发相应的IP终端来与之适配。许多公司现正 在从固定电话机开始开发基于IP的用户设备，例如汽车的仪表板、家用 电器等，所有这些设备将可以通过家庭LAN或个人网(PAN)接入或从远 端PC机接入。 网络安全技术 除了常用的防火墙、代理服务器、安全过滤、用户证书、授权、访 问控制、数据加密、安全审计和故障恢复等安全技术外，今后还要采取 更多的措施来加强网络的安全，例如，针对现有路由器、交换机、边界 网关协议(BGP)、域名系统(DNS)所存在的安全弱点提出解决办法；迅 速采用强安全性的网络协议(特别是IPv6)。
下一代网络结点软件体系结构的研究
基 于主动技 术 的同络 的数 据 传输基于主动包 。主动 包包含程 序 方法、如何到达 目 的地 的信 息 以及鼓 据和地址 。这 些方 法将两 络元素变成主动 元素 ，它们将方 法应用于 包 ，进而实现客 户让 的 基于 隔络的服务 。一 十包的主 动 部分可以与数据一趋传递 ，从 一 十结点到达 男一 十结点 ，并可以 在结点上永久或 暂时驻 留。方法 库使传统 闻络系统可 包含 混合适 配疆务并剪 虢对 特定包需求的处 理 。特定服务可 以用相 对简单的
Ｎｅ ｔ ｎ ｒ ｔｏ ｔ ｒ ｄ ｃ ｉｅ ｎ ｒ ｘ Ｇｅ ｅ ａ ｉ ｎ Ｎｅ ｗｏ ｋ Ｎｏ ｅＡｒ ｈ ｔ ｃ ｌ ｅ
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下一代网络(NGN)标准简介
●【业界新技术】下一代网络（NGN）标准简介（2003-07-17 通信世界）一、概念与定义NGN是Next Generation Network的缩写，字面意思是下一代网络。
当前所谓的下一代网络是一个很松散的概念。
因为不同的领域对下一代网络有不同的看法，所以尚没有公认的明确的定义。
此外，所谓下一代网络应当是在“这一代”网络基础上有突破性或者革命性进步才能称为“下一代”网络。
在计算机网络看来，这一代网络是以IPv4为基础的互联网，下一代网络是以高带宽以及IPv6为基础的NGI（下一代互联网）。
在传输网络看来，这一代网络是以TDM为基础，SDH以及WDM为代表的传输网络，下一代网络是ASON（自动交换光网络）以及GFP（通用帧协议）为基础。
在移动通信网络看来，这一代网络是以GSM为代表的网络，下一代网络是3G（第三代移动通信），以WCDMA以及CDMA2000为代表。
在电话网看来，这一代网络是以TDM时隙交换为基础的程控交换机组成的电话网络，下一代网络是指以分组交换和软交换为基础的电话网络。
在电信网络层以下所采用的核心技术来看，这一代网络是以TDM电路交换为基础的网络，下一代网络在网络层以下将以分组交换为基础构建。
总体来说，我们认为广义上的下一代网络是指以软交换为代表能够为公众大规模灵活提供视讯话音数据等多种通信业务，以分组交换为业务统一承载平台，传输层适应数据业务特征及带宽需求，与通信运营商相关，可运营、维护、管理的通信网络。
二、NGN分层由于通信网络庞大而复杂，网络通常分层描述。
如图1所示NGN可以分成业务层、业务承载层以及传输层。
*其中传输层主要提供点到点专线连接。
可以采用ASON等技术。
*业务承载层采用分组形式，提供寻址、复用以及路由交换功能。
*业务层基于业务承载层提供的分组服务，为用户提供实际的服务例如电话、视频会议、流媒体点播等，主要采用软交换方式提供。
三、NGN特征NGN主要特点是能够为公众大规模灵活提供以视讯业务为代表，包含话音业务互联网业务等。
关于下一代网络的体系结构
（ 中国科 学 院计 算技 术 研 究所 ，北京 １ ０ ８ ） ０ ００
［ 要 ］ 归纳了对下一代网络的共识与分歧 ，分析了产生分歧的原因，提出应重视网络体系结构研究，包括 摘
重 新 认 识 边 缘 论 （ｎ ． －ｎ ｒｕ ｎ） ｅｄｔ ｅ ｄａｇ ｍｅ ｔ 、光 通 信 与 分 组 交 换 技 术 的 融 合 、ＵＮＩ 式 向 ＮＮ 模 式 的 过 渡 ，同 时 要 ｏ 模 Ｉ 关注 网络结构和 动力学规律 的基础研究 。
下 一 代 网 络 应 致 力 于 信 息 共 享 与 协 同工 作 ，
音 业务 基 础上 逐 步增 加 业务 能 力 的渐 进 战 略？ 是强 调 三 网在 竞争 中走 向一 种技 术 为 主 的统 一还 是 强调 技 术 融合 （ｏ ｖ ｒｅ ｃ） ｃ ｎ ｅｇｎ ｅ ？
１ ３ 对 下一 代 网络 存在 分 歧 的原 因 ．
维普资讯
２０ ０ ２年 ８月
中国工 程科 学
Ｅｎ ｎｅ ｒｎ ｉｎｃ ｇｉ ｅ ｉ ｇ Ｓｃｅ ｅ
Ａｕ ２ ２ ｇ． ００ Ｖ ｏ ． ｏ． １４ Ｎ ８
第 ４卷 第 ８期
院 士ｌ 坛 ｌ 论
关 于 下 一 代 网络 的体 系结 构
一
交换 机 等几 个层 次 实行 横 向集成 还 是按 业 务 分割
是 客 户 ／ 务 器 （ ｌ ｎ／ｅｖ ｒ 结 构 还 是 对 服 ｃｉ ｔｓｒｅ） ｅ
Ｄ ＷＤ 将 成 为 光纤 通 信 的主 流技 术 。 Ｍ
・
如话 音 、数据 等 实现 纵 向集 成 ？
・
络 的 主要 业务 。
路 层 的实 现 ，即 Ｉ 与 物理 层 之 间采 用 什 么技 术 ， Ｐ层
下一代Internet面临的安全问题
下一代Internet面临的安全问题随着计算机网络和Internet的出现与发展，信息技术已成为20世纪科技领域的新宠儿。
今天，Internet已成为最大规模的全球性计算机网络，对人类的社会和经济活动产生的影响日益显著。
然而，同其他学科一样，信息技术的发展也不是一帆风顺的。
因冷战的需要而诞生于60年代的计算机网络理论和技术在经历了30年的发展之后，已变得越来越不能适应今天和未来网络应用发展的需要。
受传统网络理论的局限，今天的Internet在服务质量、数据处理与传输速度等诸多方面都不能满足新的应用要求，安全问题尤为突出：网络的抗入侵和抗毁能力很低，缺乏全局协调的安全基础设施，不能满足诸如国家安全、经济竞争等重要任务的要求------因此，发展新的网络理论体系、解决网络的安全问题已经成为当务之急。
1997年5月，在美国计算机研究学会上，一批来自学术界、企业界和政府部门的著名专家就下一代Internet (NGI)所面临的挑战作了讨论。
会议认为，由于网络规模的不断膨胀、可用的计算资源更多、新技术的引入和应用更新加快，因而可能会产生更多的安全问题。
所以，在设法解决当前网络的安全问题的同时，还要考虑NGI可能面临的新的安全需求。
应重点考虑的安全问题包括计算机病毒、非法访问和攻击、服务失效攻击（如使得WEB 服务器不能正常工作，从而影响电子商务的进行）和由配置错误所引起的故障（如Internet 的大面积瘫痪）。
具体地说，在网络安全方面的研究内容包括：基础设施的坚定性NGI将沿用传统的路由协议，因此目前正在加紧研究BGP 和OSPF的安全性问题，重点是路由信息的完整性和鉴别，以及对BGP的授权，以便使安全故障的影响面尽可能小。
现在需要的是用这些技术对现有的网络设备（路由器）进行改造并逐渐向未来的网络设备过渡。
基础设施的另一些安全问题尚未提到议事日程，其中包括对利用网络控制算法和阻塞控制算法的自愈性进行攻击的防御方法（目前的算法不能分辨故障报告的真实性）；以及多址和QOS的授权机制等。
下一代网络(NGN)及其关键技术分析与探讨
软交换由四个层次组成， 不同的层次提供着不同的功能， 只有各层功能的 正常 运转 才能 最大 地发 挥软 交换 的作用 。 其结 构示 意 图图 １ 接入层 ： 在这—层 主要实 现的是众多 用户通过 不 同的接入设 备介入 到整个
网络 系统 ， 保 证用 户上传 的信息接 人到 网络系统 中 ， 同时 ， 用户也 能从接人 端得 到 自 己所 需求 的信 息 。 传送层 ： 在这一层 主要 实现 的是利用分 组技术 保证用 户上传 的信息在 Ｑ ｏ ｓ 的保 证下 传送 到 目的地 。 控 制层 ： 在这 一层 主要 实现的是 信息 在传送 的过 程 中的路 由转 发 ， 保证 信 息和 数据 在纷繁 的网络 分支里 传 送到 目的 的端 口 。 应用层 ： 在这 一层 主要实 现的是对各 项业务 或者 一些增 值业务 进行 网络管 理和 服务 。 ２ ． ３ 软交 换技 术的 主要功 能 软 交换技 术 具有 以下 四种 主要 的功能 ： 提 供业 务 。 软交换 技术完 成向业务 平台提供 开放 的标准接 口， 提供 Ｐ Ｓ Ｔ Ｎ ／ Ｉ Ｓ Ｄ Ｎ 交 换机 所提 供 的全 部 业务 ， 同时 ， 在 与现 有 智 能网配 合 的条 件 下 ， 提 供 现有智 能 网所提供 的业 务 。 在软 交换 技术提 供多样 业务 的推 动下 ， 工 信部 预计 到２ ０ １ ５ 年， 我 国物联 网产业 规模 将突 破５ ０ ０ ０ 亿元。 呼 叫控制 。 软 交换 技术可 以完成基 本 和增强 的呼 叫建立 、 维 持和 释放 等控 制功能。
［ 摘 要］ 随着世界社会经济的发展 ， 各行各业对信息的需求使当前的网络面Ｉ 瞢负荷 日 益增大的问题 不仅信息量加大 ， 对业务的需求也日趋多样化。 面对 这 样 的现状 ， 多样 的多 媒体业 务才 能对 用户 产生 较大 的吸 引力 。 这 样就对 通信 网络提 出 了更 高 的要 求。 社 会 的发展 推动 了下一 代 网络 ［ ￣ ／ ］ Ｎ Ｇ Ｎ的产 生与 发展 ， 并受
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Ｎｏ ． ２ ０ ｖ ０７
论 下 一 代 网 络 与 下 一 代 Ｉｔｒｅ 及 其 体 系 结 构 ｎｅｎ ｔ
曾 华粜 ，窦 军 （ 南 交通 大学 信 息科 学与技 术 学院 ， 都 ６０ ３ ） 西 成 １０ １ （ ｓ ｎ ＠ｈ ｍｅ ｓｊ ． ｄ ．ｎ ｊｏ ＠ ｈｍｅ ｓｊ ．ｄ ．Ｂ ｈｚ ｇ ｏ ．ｗ ｔ ｅ ｕ ｃ ；ｄｕ ｏ ．ｗｔ ｅｕ Ｃ ） ｅ ｕ ｕ
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０ 引言
２ 纪９ ０世 ｏ年代初 、 中期 ，下 一代 网络” Ｎ ｘ ｅｅａｉ “ （ ｅｔ ｎｒｔ ｎ Ｇ ｏ
Ｎ ｔｏｋ Ｎ Ｎ 和 “ 一 代 Ｉｔ ｔ （ ｅｔＧ ｎｒｔｎ Ｉｔ ｔ ｅ ｒ，Ｇ ） 下 ｗ ｎｅ ” Ｎ ｘ ｅ ｅａｏ ｎｅ ． ｍｅ ｉ ｍｅ
何从传 统的电话交换网 向网络 电话服务过渡 的问题 。正是在
这 一背景 下 ，Ｔ ＩＵ等 电信 标 准 化 机构 开始 研 究 电信 网 络 与
Ｉｔ ｔ ｎ ｍｅ 和有线电视网络 融合 问题 ， 广 泛 的意义 上讲 ， ｅ 更 也就
Ｚ ＮＧ Ｈｕ —ｅห้องสมุดไป่ตู้， ＤＯ Ｊ ｎ Ｅ ａｓ ｎ Ｕ ｕ
（ｃｏｌ Ｉ ｏ ａ ｏ ｉ ｃ ａｄＴｃｎｌ ｙ Ｓｕ ｗｓＪ ｏ ｎ ｎ ｅ ｉ，Ｃｅｇｕ ｉ ｕｎ １０ １ ｈ ａ Ｓ ｏ ｏ ｎ ｒ ｔｎ ｃ ｎ ｎ ｅ ｏ ｇ， ｏｔ ｅ ｉ ｔ ｇＵｉ ｒｔ ｈｎｄ ｃ ａ ０３，Ｃ ｉ ） ｈ ｆ ｍ ｉ Ｓｅ ｅ ｆ ｈ ｏ ｈ ｔ ａｏ ｖｓｙ Ｓｈ ６ ｎ
摘 要： 对国际、 国内有关下一代 网络 （ Ｇ ） Ｎ Ｎ 和下一代 Ｉ ｅ ｅ （ Ｇ ） ｎ ｍ ｔ Ｎ Ｉ 研究与标准４ － ｔ ＥＸ作进展情 况进行 了综述 ， 析 了各 类工作 的优 势与 不 足 。在探 讨 Ｎ Ｉ 究 策略 的基 础 上 ， 分 Ｇ研 以四 川 省 网络 通 信 技 术 重点 实验 室对 Ｎ Ｉ 系结构 的研 究工 作 为基 础 ， 要 地 介 绍 了笔 者 提 出的“ Ｇ体 概 单物 理 层 用 户数 据 传输 与交换平 台体 系结构 ” Ｓ Ｐ 及 “ 向以 太 网的物理 帧 时槽 交换” Ｅ Ｆ Ｓ 技 术 ， 讨 了如何 用 （ Ｕ Ａ） 面 （ ＰＴ ） 探
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维普资讯
第２ ７卷 第 １ １期
２０ ０ ７年 １ １月
文 章 编 号 ：０ １— ０ １２ ０ ） １ ２ １ ０ １０ ９ ８ （ ０ ７ １ — ６５— ４
计 算机 应 用
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