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下一代互联网与下一代网
2006年6月15日 11:30  来源:泰尔网  作者:魏亮
    1引言

    在下一代互联网和下一代网研究过程中,出现了一些概念上的争论。下一代互联网研究者普遍认为忽视下一代网、3G等,认为宽带电信业务都可以在下一代互联网上开展;下一代网的研究者认为,下一代网是一个更大更宽泛的概念,涵盖下一代互联网的范围。
    此外在下一代网研究中有将软交换网等同下一代网的说法,也有在下一代互联网建设中将下一代互联网与IPv6网络等同起来的看法。这些看法都对下一代网和下一代互联网的研究有或多或少影响。本文试图通过比较讨论下一代网与下一代互联网,给出下一代网与下一代互联网较深层次区别。
    2下一代网与下一代互联网范围
    NGN是NextGenerationNetwork的缩写,字面意思是下一代网。当前所谓的下一代网是一个很松散的概念。因为不同的领域对下一代网有不同的看法,所以尚没有公认的明确定义。此外,所谓下一代网应当是在“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。
    从计算机网络看,这一代网是以IPv4为基础的互联网,下一代网是以高带宽以及IPv6为基础的NGI(下一代互联网)。从传输网络看,这一代网络是以TDM为基础,SDH以及WDM为代表的传输网络,下一代网是ASON(自动交换光网络)以及GFP(通用帧协议)为基础。从移动通信网络看,这一代网络是以GSM为代表的网络,下一代网是3G(第三代移动通信),以WCDMA以及cdma2000为代表。从电话网看,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,下一代网是指以分组交换和软交换为基础且以IMS架构为核心的电信网络。从电信网络层以下所采用的核心技术来看,这一代网是以TDM电路交换为基础的网络。下一代网在网络层以下将以分组交换为基础构建。
    下一代网与下一代互联网的范围如下所述:
    如图1所示,当前互联网与电信网交集比较小,主要是当前互联网与电信网共用部分接入线路以及传输线路,互联网使用VoIP技术提供电信网典型电话。
    随着互联网以及电信网演进,研究中的下一代互联网与下一代电信网有了越来越多的共同之处。下一代电信网在业务承载技术上、业务、管理、安全需求上借鉴了当前电信网,结果就是下一代互联网和下一代电信网特征描述中所使用的承载技术、提供的业务、服务质量保障、安全需求都越来越相似。一般来说,下一代网应当既包括下一代互联网也包括下一代电信网,但是由于下一代网的概念一直在电信界讨论,因此在电信业界讨论时一般认为下一代网就是下一代电信网。
    下一代网与下一代互联网关系中第一个混淆来自于下一代网内容上是下一代电信网与下一代互联网的平行,但是原意却涵盖下一代互联网。由于当前下一代网内容上是下一代电信网,因此对下一代网与下一代互联网关系的讨论实际上是下一代电信网与下一代互联网的关系。在下文中我们只讨论下一代互联网与下一代电信网的关系与区别。
    3下一代互联网与IPv6
    由于IPv6协议又称为下一代互联网协议,再加上下一代互联网试验之初除了IPv6以外没有很多新东西,很多时候下一代互联网就和IPv6等同起来:建成了一个IPv6网就认为建成了下一代互联网,将当前IPv6网络存在的问题或者特征特性作为下一代互联网普遍存在的问题或者特征特性。因此,在讨论下一代互联网与下一代网的关系之前,有必要先讨论下一代互联网与IPv6的关系。
    IPv6在设计之初,就是定位在下一代互联网协议的位置。IPv6的设计主要考虑完善IPv4协议在应用中出现的问题。例如增加地址空间、增加流标识字段用户服务质量、改变IP包头结构便于处理、内置支持IPSec用于安全、内置支持MobileIP等。因此,IPv6协议是当前比较认可的下一代互联网协议。
    IPv4协议是互联网外在特征,符合互联网包括端到端透明原则、用户自律原则、公平平等原则和简单开放原则在内的所有核心设计理念,也符合互联网统一编制和域名查询、泛在连通性、动态路由、分布网管、无连接分组转发、业务独立于网络、网络与底层技术无关等所有技术特征。甚至一些不是由核心理念直接导出的技术特征也正是由IP协议所决定的。可以说IP协议是为互联网量身定做的,IP协议也因互联网成功而成功。然而IP网络不等同于互联网,最简单的理由是我们可以建立全国甚至全球范围的IP网络,用作例如VoIP专网、IPTV专网等,我们可以很直观地认为这个网肯定不是互联网。也就是说,IP网络既不是互联网的充分条件,也不是互联网的必要条件。
    IPv4是当前互联网主要使用的协议,曾经支撑互联网高速发展,但是现在已难以为继。IPv6协议是针对目前Internet上普遍使用的IPv4协议的不足而提出的。与IPv4相比,IPv6在地址空间、分组处理效率、对移动性、安全性和QoS的支持等诸多方面都有明显的优势。IPv6协议是普遍看好的下一代互联网协议,因此一般认为随着Internet的发展,IPv6终将取代IPv4。
    目前IPv6协议的标准已经成型,技术方面的问题也已基本解决。IPv6已完成的协议主要有基本协议(IPv6等)、支持协议(ICMPv6,MTU发现等)、地址相关协议(IPv6地址结构等)、组播相关协议(MLD等)、链路相关协议(IPv6Over以太网等)、网管相关协议(IPv6TCP管理信息库等)、移动通信相关协议(支持第二代第三代移动终端的IPv6等)、隧道相关协议(IPv6通用隧道规范等)、设备相关协议(IPv6路由器报警选项等)、应用相关协议(IPv6套接字API等)等。
    与IPv4协议相比,IPv6同样为互联网所设计,同样符合互联网包括端到端透明原则、用户自律原则、公平平等原则和简单开放原则在内所有核心设计理念,同样也符合互联网统一编制和域名查询、泛在连通性、动态路由、分布网管、无连接分组转发、业务独立于网络、网络与底层技术无关等所有技术特征。因此,如果假设将当前互联网上的用户终端和业务全部升级到IPv6协议,将网络升级成支持IPv6协议,那么可以预期互联网还会象以前一样成功。
    由于设计上的原因,IPv6协议不兼容IPv4协议。也就是说如果不经过特殊的网关设备转换,IPv4设备不能与IPv6设备相互访问。因此,IPv6的升级工作非常复杂昂贵,将当前IPv4网络升级成IPv6网络与建设一个全新的IPv6网络代价相似甚至更高。IPv6网络通常是一个新的网络,因此IPv6网络有可能成为下一代IP网。将下一代IP网建设成下一代互联网下面几种途径:
    (1)将当前互联网上的业务用户整体搬迁到新建成的下一代IP网上,现在看来已经是不可能的了,因为IPv4网络/业务和IPv6网络/业务将长期共存是当前的共识。
    (2)在下一代IP网上提供所有当前互联网业务,逐渐积累用户,将下一代IP网慢慢培养成下一代互联网。该途经见效较慢,用户没有迁移的理由和动力。
    (3)在下一代IP网上提供新业务吸引用户,提供双栈/翻译等技术使用户能访问原有IPv4网络的资源。
    综上所述,IPv6是下一代IP网络协议,IPv6网是下一代IP网,由于设计理念和技术特征都没有改变,如果基于IPv6的网络满足下一代互联网必要的外部特征需求(海量信息、大量用户、多业务、无限可能的业务等)IPv6网能成为下一代互联网。因此,IPv6有可能成为下一代互联网协议。
    4下一代电信网与下一代互联网
    4.1下一代电信网
    电信网是利用有线和/或无线的电磁、光电系统进行文字、声音、数据、图像或其它任何媒体的信息传递的网络。电信网是由电信端点、节(结)点和传输链路相互连接起来,以实现在两个或更多个规定电信端点之间提供面向连接或无连接传递方式的通信架构。电信网通常为公众提供电信服务
    电信网络通常由电信运营商建设和运营,当前的电信主要有传输网络、电话网络、ATM网络、基于IP的分组数据网等。对大多数普通用户来说,电信网基本等同于基于程控交换电话网。
    ITU认为,下一代电信网是以业务驱动为特征的网络,将业务从承载网中剥离出来,灵活地构建于一个承载业务的平台,这个平台可能是承载网,也可能是业务网,它能同时提供话音、数据、多媒体等多种业务的综合性的、全开放的网络体系,能够提供现有宽带通信网、数字电视网、互联网三网所提供业务的一种基础的网络,它满足人的信息通信交互、传输、广播特征的需求。在接入层面,它支持多种技术的接入;在承载层面,可以提供按需的质量保证机制,保证承载资源可以根据用户要求进行分配;在业务层面,提供包括人与人、人与机器、机器与机器(多个与单个)的通信能力,支持用户泛移动性的要求;在信息资源层面,信息是共享的,提供各种信息内容,包括语言、文字、媒体、图片、视频、电视。
    目前认为,下一代电信网具有一个基于分组的核心网络,能够提供包括电信业务在内的多种业务,它支持多种宽带能力和按QoS需求进行传送的技术,实现业务功能与底层传送技术的分离。下一代电信网还具有以下基本特征:
    (1)控制功能从承载、呼叫/会话、应用/业务中分离;
    (2)业务提供与网络分离,提供开放接口;
    (3)利用基本的业务组成模块,提供广泛的业务和应用(包括实时、非实时、流媒体和多媒体业务);
    (4)具有端到端QoS和透明的传输能力;
    (5)通过开放接口与传统网络互通;
    (6)具有通用移动性;
    (7)允许用户自由地接入不同业务提供商;
    (8)支持多种标识体系,并能将其解析为网络层地址以用于选路;
    (9)同一业务具有统一的业务特性;
    (10)融合固定与移动业务;
    (11)业务功能独立于底层传送技术;
    (12)适应所有管制的要求,如应急

     通信、安全性和私密性等要求。
    4.2下一代电信网与下一代互联网的特征对比

    从表1可见,下一代电信网特征期望中从典型电信网继承下来的只有QoS、安全、可靠性等,大多数不同于典型电信网(电话网)的内容都来自于互联网或者说类似于下一代互联网。
    从表1看下一代互联网似乎与下一代电信网区别很小:在承载网络上,两个网都可能基于典型分组网络(即IP网);多业务提供上,两个网都声称提供电话业务、流媒体业务等,承载于IP网络的下一代电信网无疑也能提供互联网业务;宽带能力上两个网都是宽带网络;QoS保障上,下一代电信网未必能完全保证,下一代互联网也未必不能保证;安全上,下一代电信网与下一代互联网都很重视。因此,我们无法从上述期望的特性中区分下一代互联网与下一代电信网。
    为区分和比较下一代电信网与下一代互联网,表2比较了典型电信网、下一代电信网、互联网以及下一代互联网中各个实体例如骨干网运营商、内容提供商和用户在业务/应用中角色的定位:

    在下一代电信网中,电信运营商希望完全控制网络,提供愿意提供的业务;用户使用业务缴纳费用;第三方提供服务者必须与电信运营商合作。在下一代互联网中,骨干网运营商作为管道提供商,为接入服务商提供互联服务;接入服务商直接为用户提供接入服务;内容提供商、业务提供商与用户位置对等,用户可以提供服务/内容或者使用网络上的服务/内容。
    下一代互联网区别于下一代网的关键在于下一代互联网中普通用户可以参与到业务创新和服务提供中(并非必须于电信运营商合作)。互联网中的海量信息大多来自于普通用户的贡献,互联网中的业务,例如BLog,P2P应用也来自于用户的创新,互联网的魅力很大程度上在于可以展示自己。下一代互联网也必须要求普通用户参与到业务创新和服务提供中。
    在典型电信网和下一代电信网中排斥普通用户提供业务(流量流向难以确定)。用户(业务提供商/内容提供商)提供的收费业务可能与网络运营商无关,网络运营商可能只能得到接入费用(即使提供代收费服务也只能分到一小部分),位于价值链的低端;用户提供免费业务时,大量用户使用,占用大量带宽但是网络运营商没有附加收益。与典型电信网中运营商提供服务独享利益相比,令运营商难以接受。然而如果用户不能提供服务,则失去创新业务的兴趣和激情。这样用户没有尝试新业务的机会,运营商不可能也不愿意尝试大多数的创新业务(增加开支或者与现有业务竞争)。
    因此下一代互联网与下一代电信网最大最关键的区别在于是否允许用户创新应用以及允许用户提供业务和服务(不须和电信运营商合作)。
    5结束语
    通过比较可以看出,通常讨论的下一代网是指下一代电信网,但是电信界又希望将下一代电信网范围扩大成为下一代网,从而涵盖下一代互联网;下一代互联网和IPv6没有等同关系,IPv6网是下一代IP网,IPv6网满足下一代互联网的必要特征后可以成为下一代互联网,IPv6有可能成为下一代互联网协议;下一代电信网(下一代网)与下一代互联网承载技术、业务提供、安全需求、服务质量需求上趋同;下一代互联网与下一代电信网最大最关键的区别在于是否允许用户创新应用以及允许用户提供业务和服务(不须和电信运营商合作)。
 
 [关键词]:分组交换 下一代网 电话网  发表评论    【推荐】 【打印

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