（管理科学与工程专业论文）基于自治系统的因特网网间结算研究.pdf

南京邮电大学硕士研究生学位论文 摘要 摘要 二十世纪八十年代末出现互联网以来，因特网市场和业务增长迅速，但在结算模式方 面还存在一些不合理的现象，这在一定程度上制约了因特网产业的发展。本文对因特网中 基于自治系统的流量结算相关问题进行了研究，以便建立更加合理、有效的结算模式，促 进因特网的互联互通。 自治系统是因特网的组成单位和管理实体，以自治系统为结算单位，可以减小结算的 粒度，提高网间结算的操作性。本文分析了国内外因特网网间结算的现状，对因特网网间 互联结算模式和模型进行了比较和归类。将自治系统与流量结算相结合，我们提出了以自 治系统为对象、流量为依据的三个因特网网间结算模型：一般模型、考虑不同服务类型的 模型和标准类流量模型，该模型已成为国际电联d 5 l 建议书草案的主要内容。此外本文通 过利用数据流在传递过程中所表现出的时延、抖动、丢包等特性，实现数据流与弹性流和 稳定流之间的映射，区分了数据流的业务，并给出了弹性流和稳定流的网间结算方案，该 方法己申请了发明专利并通过国家知识产权局的初审。 通过研究，我们认为因特网网问结算的对象应该由网络变为自治系统，结算的依据由 时长、带宽、路由等转向流量，利用数据流传递过程中的特性来区分业务流，对因特网网 间实行按弹性流和稳定流分别结算。 关键词：结算；自治系统；流量：业务区分；弹性流；稳定流 a b s t r a c t i n t e m e th a sb e e ni n c r e a s i n gd r a m a t i c a l l ya l lo v e rt h ew o r l da f t e ri te m e r g e da tt h ee n do f 19 8 0 s t h e r ea r es t i l ls o m eu n r e a s o n a b l ep r o b l e m so ni n t e r n e tc h a r g i n gm o d e ，i ns p i t eo ft h e e x t r a o r d i n a r yp r o g r e s si nn e t w o r km a r k e ta n ds e r v i c e ，w h i c h ，t h e r e f o r e ，r e s t r i c t si n t e r a c t d e v e l o p m e n ti ns o m ed e g r e e t h ep a p e ri ss t u d y i n go ni n t e m e tt r a f f i c f l o w b a s e dc h a r g i n g b e t w e e na u t o n o m o u ss y s t e m sa n dr e l a t e di s s u e s ，w h i c hi st h eb a s i sf o re s t a b l i s h i n gam o r e r e a s o n a b l ea n de f f e c t i v ec h a r g i n gp a r e ma n di n t e r a c ti n t e r c o n n e c t i v i t y t h ea d m i n i s t r a t i o ne n t i t y , a u t o n o m o u ss y s t e m ，i sau n i to fi n t e r n e t i tc a nn o to n l yr e d u c e c h a r g i n gg r a n u l a r i t yb u to p e r a t ee a s i l yf o rc h a r g i n gb e t w e e na s e s t h ep a p e ra n a l y z e st h e s t a t u so fi n t e m e tc h a r g i n gb o t hi na n do u to ft h ec o u n t r y , c o m p a r e sa n dc l a s s i f i e ss o m e i n t e r c o n n e c t i o np a t t e r n sa n dc h a r g i n gm o d e l s c o m b i n i n ga sw i t ht r a f f i cf l o wi ns t u d y i n g i n t e m e tc h a r g i n g ，t h ep a p e rg i v e st h r e e ，c h a r g i n gm o d e l sf o ri n t e r n e tc o n n e c t i v i t y , t h a ti s ，t h e g e n e r a lm o d e l ，t h em o d e lc o n s i d e r i n gt h et y p e so fs e r v i c ea n dt h es t a n d a r dt y p eo ff l o wm o d e l ， w h i c hb e c o m e st h em a i ni d e ao fd r a f tr e c o m m e n d a t i o nd 51 f u r t h e r m o r e ，t h ep a p e rp u t s f o r w a r dac h a r g i n gs c h e m eu s i n ge l a s t i ct r a f f i ca n ds t r e a mt r a f f i c ，w h i c hi ss e p a r a t e db ys o m e c h a r a c t e r so ft r a f f i cf l o ww h i c ha r ei n d i c a t e di nt r a n s m i s s i o n ，s u c ha sd e l a y 、j i t t e ra n dp a c k e t l o s s t h em e t h o d ，a c h i e v i n gt od i f f e r e n t i a t es e r v i c eo fd a t a ，h a sb e e na p p l i e df o rp a t e n ta n d p a s s e df o rp r e p a r a t o r ya u d i t i n g t w op r o p o s e so ni n t e r n e tc h a r g i n ga r eg i v e n o n ei s “t w ot r a n s i t i o n so ni n t e m e t c h a r g i n g ”，t h a ti s ，t h eo b j e c to fi n t e m e tc h a r g i n g s h o u l db et r a n s i t e df r o mn e t w o r kt o a u t o n o m o u ss y s t e ma n dt h ec r i t e r i ao fi n t e m e tc h a r g i n gt r a n s i t e df r o mt i m e 、b a n d w i d t ho r r o u t e st ot r a f f i cf l o w t h eo t h e ri st h ew a yt od i f f e r e n t i a t et r a f f i cf l o wf r o me l a s t i ct r a f f i ct o s t r e a mt r a f f i c ，a c c o r d i n gt os o m et r a f f i cf l o wc h a r a c t e r i s t i c si n d i c a t e di nt r a n s m i s s i o n ，a n d c h a r g i n gi n t e m e ta c c o r d i n g t oe l a s t i ct r a f f i ca n ds t r e a mt r a f f i cs e p a r a t e l y k e yw o r d s ：c h a r g i n g ；a u t o n o m o u ss y s t e m ；t r a f f i cf l o w ；s e r v i c ed i f f e r e n t i a t i o n ； e l a s t i cf l o w ；s t r e a mf l o w 1 1 南京邮电大学硕士研究生学位论文英文缩略词表 英文缩写 a a a a b r a c c c a c l 蛏 a p e c a s a s n b e b g p b s p c 2 p c b r c s c s c d p i d s e f e t s i g s c i b p i p i p d v i p e r i p l r i p t d i s p i e t f i t u i x p 英文全拼 英文缩略词表 中文含义 a u t h e n t i c a t i o n , a u t h o r i z a t i o n ，a c c o u n t i n g 认证、授权和计费 a v e r a g e b i tr a t e 平均码率 2 s 虹a ! 鼍c o m p e n l o n & c o n s u m e r 澳大利亚竞争与消费者委员会 l ，o i i u i l l s s l o i l a c c e s sc o n t r o ll i s t 访问控制列表 a s s u r e df o r w a r d i n g保证转发 a s i a p a c i f i ce c o n o m i cc o o p e r a t i o n 亚太经济合作组织 a u t o n o m o u ss y s t e m 自治系统 a u t o n o m o u ss y s t e mn u m b e r 自治系统标识符 b e s te f r o r t 尽力而为 b o r d e rg a t e w a yp r o t o c o l 边界网关协议 b u s i n e s ss e r v i c ep r o v i d e r 网络业务供应商 c u s t o m e r - p r o v i d e r客户方一提供方 c o n s t a n t sb i tr a t e固定码率 c l a s ss e l e c t o r分类器 c o n t r o l l e ds e r v i c ec l a s s 受控服务类 d e e pp a c k e ti n s p e c t i o n 深度包检测法 d i f f e r e n t i a t e ds e r v i c e 区分服务 e x p e d i t e df o r w a r d i n g 加速转发 u 攀? 锄t e l e c o i i u l l u l l i c a t l o n s s a n d 甜d s 欧洲电信标准协会 l n s t l t u t e g u a r a n t e e ds e r v i c ec l a s s保证服务类 i n t e r n e tb a c k b o n ep r o v i d e r因特网骨干网提供商 i n t e r n e tp r o t o c o l网际协议 i pd e l a yv a r i a n c e时延变化 i n t e r n e tp a c k e te r r o rr a t i o错误率 i n t e r n e tp a c k e tl o s sr a t i o丢包率 i n t e m e tp a c k e tt i m ed e l a y传输时延 i n t e r n e ts e r v i c ep r o v i d e r因特网服务提供商 i n t e r n e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e因特网工程任务组 i n t e r n a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o nu n i o n国际电信联盟 i n t e m e te x c h a n g ep o i n t因特网交换点 i 南京邮电大学硕士研究生学位论文 英文缩略词表 英文缩写 n a p o s p f p 2 c p 2 p p h b p o p p s t n q o s r i p s k a t l i i r t f v b r v o i p w t s a 英文全拼中文含义 n e t w o r ka c c e s sp o i n t 网络接入点 o p e ns h o r t e s tp a t hf i r s t 开放最短路径优先 p r o v i d e r c u s t o m e r 提供方一客户方 p e e r - p e e r 对等方一对等方 p e r - h o pb e h a v i o r 单跳行为 p o i n to fp r e s e n c e 汇集点 p u b l i cs w i t c h e dt e l e p h o n en e t w o r k 公共交换电话网 q u a l i t yo fs e r v i c e服务质量 r o u t i n gi n f o r m a t i o np r o t o c o l 路由选择信息协议 s e n d e rk e e p sa l l呼叫方保留全部收入 t r a n s p o r tl a y e ri d e n t i f i c a t i o n 流量特征识别法 i n t e r a c tr e s e a r c ht a s kf o r c e互联网研究任务组 v a r i a b l eb i tr a t e动态比特率 v o i c eo v e ri n t e m e tp r o t o c o l网络电话 段r l d 2 1 e c o m m 衄c a t i 。n s t a n d a r d i z a i o n i t u 世界电信标准化会议 i i 南京邮电大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作所取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学 或其他教育机构的学位或证书而使用过的教材。与我一同工作的同志对本研 究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：兰主盘 f tl i ：圣坚羔篁! ! 南京邮电大学学位论文使用授权声明 南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所 送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保 存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保 密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部 分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权南京邮电大学研究生部办理。 研究生签名：导师签名： 南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论 由于网络经济的发展以及经济全球化的趋势，各国对信息流动及信息占有的依赖性越 来越强，各国之间相互联系、相互依存、相互制约的关系迸一步强化。随着网络的快速发 展，特别是发展中国家国内电信市场的开放，因特网的国际互联互通问题越来越凸显，国 际因特网互联市场被垄断的事实越来越被人们所认识。2 0 世纪9 0 年代网络规模化商业应 用后，全球因特网发展迅猛，网络服务提供商不断涌现，不同的互联技术以及商业利益的 冲突，网间互联互通是逐渐成为影响用户选择网络的关键因素。互联互通问题一直以来都 是因特网国际互联的热点问题，受到各国政府、国际组织( 国际电联、亚太经合组织等) 、 运营商及服务提供商的普遍关注。譬如，国际电信联盟第三研究部门i t u t s g 3 专门成立 了一个研究小组，每年召开多次会议专门研究国际因特网互联和网间结算问题，2 0 0 0 年 第四次a p e c 电信和信息产业部长会议上各部长重点讨论了国际因特网互联的问题，欧 盟资助各种研究结算的项目，i e t f ( i n t e m e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e ) 成立一个a a a ( a u t h e n t i c a t i o n ，a u t h o r i z a t i o n ，a c c o u n t i n g ，认证、授权和计费) 工作组，i r t f ( i n t e m e t r e s e a r c h t a s kf o r c e ) 成立了一个灿谯架构研究组等川。 实际上，互联互通就是个经济利益问题，制订合理、公平、公正的网间结算系统是解 决互联互通的关键，基础是建立合理的互联模式。网间互联模式指不同的互联网之间相互 联接和交换信息的方式。按照互联双方交换信息的方式不同，互联网网间互联方式可分为 两种，一是对等互联( p e e r i n g ) ，二是不对称互联( t r a n s i t ) ，即转接模式。互联双方支付 费用的规则或方法称为网间互联结算模式。互联网网间互联结算模式大致有两种，一是免 费结算模式，即“呼叫方保留全部收入”( s e n d e r k e e p s a l l ，s k a ) 或“开票但不收费 ( b i l l a n dk e e p ) ；二是付费结算模式( s e t t l e m e n t ) 。 长期以来，发展中国家支付了大量的因特网国际互联费用，沉重的结算成本抑制了发 展中国家因特网的发展，导致因特网在世界范围发展不平衡的加剧，抑制了因特网在大多 数发展中国家的应用和发展，导致了“数字鸿沟的加深。不合理的互联模式和网间结算 方式己遭到发展中国家的强烈反对，i t u t 在2 0 0 0 年通过d 5 0 建议书，要求改变这种不 合理的互联模式和网间结算方式，但遭到了美国在内的发达国际的反对，且由于还未出现 一种更为合理的结算体系，此问题直未能得到解决。 1 南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论 本文就是在这样的背景下，借助于国际电联和包括中国在内的各发展中国家的网络服 务提供商的努力，希望提出一种新的互联模式和结算方式，以消除现有的互联模式对发展 中国家的不利影响，促进发展中国家，特别是我国网络的快速发展和国际地位的提升。 1 2 研究的目的和意义 作为网络型行业，电信业有着巨大的网络经济性，任何一个电信网都不是独立存在的， 而是与其他网络相互联系，紧密连接成整体。互联互通一方面既有效的实现了竞争，同时 也极大地扩大各个电信运营商的网络价值。此外，互联互通也带来了结算的问题。 据u t 定义，结算就是网络经营者之间分配利益和费用的处理过程【2 】。在国际上， 近年来，以i t u t 为代表的各个国际标准化组织，对网间互联中的结算问题进行了广泛 深入的研究。 为了解决相关问题，必须有一个公平合理的结算方法，这也是未来结算的趋势。其中 最重要的就是能够平衡各种电信运营商之间的利益关系，以保证各个运营商互联互通的积 极性。它既要能够考虑大网运营网对于网络的巨大的投资和维护成本，保障它们的回收成 本的权利；同时，也要兼顾那些小型运营商的利益，保证小型运营商的生存空间，促使它 们改善网络质量，提高竞争力。这样，最终大小运营商和用户都会受益。网间结算是因特 网互联互通的关键所在，一个得到网络运营商一致认可的公平、公正、合理的结算方案能 够促进因特网的国际互通，这不仅使用户获得更多的满足，更有利于网络运营商以及因特 网的快速发展。 获得网络运营商一致认可的公平、公正、合理的结算方案必须要以成本为基础，而目 前各运营商对“成本的理解还不统一，因此需要找出一个能够衡量成本的量出来。下一 代网络的i p 化倾向将促使结算依据的变化。由于网络上传递的是数据信息，使用的i p 数 据包的多少成了结算的一个重要的依据。而数据信息是以字节等为单位的流量来表现的， 因此，在目前的情况下，应该用流量来代替成本，作为成本衡量的主要因素。 网间结算一般是以网络运营商为单位进行结算的，但要直接获得两个网络之间传递的 流量，显然很不现实，这种大颗粒的结算单位需要进一步分解。如果以两个主机之间传递 的流量进行统计、汇总进行结算，也很不现实，难度非常很大，因为全球的主机数量巨大， 而且据统计同一个网络内的流量占绝大部分，因此就不必将流量统计、结算的颗粒度分解 到主机。在因特网上，由于管理的需要，人为的将网络根据地域、所属网络运营商等因素 分为不同的块，即“自治系统 。 2 南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论 本文研究以自治系统为对象、以流量为依据的因特网网间结算，符合成本导向原则和 便于实施的要求，即有现实性和应用性。本文通过对基于自治系统的网间结算进行研究， 希望达到以下几个目的： 第一、实现结算对象由网络运营商向自治系统的转变，以使网间结算更易实施、可操 作； 第二、推进网间结算衡量依据的转变，实现以流量结算为主，这不仅体现了结算成本 导向性的原则，而且通过结算促进网络由单纯的建设需求推动过渡到使用需求； 第三、比较分析网络业务识别法，寻找一种适合因特网中流量类型的区分方法，以便 在流量结算的基础上，建立一种根据不同流量类型进行网间结算的方案。 i 3 国内外因特网网间结算现状 目前国际上的网间结算方式主要包括三种模式：对等模式、双边付费模式和转接模式。 在骨干网t i e r - 1 层主要采用对等模式，即互不结算，大的网络运营商对较小的网络运营商 采用转接结算模式，双边付费模式应用的不是很多1 3 。 1 3 。1 美国因特网网间互联结算模式 互联网的起源在美国，所以全球对美国互联网的发展始终及以积极关注。由于互联网 发展日新月异，结算方式也发生很大变化。从近几年的情况来看，美国已经发展成为一种 完全由市场驱动的模式，即由市场决定结算价格，美国目前互联网结算发展到一种多元化 模式，在互联区域上划分为8 个区，由6 家运营商主导，其它i s p s 分别在这8 个区实现 互联。每个运营商自己都出台自己的政策，提出与自己实现对等连接或其它连接的条件。 值得注意的是原n a p 点模式在美国已经发展成为以市场导向为基础的i x p s 形式 ( i n t e m e t e x c h a n g ep o i n t s ) 。为了使想进入互联的运营商了解对方情况，出现了一些中间 商( d e a l e r ) ，它们专门了解各运营商网络信息和网络流量，为欲进入网间互联结算的本国 和各国运营商提供直联、转接和其它结算信息，结算价最终由不同的i s p s 协商解决，这 使进入者有了更多的选择。原来的对等连接随着时间的推移已经演变。公共对等连接 ( p u b l i cp e e r i n g ) 因不能适应互联网业务流量快速增长而由专用对等连接( p r i v a t ep e e r i n g ) 取代，许多骨干网开始直联。现在许多骨干网提供商采用混合方式互联。 目前美国顶级i s p 数量为6 个，即u u n e t 、s p r i n t 、a t & t 、c & w 、q w e s t 和l e v e l3 。 这6 个t i e r - 1i s p 位于美国互联网结构金字塔的顶层，它们不做本地的接入，只向下级的 1 雨京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论 i s p 提供转接( t r a n s i t ) 业务。在美国8 个大的互联网区域( i n t e m e tr e g i o n ) ，它们通过建 立两两之间的直接电路或者交叉连接方式进行对等互联。 大型骨干网只用对等互联，无需购买转接，被称为顶层( t o p t i e r ) 骨干网。转接协议类 似于普通电话网之间的转售协议，提供转接业务的互联网骨干业务就是起批发商的作用， 购买转接业务的骨干网提供商起到互联网骨干业务的转售商的作用。而且，互联网骨干网 之间互联没有行业特定管制。 互联网国内互联协议与国际互联协议没有差别，互相一样对待，不管用户始发地国家 在何处。总之，对等协议是商业谈判的成果，考虑达成与另一个互联网骨干网特定互联协 议的利益与成本，以此决定是否、如何和在何处进行互联网互联。 总之，美国当前的网间结算方法有多种，各种方式并存，互联网运营商根据自身需要 灵活选择不同的互联方式。 1 3 2 澳大利亚因特网网问互联结算模式 澳大利亚互联网没有像美国那样严重的阻塞问题，主要是业务流量比美国少得多以及 网络配置不相同。1 9 9 7 年a a r n e t 地区性网络开始大发展。澳大利亚的t i e r - 1i s p 有4 家，分别是t e l s t r a 、o p t u s 、m c i 和c o n n e c t c o r n ，其中t e l s t r a 国有股份占5 1 ，在网络 规模、用户规模和信源占有率上都远大于其他3 家。但是4 个t i e r - 1i s p 都没有接入这些 交换中心，骨干互联网不在n a p 交换局里互联，而在大量专用互联点上互联，它们之间 的流量互通只通过对等互联电路实现。 目前在澳大利亚各互联网区域都有一个或多个互联网交换中心( 澳大利亚称之为 b s p ) ，比如悉尼s i x ，墨尔本m e l b o n e 、v i x ，布里斯班b i x ，珀斯w a i x ，阿德莱 德s a d ( 等，这些交换中心由中等i s p 组成的协会成员出资建立并经营，交换局之间通过 租赁的传输链路连接，大多允许小网廉价交换国内业务量。 澳大利亚互联网另一特色是采用基于业务流量收费模式。t e l s t r a 通信公司于1 9 9 6 年 6 月( 在建立其骨干网6 个月内) 开始采用基于业务流量的结算方式收取i s p 互联费，从 此它一直是澳大利亚互联网行业的标准做法。 对于两个t i e r - 1i s p s ，主要的结算模式是“p e e r s ”，或称“发送方自留全部收入 ( s e n d e r - k e e p s a i l ，s k a ) ，s k a 有利于为用户提供优质服务。 对于一个是t i e r - 1 ，而另一个为非t i e r - 1 的双边直联，由互联双方协商交换业务流量 的价格，而连接的费用、传输及选路的费用采用分担。a c c c ( a u s t r a l i a nc o m p e t i t i o n & 4 南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论 c o n s u m e rc o m m i s s i o n ，澳大利亚竞争与消费者委员会) 同意按照基于每字节或基于每端 口的结算。如果按照字节计费，反向信道( b a c k c h a n n e l ) 一般收费较低，即对于非t i e r - 1 的i s p s 会根据它们的网络规模和由t i e r - 1 网络流到较小网络的总业务流量进行折扣结算。 多边结算模式由互联方出资建立交换点，在共同分摊成本的基础上在该交换点进行链 接，按交换业务流量进行结算。 为了达到竞争目的，a c c c 要求t e l s t r a 公司与其他b s p s 达成互惠互利协议。 网络结算平台的位置至少有两种选择：将该平台设在网址上，以便在边界路由器上测 量过境业务流量，另一选择是在网络某一个中心点上设定结算机制，但后者需要将所有业 务流量选路通过中心点，而这使得网络效率打折扣。 1 3 3 日本因特网网间互联结算模式 日本t i e r - 1i s p 有5 家，分别是日本电信( o d n ) 、n t t ( i i j ) 、k d d i 、p o w e r e d c o m 和软银宽带，这5 个t i e r - 1i s p 都有自己的d s l 或同轴电缆接入网络，此外日本还有几 千个t i e r - 2i s p 。目前日本t i e r - 1 i s p 的互联网互通流量( 约6 0 的国内互通流量) 集中在 东京的o t e m a c h i 和s h i n j u k u 对等交换( 两个都是k d d i 的机楼) 。日本有几个国内互联网 交换点交换超过3 0 g b s 的流量，其中大型的交换中心有j p i x 、n s p i x p ( 即d i x i e ) 和 j p n a p ，都位于东京，网间互联大多数都通过n a p 实现，而且日本国内的转接服务收费 较低。 1 3 4 新加坡因特网网间互联结算模式 新加坡有3 个t i e r - 1i s p ：s i n g t e l 、p a c i f i ci n t e r a c t 和s t a r h u b ，其中s i n g t e l 是国有 电信公司，至今拥有新加坡最大的电话和互联网用户群。s i n g t e l 和s t a r h u b 是主要的宽 带业务提供商。 尽管同样国土狭小，但是与日本相反，新加坡的互联网流量只有2 0 是国内互通流 量。目前新加坡i s p 互联环境处于初级发展阶段，有3 个交换中心：1 - n e t 、s o x 和 e q u i n i x s i n g a p o r e ，其中1 - n e t 最初是政府建设的，现在已经商业化了，逐渐失去了中立 性。s o x 是由新加坡国立大学发起建设的非盈利性交换中心，成员不多。e q u i n i x s i n g a p o r e 是最近由国际i x p e q u i n i x 公司建设的商业性交换中心。s i n g t e l 自建一个为亚太地区i s p 提供转接服务的交换平台s t i x 。 南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论 1 3 5 加拿大因特网网问互联结算模式 加拿大没有公共的互联网交换中心，其互联网服务提供商之间的互联主要是通过 p e e r i n g 和t r a n s i t 两种方式来实现的。除互联网接入转售业务( w h o l e s a l ei n t e r a c ta c c e s s s e r v i c e s ) 外，加拿大政府不对互联网服务提供商之间的任何互联行为进行管制。因此， 在加拿大p e e r i n g 和t r a n s i t 都属于运营商之间的商业行为。 据b e l lc a n a d a 网站显示的公司业务信息，t r a n s i t 被b e l lc a n a d a 作为一项转售业务进 行经营。b e l lc a n a d a 可向众多中小型i s p 提供三种类型的t r a n s i t 服务，包括： ( 1 ) i n t e m e tt r a n s i t 服务f 完全接入整个w o r l dw i d ew e b ) ： ( 2 ) o n - n e tt r a n s i t ( 只接入b e l l 和其p e e r i n g 伙伴的网络) ； ( 3 ) 付费p e 茚n g ( 只接入b e l l 和其客户的网络) 。 三种服务的价格需根据i s p 提出的要求，由i s p 与b e l lc a n a d a 进行协商。价格支付 形式多样由i s p 自行选择，有按月支付使用费、按使用量支付费用以及混合支付方式。 1 3 6 中国因特网网间互联结算模式 目前我国有互联网骨干网互联单位l o 家，其中经营性的互联单位6 家。：中国电信和 中国网通( 称为“大网 ) ，中国移动、中国联通和中国铁通( 称为“中网”) ，中国卫通目 前尚未开展互联网业务。其他非经营性互联单位( 称为“小网”) 在此不涉及。大网之间 互不结算，中网与大网之间的结算方式有直联和经n a p 点转接两种。 1 直联方式 我国的直联带宽价格也一直由互联双方基于用户资费标准自行协商。 2 n a p 点转接方式 我国在北京、上海、广州三地建有国家级互联网交换中心( n a p 点) 。国家级交换中 心采取政府定价，根据信息产业部2 0 0 7 年1 2 月新实施的互联网交换中心网间结算办法， 互联网骨干网网间互联时，中网应依据网间数据通信速率，按照不高于该办法确定的标准 向大网交结算费，结算率为1 0 0 0 元b m b p s 。 存在的问题 1 部分互联单位认为n a p 点结算关系存在不合理因素 目前互联网骨干网网间结算关系主要考虑了中网对大网的互联需求，以及大网疏通网 2 0 0 8 年5 月2 3 日电信重组方案公布后，变为三家网络运营商：中国移动、中国电信、中国联通。 6 南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论 间流量的带宽资源投入，由中网向大网单向支付结算费用。在制定结算办法时，未充分考 虑到互联双方在发展信息源方面所做的贡献，缺少鼓励中网发展信息源的措施和防范。 2 部分互联单位认为直联带宽存在主导运营商垄断，直联价格居高不下 从市场结构来看，中国电信和中国网通分别在我国南北市场上处于绝对垄断地位。目 前直联带宽价格存在垄断定价，大网直联带宽价格高于其省公司向其他中小i s p 提供的直 联带宽价格，也高于国际带宽价格，引起中网的强烈不满。 3 各互联单位在网间结算方式及价格上存在观点分歧 各互联网骨干网规模相差较大，实力对比悬殊。大网要价高，中网难以接受。中网既 希望借用对方规模较大的网络发展自己的业务，又希望按照双向流量对等结算，对冲结算 费用。互联双方存在着互联需求理念上的差异和经济利益上的冲突。 从美国、澳大利亚、日本、新加坡、加拿大和我国的网间结算现状可以看出，国际互 联网互联结算存在的问题同样存在于各国国内互联网互联结算中。例如： ( 1 ) 由于各国对互联网的发展采取不管制的政策，互联结算也没有统一的规则，各国 都根据自己国家的国情进行制定，相互衔接困难； ( 2 ) 由于主要运营商拥有网络资源，在不管制的政策下很容易形成资源垄断； ( 3 ) 在国内市场，小的互联网接入提供者必须向大的接入提供者支付网络使用费，但 大的接入提供者不必向小的支付任何网络使用费。由于网络业务流量是双向的，同时由于 业务内容质量的提高，流出与流入的业务都是有价值的，为此，小业务提供者不断地呼吁 基于使用的平等结算，使互惠的原则得到体现： ( 4 ) 一些国家和运营商呼吁按流量进行结算，但由于互联网业务流量的测定技术的限 制，同时流量本身具有不确定因素，所以尚需进一步完善； ( 5 ) 由于互联网没有边界，同时互联网业务具有双向特点，而规模不同的运营商采用 不同的结算办法，限制了大小运营商之间的业务发展； ( 6 ) 没有网络资源的小i s p s 在结算谈判中始终处于被动地位，结算不合理极大地打击 了小i s p s 的发展热情。 但随着市场的作用越来越明显，基于成本和基于使用的结算将成为主流。基于流量的 结算正在完善。同时政策方面的呼声越来越高，要求维护公平的竞争环境，增加透明度， 坚持互惠原则，扶持新进入者。同时鼓励多种途径的互联网接入，发展诸如卫星、海底电 缆以及有线电视竞争的接入环境，使互联网接入成本从根本上降低。 7 南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论 1 4 本文要解决的问题 网间结算是阻碍网络互联互通的关键因素，受到了普遍关注。本文在国家自然科学基 金项目的研究基础上，在工业与信息化部和中国移动( 深圳) 有限公司的支持下，研究实 现因特网互联互通的较可行的网间结算模型，使得网络能够很好的互通，这不仅符合因特 网网络提供商的利益需要，更是网络进一步发展的要求。 本文将以自治系统为结算对象，以流量为结算依据，结合时长、流量和内容三种结算 模式的优点，提出一种更为简单易行且公正合理的结算模型，为网络服务提供商、国家主 管部门、国际相关组织( i t u ) 等提供参考。目前，我们根据本文提出的结算模型为主要 内容的国际电联文稿已由中国代表团提交，在2 0 0 9 年1 月1 8 2 3 日召开的国际电联第三 研究组( i t u ts g 3 ) 会议上以d 5 1 建议书草案( 具体见附录i ) 列入2 0 0 9 2 0 1 2 研究周 期正式成为国际电联建议书的计划。 此外，本文还研究了利用数据流传递过程中的时延、抖动、丢包率和带宽这四个特性 来区分弹性流和稳定流业务的方法，以便更好的实施流量结算。目前以该方法为基础的内 容已申请发明专利并通过了国家知识产权局专利局的初步审查，即将进入公布、实审程序 ( 具体见附录i i ) 。 1 5 本文结构和创新点 本文从因特网的互联模式和网间结算对象、原则及结算费的构成入手，分析了现有的 网间结算模式和模型，重点的研究了自治系统间的流量结算，提出了基于自治系统的三种 网间流量结算模型，并在此基础上，研究了网络的业务流识别和结算。 1 论文结构 论文主要通过五个部分来论述和分析： 第一章绪论部分，总体概述了论文的研究背景、研究的目的和意义、综述了国内外网 间结算的现状，并提出了本文要解决的问题。 第二章综述了网间结算及其相关理论，阐述了网间结算的产生、对象、原则及费用构 成，分析了现有的对等模式、双边付费模式和转接模式等三种主要的网间结算模式，并整 理归类了现有的结算模型，将其分为三类：基于网络元素的结算模型、基于流量的网间结 算模型和基于带宽的网间结算模型。 第三章自治系统间的结算模型研究，是本文的主体之一，在概述自治系统概念、关系 8 南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论 等基础上，提出了自治系统间的结算，分析了实行自治系统间结算的优势及可能出现的问 题，重点提出了自治系统间流量结算的三种模型，分别为：一般模型、考虑不同服务类型 的结算模型和标准类流量结算模型。 第四章是业务流识别和业务流结算，也是本文的重点，在第三章提出的自治系统间结 算模型基础上，为使模型更简单实用，我们研究了网络中业务流的识别方法，并提出了按 照识别出的弹性流和稳定流分别进行结算的模型。 最后第五章重述了论文的主要观点和结论，并指出了论文中需要进一步研究的有关问 题。 2 本文的主要创新点 本论文的创新点主要表现在以下的几个方面： ( 1 ) 提出了基于自治系统的网间流量结算模型。在研究因特网网间结算中，我们引 入了自治系统这一管理实体，并将其和流量结算结合，提出了以自治系统为对象、流量为 依据的三个因特网网间结算模型一般模型、考虑不同服务类型的模型和标准类流量模 型，并分析了流量结算的优、劣势及影响，以本部分为主要内容的电联文稿已提交给国际 电联并在i t u ts g 3 会议上以d 5 1 建议书草案列入2 0 0 9 2 0 1 2 研究周期正式成为国际电 联建议书的计划。 ( 2 ) 提出了弹性流和稳定流的区分方法。弹性流和稳定流是依据网络中数据传递的 实时性要求划分的，我们通过研究数据流在传递过程中所表现的特性，利用时延、抖动、 带宽和丢包率对业务流进行区分，识别特定的流是属于弹性流还是稳定流，本部分已申请 国家专利，并通过了国家知识产权局专利局的初步审查，即将进入公布、实审程序。 ( 3 ) 提出了弹性流和稳定流的结算模型。弹性流和稳定流在传递过程中对网络资源 要求不同，我们这一差异对弹性流和稳定流建立了不同的结算模型。 9 南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章网问结算及相关理论的文献综述 第二章网间结算及相关理论的文献综述 2 1 因特网网间结算概述 2 1 1 网问结算的产生 网问结算指互联互通的互联网( 包括电信网络) 在网间结算费、接入补偿费、互联使 用费、接入亏损和普遍服务补偿费等方面的费用清算活动。本文所讨论的网闻结算费是指 在各个互联网网络提供商之间彼此互联互通所产生的结算费用。 1 9 6 9 年投入使用的a r p a n e t 现代计算机网络诞生的标志，其主要用于军事研究目 的，在随后的2 0 年里，计算机网络逐渐应用到教育、科研、政府等方面，从性质上来说， 还仅是用于科学家的思想和研究成果交流。在2 0 世纪9 0 年代，“信息高速公路计划”的 提出，因特网经历了巨大而深刻的变化，特别是1 9 9 4 年后随着网络的商业化应用，因特 网在全球进入了一个急剧发展的新时期，网络规模不断扩大，因特网覆盖了全球2 0 0 多个 国家，世界各地无数的企业纷纷涌入网络行业，各个国家、区域的网络组成了一个统一的 世界性的大网，即互联网。因特网在用户规模、业务、带宽规模以及区域化等方面出现了 一个飞跃发展。 在原来单一网络内的通信并不会产生互联问题，更不会涉及结算。但随着网络商业化 运用的加剧，网络规模不断扩大，在各个国家、地区都出现了自己网络的同时，也诞生了 很多新兴网络服务提供商。各个提供商在开展各自业务的同时，为了向用户提供更全面的 服务，增加网络的价值，需要将自己经营的网络同其他提供商所经营的网络互联，以使不 同网络的用户相互通信并共享网络业务。网络的互联互通不仅实现了更大范围内的资源共 享问题，更为重要是的极大的增加网络的价值函。因此参与互联的网络及其运营者为了保 证互联互通的正常进行和必要的盈利，需要向他提供服务的其他网络及运营商收取一定的 接入费以补偿相应的互联成本，这就产生了网间结算。 所以，网间结算的产生必须具有以下三个条件： 1 ) 网络的商用性，用户付费使用网络 原来的网络主要用于军