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支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型 支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型 摘要 支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型的研究是解决下一 代互联网网络管理的热点和难点问题，通信技术和计算机技术的发 展使得现在的网络向保证业务质量和方便管理的下一代互联网演化 成为一种必然趋势。目前的网络管理模型、管理方法和系统还没有 解决下一代互联网网络管理和不同i p 业务服务质量保障的问题，如： 支持q o s 管理下一代互联网网络管理体系结构参考模型、下一代互 联网所承载的业务管理和管理实现的关键技术等。下一代互联网不 同于当前互联网的最重要的特征之一是能够提供具有不同q o s 要求 的i p 业务，因此支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型问题已 成为下一代网络管理研究领域中的核心和基础问题之一。本论文的 工作就是围绕支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型这个中心 展开的。本文的主要贡献如下： ( 1 ) 分析了下一代互联网网络管理的q o s 需求，并在此基础 上提出了支持策略管理和工作流管理的下一代互联网网络管理模 型，该模型实现了下一代互联网i p 业务的业务流程自动化、业务管 理灵活性、动态性和扩展性。 ( 2 ) 提出和研究了支持q o s 管理的下一代互联网d 业务的商 业处理流程，定义并规划了商业处理过程的功能和商业处理过程间 的管理信息流。 ( 3 ) 研究了s l a 和q o s 、n p 之间的关系，分析了s l a 管理 需求，并在此基础上提出了下一代互联网业务通用化s l a 表示模板 定义指南。同时针对s l a 中的研究盲点一s l a 违例处理，定义了 s l a 违例处理模板和违例处理流程。 ( 4 ) 针对下一代互联网网络管理中i p 业务管理服务质量的定 性和定量评价要求，提出了支持多业务等级的下一代互联网i p 业务 的服务质量评价体系和服务质量评价算法。 ( 5 ) 以支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型为基础， 北京l 【| i j 屯大学博士学位论文支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型 提出了下一代互联网中典型业务- - i p v p n 业务的管理问题，研究并 开发了基于m p l s 技术和d i f t s e r v 网络的i pv p n 业务运营原型系 统。 关键词：网络管理，下一代互联网，q o s ，网络管理模型，s l a ，表 示模板 第i i 页 北京邮电大学博士学位论文 支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型 t h es t u d yo fn e t w o r k i a n a g e m e n tm o d e l f o rn e x tg e n e r a t i o ni n t e r n e ts u p p o r t i n g q o sm a n a g e m e n t a b s t r a c t t h es t u d yo fn e t w o r km a n a g e m e n tm o d e lf o rn e x tg e n e r a t i o n i n t e r n e t 斛g i ) s u p p o r t i n gq o sm a n a g e m e n ti s o n eo ft h eh o ta n d d i f f i c u l t p r o b l e m s o fn g in e t w o r km a n a g e m e n t a l o n gw i t ht h e d e v e l o p m e n to fc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g i e sa n dc o m p u t e rt e c h n o l o g i e s ， t h ee m e r g i n gn e ws e r v i c ea n di t sq o sm a n a g e m e n tr e q u i r e m e n t sa r e c h a l l e n g i n gt h en g in e t w o r km a n a g e m e n t ，d e m a n d i n ge x t e n d i b i l i t ya n d s c a l a b i l i t y n o w , t h eq u e s t i o n so fn g in e t w o r km a n a g e m e n tm o d e la n d q o sa s s u r a n c eo fi ps e r v i c e sh a v en o tb e e ns u c c e s s f u l l ya d d r e s s e d s u c h a st h en e t w o r km a n a g e m e n te n v i r o n m e n t s 。n g in e t w o r km a n a g e m e n t r e f e r e n c em o d e l ，s e r v i c e sm a n a g e m e n tc a r r i e db yn g in e t w o r k sa n dk e y i m p l e m e n t a t i o nt e c h n o l o g i e s ，e t c o n eo ft h em o s ti m p o r t a n t c h a r a c t e r i s t i c si st h a tn g ic a np r o v i d ed i f i e r e n tq o sg r a d e so fi p s e r v i c e s t h e 咖d yo fn e t w o r km a n a g e m e n tm o d e lf o rn g is u p p o r t i n g q o sm a n a g e m e n th a sb e e nac o r ea n db a s i cp r o b l e mo ft h ef i e l do fn g i n e t w o r km a n a g e m e n t t h ec o n s i d e r a t i o n sa n ds o m eo ft h es o l u t i o n so f t h ea b o v eq u e s t i o n sa r ed i s c u s s e di nt h i sd i s s e r t a t i o n n em a i n c o n t r i b u t i o no f t h i sd i s s e r t a t i o ni sa sf o l l o w s ( 1 ) b a s e do nt h eq o sr e q u i r e m e n t so fn g in e t w o r km a n a g e m e n t ， t h eq o s b a s e d l a y e r e dn e t w o r km a n a g e m e n tm o d e l i s p r o p o s e d s u p p o r t i n gw o r k f l o wm a n a g e m e n ta n dp o l i c ym a n a g e m e n t ，w h i c hc a n m a n a g et h ei ps e r v i c ef l e x i b l ya n dd y n a m i c a l l ya n dc a ne x p a n dn e w s e r v i c e sa c c o r d i n gt ot h ed y n a m i cp o l i c y ( 2 ) t h ef e a s i b l eb u s i n e s sm a n a g e m e n tp r o c e s so fn g ii ps e r v i c ei s s t u d i e da n dd e f i n e d t or e a l i z et h eq o sm a n a g e m e n ta u t o m a t i z a t i o na n d i n f o r m a t i o nf l o w st r a n s m i s s i o n ，t h ec o o p e r a t i o no fp r o c e s s e si nt h e d i f r e r e n t1 e v e l si sd e p l o y e da n dd e s c r i b e di nd e t a i l 簟 雨 北京邮电大学博士学位论文支持q o s 管理的下一代互联网剐络管理模型 ( 3 ) t h er e l a t i o n s h i po fs l a ，q o sa n dn p ( n e t w o r kp e r f o r m a n c e ) i ss t u d i e d t h er e q u i r e m e n t so fs l a m a n a g e m e n ta r ea n a l y z e d t h e nt h e g u i d e l i n e sd e f i n i t i o no fs l ar e p r e s e n t a t i o nt e m p l a t ei sp r o p o s e dt o d e f i n e t h ec o n t e n t so fs l am a n a g e m e n to fn g ii ps e r v i c e s s l a v i o l a t i o np r o c e s si sa l s oa d d r e s s e di n c l u d i n gs l av i o l a t i o np r o c e s s t e m p l a t ea n dv i o l a t i o np r o c e s sf l o w ( 4 ) t og u a r a n t e et h ew e l l b a l a n c e d ，r e l i a b l ea n dh i g h - q u a l i t y s e r v i c e ，t h es p e c i f i c a t i o no fs e r v i c eq u a l i t ye v a l u a t i o nc h a l l e n g e st h e q o sm a n a g e m e n to fn g ii p v p ns e r v i c e s i xi p - v p ns e r v i c eg r a d e s a r ed e f i n e da n dt h e q u a l i t y e v a l u a t i o na r c h i t e c t u r e s u p p o r t i n g m u l t i g r a d e si sp r o v i d e d t h e nt h ec a l c u l a t i o nm e t h o d sa n dm a t h e m a t i c s f o r m u l a t i o n sa r ep r e s e n t e di nd e t a i l ( 5 ) t h em a n a g e m e n tr e q u i r e m e n t so ft h et y p i c a ls e r v i c eo fn g i i p s e r v i c e i pv p ns e r v i c ei sd i s c u s s e d t h e nt h er & do f i pv p ns e r v i c e o p e r a t i o nm a r l a g e m e n ts y s t e mi si m p l e m e n t e db a s e do nt h er e s u l t so f n g in e t w o r km a n a g e m e n tm o d e l k e yw o r d s ：n e t w o r km a n a g e m e n t ，n g i ( n e x tg e n e r a t i o ni n t e m e t ) ， q o s ( q u a l i t yo fs e r v i c e ) ，n e t w o r km a n a g e m e n tm o d e l ，s l a ( s e r v i c e l e v e la g r e e m e n t ) ，r e p r e s e n t a t i o nt e m p l a t e 第i v 页 北京邮电大学博士学位论文支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型 文中所用的图表目录 图1 - 1 论文中各章节间的逻辑关系图 图2 - 1q o s 视点 图2 2o s i 网络管理模型 4 8 1 1 图2 - 3s n m p 网络管理模型1 4 图2 - 4s b m 的两种体系结构1 6 图2 5e t o m 零级框架示意图一1 8 图2 - 6 我国下一代互联网总体规划框架1 9 图3 1 支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型2 2 图3 2 工作流管理参考模型2 5 图3 3 工作流过程定义的转换2 5 图3 - 4 策略管理参考模型2 6 图3 - 5 策略继承和包含图2 8 图4 - 1 支持q o s 管理的下一代互联网网络管理流程3 0 图5 1 业务性能和网络性能的关系3 8 图5 - 2 客户与服务提供商间的服务等级协定4 0 图5 3 产品提供中的服务等级协定4 0 图5 4s l a 模板组成4 l 图5 5s l a 表示内容4 5 4 图5 - 6s l a 表示模板4 6 图5 7 信息标识4 8 图5 8 服务标识4 9 图5 - 9 服务计费5 0 图5 1 0 质量指标集合5 1 图5 - 1l 服务指标集合5 2 图5 1 2 流量指标集合5 4 图5 1 3 网络性能指标集合5 5 图5 1 4 网络拓扑5 6 图5 一1 5 性能监测5 7 图5 。1 6 违例处理流程图5 8 图5 17 违例处理模板5 8 图5 18i p 业务s l a 表示模板的服务指标集合部分模板6 l 图5 1 9s e r v i c em e t r i c ss c h e m a 6 1 图6 1 服务质量评价的指标体系6 6 图6 - 2i pv p n 业务质量评价体系6 7 图7 1d i i f - s e r v 网络的m p l si pv p n 物理场景描述7 7 图7 2 支持多业务等级的i pv p n 业务示例7 8 图7 3 功能体系结构8 0 图7 4 软件体系结构图8 l 图7 5i pv p n 业务运营系统基本流程8 2 图7 - 6 业务开通阶段的s l a 协商流程8 3 鲔v i i i 页 北京邮电大学博士学位论文支持o o s 管理的下一代互联网阿络管理模型 图7 7 业务开通流程8 3 图7 8x f l o w 描述方式的业务开通流程8 4 图7 - 9 技术部分的s l a 表示模板8 6 图7 1 0i p v p n 业务的服务参数违例操作序列图8 9 图7 一1 1 工作流管理界面9 0 图7 1 2 业务预订购界面9 0 图7 1 3 业务正式订购界面9 1 图7 1 4 业务预配置成功的后台界面9 1 图7 1 5 业务详细信息查询界面9 2 表2 1q o s 的定义与比较6 表2 ，2n g q s s 工作组1 7 表4 一1 支持q o s 管理下一代互联网网络管理信息流3 5 表5 1 业务性能和网络性能的区别。3 9 表5 2 产品、业务组成与s l a 的关系4 0 表5 3 服务等级与网络性能参数关系。4 9 表5 4 虚拟租用线路的s l a 表示模板一信息标识部分6 0 表5 5 虚拟租用线路的s l a 表示模板一质量指标集合部分6 0 表6 1 网络性能报告6 9 表6 2 网络性能降级通知7 2 表6 3 网络性能降级报告7 2 表7 1 业务等级、d s c p 和e x p 映射表7 9 表7 - 2 业务开通流程过程单元的功自鲁一主工作流s 4 表7 3 业务开通流程过程单元的功能c l 子工作流8 4 表7 - 4 业务开通流程过程单元的功能一c 2 子工作流8 5 表7 5 业务开通流程过程单元间的接口信息一主工作流8 5 表7 - 6 业务开通流程过程单元间的接口信息一c 1 子工作流8 5 表7 7 业务开通流程过程单元间的接口信息c 2 子工作流8 5 表7 - 8 服务参数违例操作方法8 8 第i x 页 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所里交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处， 本人签名：叠盔茎基 本人承担一切相关责任。 日期：丝：! ：翌 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名 导师签名 盔茎迭 善 期 期 日 日 北京邮电大学博士学位论文支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型 1 1研究意义 第1 章前言 随着网络化时代的发展，人们对通信的需求与日俱增，各种个性化的业务 不断出现，通信技术和计算机技术的发展推动了网络技术的发展，使得现在的 网络向保证业务质量和方便管理的下一代互联网演化成为一种必然趋势。下一 代互联网【1 1 。l 2 删是一个建立在i p 技术基础上实现技术融合、网络融合、业务融 合、产业融合的高度融合的网络，它不同于当前互联网的最重要的特征之一是 能够提供具有不同q o s 【4 j ( q u a l i t yo fs e r v i c e 服务质量) 要求的i p 业务，目前 的网络管理模型、管理方法和系统还没有解决下一代互联网网络管理和不同i p 业务服务质量保障的问题，如：支持q o s 管理下一代互联网网络管理体系结构 参考模型和管理方法还缺乏业界认可的通用性；下一代互联网所承载的业务管 理流程没有详细的定义和描述；作为解决客户和业务提供商之间有关保证服务 质量问题的s l a 5 1 ( s e r v i c el e v e l a g r e e m e n t 服务等级协定) 没有规范的表示方 法和表述形式等等。支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型问题已成为下 一代网络管理研究领域中的核心和基础问题之一1 6 】_ 【1 4 1 。具体而言，本研究课题 的意义在于： ( 1 ) 支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型应该是不随网络设备、网 络技术和网络拓扑的变化而变化的个基本的体系结构，能够解决下一代互联 网网络管理中的关键问题，具有高度的灵活性和可扩展性，能够适应日益激烈 的市场竞争。 ( 2 ) 支持客户对服务质量的不同要求，满足个性化定制和服务，实现真正的 以客户为中心，从面向设备、网络的管理转向面向服务、客户的全方位管理， 对服务质量进行统一的全程跟踪。 ( 3 ) 使s l a 管理方法理论化和通用化，提供分等级的s l a 表示模板和服务 质量评价方法，推动更广泛的应用和标准化。 ( 4 ) 规范化网络管理的流程，指导下一代互联网网络管理运营系统的研究与 开发，提高系统组件、模块的重用度。 因此，支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型研究的现实需求已经非 常迫切，同时本课题研究对建立综合、开放和灵活的网络和服务管理体系也具 第1 页 北京i h l jr t l 大学博二匕学位论文 支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型 有重要的理论和现实意义。 1 2 研究工作介绍 作者在攻读博士学位期间，作为主要人员参加了多个网络管理方面的重大 项目研究，包括国家自然科学基金项目“支持q o s 管理的下一代互连网络管理 模型”( 项目编号6 0 2 0 2 0 0 3 ) 、国家自然科学基金“网络管理质量的评价模型” ( 项目编号9 0 1 0 4 0 2 3 ) 。同时作者还参与了网管领域其它多个不同方向的研究 工作，整个研究活动还受到国家杰出青年科学基金、“网络与信息安全”重大研 究计划项目“新一代网络管理理论与实验平台”等多个基金的支持。 除上述项目外，作者还作为项目负责人和技术负责人负责，参加了一些企业 合作项目，如中国网通集团北京市通信公司“北京通信新技术网网管技术研究 与开发”子课题基于软交换的下一代网络网络管理技术规范、“北京通信宽带 网络管理技术研究”、“在数据网络中实施s l a 的应用策略研究”。 以下是本文作者参加的各项目的基本情况： ( 1 ) 国家自然科学基金项目“支持q o s 管理的下一代互连网网络管理模型” 本项目主要研究目标是研究支持q o s 管理下一代互联网网络管理模型，解 决相应的关键技术问题，并完成用于验证下一代互联网网络管理系统中关键技 术的实验原型系统，以支持下一代互联网网络管理系统的开发与应用。作者作 为项目技术负责人组织了此项目的各阶段研究工作，通过与项目组成员的密切 配合，进行了支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型和关键技术的深入研 究。在研究期间，作者积极参加了i t u t 【l 目在s l a 方面的标准化工作，作为第 一作者完成了“n g n ( n e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k 下一代网络) 的s l a 表示模板 定义指南”文稿，提交给2 0 0 5 年i t u ts g 4 日内瓦专家组会议，引起各国专 家的重视，并将该提案列入了q 7 的工作计划，分配建议编号为m g d s r t ，预 计在2 0 0 5 年9 月份的s g 4 全会上进入a a p ( a c c e l e r a t e da p p r o v a lp r o c e s s ) 程 序。基于项目的研究成果和下一代互联网中i p v p n 业务的管理问题，开发完成 了基于m p l s 技术和d i f f s e r v 网络的i p v p n 业务运营原型系统，使用n e t 、c # 、 x m l 、) ( f l o w 、s q ls e r v e r 数据库等技术进行实现。 ( 2 ) 国家自然科学基金“网络管理质量的评价模型” 本项目主要研究目标是解决下一代网络的网络管理中网络管理质量评估问 题，进行网络管理质量研究方法学的研究，完成网络管理质量的模型化方法， 主要包括提出网络管理质量评估指标体系，研究所提出网络管理质量指标体系 的评估模型和评估过程，研究所提出网络管理质量评估指标及评估模型的应用 方法，完成基本的实验系统。作者提出了网络管理质量的评价模型，从网络管 第2 页 j l g , 邮电大学博士学位论文 支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型 理质量评价过程、评价指标体系、评价方法和接口建模四个方面给出定义。 ( 3 ) 中国网通集团北京市通信公司“北京通信新技术网网管技术研究与开 发”子课题基于软交换的下一代网络网络管理技术规范 本课题的研究目标是完成基于软交换的n g n 网络管理系统功能技术规范 和网络管理接口技术规范。作者作为技术负责人组织制定了n g n 网络管理系 统功能技术规范和n g n 网络管理接口技术规范等五个系列规范，其中 n o n 网络管理接口技术规范包括通用部分、配置资源、性能资源和故障资源四个 子规范。 ( 4 ) 中国网通集团“北京通信宽带网络管理技术研究” 本课题的研究目标是进行宽带网络的网络管理方法研究，完成宽带网络管 理体系结构和网络管理功能需求定义，分接入、传输、交换、业务管理等不同 层面研究宽带网络管理的管理手段、策略、体系结构、功能需求等内容。作者 主要负责完成光传送网( o t no p t i c a lt r a n s m i s s i o n n e t w o r k ) 网络管理和宽带接 入网网络管理部分。 ( 5 ) 北京通信“在数据网络中实施s l a 的应用策略研究” 本课题的研究目标是通过对s a a ( s e r v i c ea s s u r a n c ea g e n t ) 技术的深入分 析，结合北京现有i p 网络现状，研究在网络中通过s a a 实现s l a 的可行性和 方案设计，并在北京i p 网络上提供具有s l a 的业务提供相关参数参考。作者 负责完成了i p 业务s l a 内容和i p 网络运行质量基本指标体系的初步研究并已 形成技术报告，目前该项目进入网络部署和实验阶段。 1 3 文章的结构 本文共包括九章，除第一章前言外，其它章节的内容如下： ( 1 ) 支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型综述( 第二章) 首先介绍了下一代互联网的产生背景与特征，分析比较了q o s 的定义，然 后研究了下一代互联网的q o s 需求，并对网络管理模型相关的研究组织和研究 成果进行详细论述，最后给出了本课题的研究目标。 ( 2 ) 支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型( 第三章) 基于下一代互联网网络管理的q o s 需求，提出了支持策略管理和工作流管 理的下一代互联网网络管理模型，该模型实现了下一代互联网口业务的业务流 程自动化、业务管理灵活性、动态性和扩展性。 ( 3 ) 支持q o s 管理的下一代互联网网络管理流程( 第四章) 分析了支持q o s 管理的下一代互联网网络管理流程研究的重要性，确定了 流程管理的目标，然后以第三章提出的网络管理模型为基础，在流程分析方法 第3 页 北京邮屯大学博士学位论文 支持q o s 管理的下一代互联网弼| 络管理模型 学的指导下提出了下一代互联网网络管理的规范流程，并对各个处理过程和交 互信息进行了详细论述。 ( 4 ) s l a 表示模板定义指南( 第五章) 研究了基于s l a 的服务质量管理的必要性和重要性，分析了s l a 、o o s 和i p 网络性能之间的关系，明确支持q o s 管理的下一代互联网网络管理中s l a 管理需求，然后结合实例详细描述了s l a 表示模板的定义指南。同时针对s l a 中的研究盲点- - s l a 违例处理，定义了s l a 违例处理模板和违例处理流程，并 结合虚拟租用线业务给出了s l a 表示模板定义指南的应用实例，并提出了一种 基于x m l 的s l a 模板表示方法。 ( 5 ) 支持多业务等级的下一代互联网的业务质量评价( 第六章) 深入的分析与研究了互联网上的业务种类和业务特性，针对下一代互联网 的六类典型i p 业务，讨论了服务质量评价保证体系的组成。并以i pv p n 业务 为例，提出支持多业务等级保障的服务质量评价体系结构，按照分层的原则， 从网络数据层、业务数据层到业务质量评价层详细说明服务质量评价算法。 ( 6 1 下一代互联网i pv p n 业务运营系统( 第七章) 以支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型为基础，提出了下一代互联 网中典型业务v p n 业务的管理问题，研究并开发了基于m p l s 技术和d i f f s e r v 网络的i p v p n 业务运营原型系统，对前面四章提出的理论研究和创新点进行了 实验验证。 ( 7 ) 结束语( 第八章) 在对支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型相关研究内容进行了细致 分析的基础上，将全文主要观点进行总结，强调了本文的创新点，对文中的不 足之处进行了简单评述，并对以后还进一步的研究方向进行展望。 综合以上的章节以及前言和结束语，全文各章节间的逻辑关系可用图1 - 1 表示。 图1 - 1 论丈中各章节间的逻辑关系图 第4 页 北京邮电大学博士学位论文 支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型 第2 章支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型综述 2 1概述 2 0 世纪9 0 年代婵网络的巨大成功，使得i p 网有可能成为未来统一的网络 通信平台。下一代互联网的网络规模更大，接入网络的终端种类和数量更多； 网络的应用范围更广泛，提供更大的地址空间；服务更及时，具有服务质量( q o s q u a l i t y o f s e r v i c e ) 保障；易于管理、运营、维护和更高级别的安全保护。因此， 需要对下一代互联网的产生背景、下一代互联网的q o s 需求、网络管理模型相 关的研究组织和研究成果等进行深入的分析。 下一代互联网n g i 是n e x tg e n e r a t i o ni n t e r n e t 的缩写。i n t e r n e t 是下一代网 络的主体，i p 技术是实现下一代互联网的关键技术。目前，下一代互联网还没 有统一的定义，是一个渐进过程。但是以下的趋势已经出现，如电信业务将从 电话扩展到数据、多媒体、流媒体，从固定扩展到移动，从电路型发展到分组 型，从基本业务扩展到增值业务，从大众业务扩展到客户化业务：交换和选路 功能从网络层延伸到物理层；网络的智能从核心移到边缘、从i pe v e re v e r y t h i n g 发展到i pu n d e re v e r y t h i n g ；作为多业务平台其业务控制与承载资源分离，控制 面和管理面界限将淡化等等。 与目前的互联网相比，下一代互联网具有如下的主要特征： f 1 ) 下一代互联网是一个技术融合、网络融合、业务融合、产业融合的高度 融合的网络。 ( 2 ) 下一代互联网具有后向兼容性，能与传统网络( p s t n 、i p v 4 网络等) 互操作与互通，允许网络平滑演进。 ( 3 ) 下一代互联网网络的规模更大，接入网络的终端种类和数量更多，网络 的应用范围更广泛。 ( 4 ) 下一代互联网具有海量地址空间( i p v 6 地址) ，能够实现端到端的高性 能通信。 ( 5 ) 下一代互联网具有完备的对象识别、身份认证、访问授权、数据加密和 完整性机制，网络更加安全可靠。 ( 6 ) 下一代互联网是基于i p 的能够承载话音、多媒体、数据和视频等所有 比特流、满足不同传送特性和服务质量( 实时与非实时、由低到高的数据速率、 第5 页 北京nr g 大学博士学位论文 支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型 不同的q o s 、点到点多播广播会话会议等等) 的多业务网。 ( 7 ) 下一代互联网的服务提供与网络分开，服务功能与传送功能分开，方便 服务与应用的不断演进而不受制于网络。 ( 8 ) 下一代互联网支持个性化、特色化业务，支持业务和应用的移动性。 ( 9 ) 下一代互联网易于管理、运营、维护，体系结构和信息模型能够提供开 放式的接口来适应完全开放与竞争的环境。 2 2 术语与定义 对于q o s 的研究一直是互联网研究领域和电信网研究领域的重点问题。对 于i p 网络q o s 问题的研究已经取得了许多重要的成果，这些研究成果在实际 应用中也收到了一定的效果，但是目前关于q o s 的概念比较混乱。由于一些历 史原因导致不同研究组织，如i t u 、e t s i t 6 1 1 7 】、i s o t l 8 棚i 】、i e t f 2 田等对于q o s 给出了不同的定义，这些定义的内涵不尽相同。随着i p 技术在应用范围的不断 扩大，q o s 概念从外延到内涵都得以扩展。 表2 - 1q o s 的定义与比较 q o s 概念 覆盖范围特点 i e t fi p 层 1 研究范围主要局限于t c p i p 协议栈的i p 层， 没有从整网的角度去分析问题。 2 另外，目前i e t f 在提供保证q o s 方面的几乎 所以研究都仅限于单个网络而不是多个网络，自 治域，即i e t f 还没有涉及多个网络保证端到端 q o s 的技术路线。 i t u e t s i网络中的各个运营实体从网络运营的角度出发，直接面向网络中的运 营实体( 用户、s p 、n p 等) ，在实际应用中通 常需要更为深入的技术层面的支持。 i s oo s t 网络模型的各个协o s i 七层模型为理论模型，逻辑抽象层次较高， 议层次之间、多个协议需针对具体网络进行功能细化，通常不能直接 栈的对等协议层之间应用到具体的网络中。 如表2 - 1 所示，i e t f 对于q o s 的定义只是局限于网络层，即通常所说的 q o s 是指i p 层的q o s ，而不是从整个i p 运营网络的角度来分析q o s 。而实际 上，从用户的角度来讲，用户并不关心i p 层的q o s ，其所关心的是其最终能够 得到什么样的业务，以及这些业务的服务质量( q o s ) ；从服务提供商的角度来讲， 其主要关一t i , 女1 1 何利用网络提供商提供的网络服务，通过优化自身的基于业务的 处理逻辑，为用户提供具有某种q o s 级别的服务；从网络提供商的角度来讲， 其主要关心服务提供商对其提出怎样的i p 层q o s 需求，并通过何种i p 层q o s 保证策略来满足这种需求。而r r u 和e t s i 正是基于对电信网络的运营经验， 按照上述对网络中各个功能实体( 同时也是运营实体) 之间所存在的服务关系的 第6 页 北京邮电大学博士学位论文支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型 理解来定义q o s 概念的。 这种基于网络运营实体的q o s 概念对于网络运营有一定的指导意义。但是 在实际网络运营中，网络中各个功能实体，如用户、服务提供商、网络提供商 之间的功能边界定义的并不清晰，有的电信运营商不但做为n p 而且同时也是 s p ，并且即使是同样做为n p 或s p ，不同的n p 或s p 所具有的功能集合也并 不相同，其在电信运营网络的网络结构中所对应的网络层次也不尽相同( 业务 层、业务承载层、i p 承载层、底层网络等) 。这就使得用户、s p 、n p 之间的功 能边界比较模糊，这些实体之间的关于服务质量的性能参数不能采用一种统一 的方式来定义，也就使得用户与s p 之间、s p 与n p 之间的s l a 中关于q o s 的 内容不能采用统一的方式来确定。 为了进一步明确用户、s p 、n p 之间的功能边界，需要一种更为深入的、更 接近网络技术层面的q o s 定义，而基于网络的协议栈的q o s 定义正是我们所需 要的。它可以更为清晰的定义网络中各个协议层面之间的服务，以及这些服务 所对应的服务质量( 性能参数) 。而i s o i e c 所提出的q o s 定义正是基于网络 七层协议栈模型的，可以对不同协议层之间的q o s 参数进行定义。这样，对于 某种业务，用户、s p 、n p 分别对应七层协议栈模型的不同协议层次，则他们 之间在定义s l a 时，s l a 中关于q o s 参数的定义正是这些协议层之间的q o s 参数。采用i s 0 的q o s 定义方式对于i p 网络的服务质量的评估更有指导意义。 i s 0 关于q o s 的定义是目前为止最有实际指导意义的，它是对r r u 中q o s 定义继续深化的结果。但是应该认识到：i s 0 的o s i 七层协议栈模型只是一个 理论参考模型，它具有较高的逻辑抽象层次，当其应用到具体网络时需要把这 些协议栈进行相应的功能细化和协议本地化，从而形成更有实际指导意义的i p 网q o s 模型。对于i p 网络来讲，直接应用0 s i 七层协议栈模型来对其分析在 可操作性方面存在一定的难度。 随着对q o s 研究的不断深入，人们已经逐渐意识到q o s 不只是i p 层的q o s ， 而应该是与i p 运营网络各个层面均相关的整个i p 网络的q o s 。这种认识的转 变不但拓展了q o s 的研究领域，而且为传统的m 层q o s 研究提供了新思路， 同时也提出了新问题和新要求。比如关于i p 层q o s 性能参数测试方法的研究 正从基于网元的i p 层q o s 性能参数的测量向基于全网的、端到端的i p 层q o s 参数的测量转变；i p 层q o s 类别的划分、i p 网络性能指标的确定以及这些指标 面向端到端网络的分配准则；各种业务的应用层q o s ( 包括性能参数、测试方 法、优化策略) 、应用层q o s 与网络层q o s 的对应关系、网络层q o s 与链路层 q o s 的对应关系等方面的研究也在进行之中，具有着广阔的研究空间和良好的 发展前景。 第7 页 北京邮电大学博士学位论文支持q o s 管理的下一代互联网网络管理模型 2 2 1 本文q o s 约定 q o s 是广泛使用的个术语，长期以来被赋予了各种不同的含义和使用方 法，前面已经分析了不同标准组织提出的q o s 定义并进行了比较，根据比较的 结果，本文倾向于采用i t u t 组织对q o s 的定义。但是i t u t 组织给出的q o s 定义也有不同的版本，因此有必要明确本文采用的q o s 定义的内涵和外延，对 进一步确定下一代互联网q o s 管理内容、s l a 管理范围，s l a 、q o s 和业务性 能、网络性能之间的关系具有重要的意义。 i t u te 8 0 0 定义q o s 为决定用户服务满意度的服务性能的集合效果 ( q u a l i t yo fs e r v i c e i st h ec o l l e c t i v ee f f e c t so fs e r v i c ep e r f o r m a n c ew h i c h d e t e r m i n e st h ed e g r e eo fs a t i s f a c t i o no f au s e ro f as e r v i c e ) ，该标准同时声明， q o s 不用于表示从比较观点得到的优秀等级程度，也不用于定量的技术评估。 这种定义在过去很长一段时间内被业界广泛接受