（计算机应用技术专业论文）检察系统专用网络的方案设计与实施.pdf

山东大学硕士学位论文 摘要 随着科学技术的日新月异，信息化已是世界经济和社会发展的大趋势。信息 网络技术的推广和运用，促进了现代社会的高速发展。检察机关作为国家的法律 监督机关，开展科技强检工作。加强信息化建设，运用高科技服务检察工作，实 现办公自动化、办案现代化，更有力地打击犯罪活动，维护司法的公正和统一， 已是势在必行、刻不容缓。检察机关信息化建设主要包括硬件建设、软件建设和 网络建设。硬件建设是前提，软件建设是基础，网络建设则是核心和关键。 本文主要研究了山东省检察系统专线网建设项目的技术选型、系统设计及系 统实施方案，从检察业务需求的角度出发，针对检察系统实际进行了探讨。本文 主要分为五个部分：第一部分，是系统的需求分析，论述了“三网合一”的概念， 系统的建设背景、应用类型及带宽需求。第二部分，是主要网络技术的分析比较， 包括a t m 技术与i p 技术的对比，帧中继线路与s d h d d n 线路的分析对比，v o a t m 、 v o f r 、v o i p 三种语音技术的分析比较。当前，v o i p 技术日益成熟和流行，在专用 网络上增加适当的设备实现内部网络电话，不仅提高了安全性，而且节省了大量 的话费，是一种非常有效的方式。第三部分，是对全网的结构设计、设各选型。 整个系统采用分层设计的思想，分为核心层、汇聚层、接入层三个层次，采用分 层结构易于管理、易于扩展。有利于优化性能及故障排查。全网设备采用统一品 牌，以保证设备的兼容性，便于管理和维护，各节点根据具体需求进行配置，既 能满足网络需要并提供一定的冗余，又不造成浪费。第四部分，是对v o i p 网络的 设计，包括结构的设计和o o s 的实现。第五部分，对系统的实施进行了研究，对 广域网的配置、管理提出了具体的措施。 对于全省范围的网络系统来说，系统的规划与管理是非常重要的，首先要有 合理有效的i p 地址规划和路由策略，o s p f 是适合大型网络的有效的路由方式。针 对v o i p 系统，首先要进行编码规划，根据编码规则进行统一的配置管理。另外， 要有良好的管理维护方式，如统一的网管、集中式配置、带宽分配与动态管理、 用户验证、日志管理等。 关键词：网络设计、v o i p 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h eq u i c k l yc h a n g i n go ft e c h n o l o g y ，i n f o r m a t i o n i z a t i o ni sv e r y i m p o r t a n ti nt h ew o r l de c o n o m i ca r e aa n dt ot h ed e v e l o p m e n to fs o c i e t y t h ep o p u l a r i z a t i o na n da p p l i c a t i o no fi n f o r m a t i o nn e t w o r kt e c h n o l o g y a c c e l e r a t et h ep r o g r e s so ft h ec u r r e n tw o r l d i ti si m p e r a t i v ea n dn ot i m e t od e l a yf o rp r o c u r a t o r a t e ，a ss u p e r v i s o r yd e p a r t m e n t so fo u rc o u n t r y ，t o a p p l ys c i e n c ea n dh i g h t e c ht ot h e i rw o r k ，c o n s t r u c tt h ei n f o r m a t i o n c o m m u n i c a t i o ns y s t e ma n dr e a l i z et h ea u t o m a t i z a t i o na n dm o d e r n i z a t i o no f o f f i c i a ld u t i e s s ot h ec r i m i n a lb e h a v i o rc a nb eb e a t e na n dt h ej u s t n e s s a n du n i f i c a t i o no fj u d i c a t o r yc a nb ev i n d i c a t e d t h ec o n s t r u c t i o no ft h e p r o c u r a t o r a t ei n f o r m a t i o nc o m m u n i c a t i o ns y s t e mi n c l u d e st h ec o n s t r u c t i o n o fh a r d w a r e ，s o f t w a r ea n dn e t w o r k s t h ec o n s t r u c t i o no fh a r d w a r ei st h e p r e m is e ，t h ec o n s t r u c ti o no fs o f t w a r eist h eb a s ea n dt h ec o n s t r u c ti o no f n e t w o r k sist h ek e r n e la n dt h ek e y i nv i e wo ft h er e q u i r e m e n t so fo p e r a t i o n so ft h ep r o c u r a t o r a t e ，t h i s p a p e rd i s c u s s e st h et e c h n o l o g ys o l e c t i n g ，t h es y s t e md e s i g n i n ga n dt h e s y s t e mi m p l e m e n t i n gs o l u t i o no ft h es h a n d o n gp r o v i n c ep r o c u r a t o r a t e s p e c i a ln e t w o r kc o n s t r u c t i o np r o j e c t t h i sp a p e ri n c l u d e sf i v ep a r t s t h ef i r s tp a r ti sa b o u tt h ea n a l y s i s o ft h es y s t e mr e q u i r e m e n t s i td i s c u s s e st h ec o n c e p to f “c o m b i n a t i o no f t h r e en e t w o r k s ”a n dt h ec o n s t r u c t i n gb a c k g r o u n d ，a p p l i c a t i o na n d b a n d w i d t hr e q u i r e m e n to ft h es y s t e m t h es e c o n dp a r ti sa b o u tt h ea n a l y s i s a n dc o m p a r i s o no fm a j o rn e t w o r kt e c h n o l o g i e s ，i n c l u d i n gt h ec o m p a r i s o no f a t mt e c h n o l o g ya n di pt e c h n o l o g y ，t h ea n a l y s i sa n dc o m p a r i s o no ff r a m er e l a y a n ds d h d d n ，t h ea n a l y s i sa n dc o m p a r i s o no ft h et h r e ep h o n e t i ct e c h n o l o g i e s v o a t m 、v o f ra n dv o i p n o wt h ev o i pt e c h n o l o g yi sm o r ea n dm o r ep e r f e c t a n dp o p u l a r i ti sa ne f f e c t i v ew a yt oa t t a c ht h ea p p r o p r i a t ee q u i p m e n t s t ot h es p e c i a ln e t w o r kt or e a li z et h ei n n e rt e l e p h o n en e t w o r k ，b e c a u s ei t c a ne n h a n c et h es e c u r i t ya n ds a v el o t so fc h a r g e sf o rt h eu s eo ft e le p h o n e s t h et h i r dp a r ti sa b o u tt h es t r u c t u r ed e s i g na n dt h es o l e c t i n go fe q u i p m e n t s o ft h ew h o l en e t w o r k b ym e a n so fl a y e r e dd e s i g n i n g ，t h ew h o l es y s t e mc a n b es e p a r a t e di n t ot h r e el a y e r s c o r el a y e r ，c o n v e r g e n c el a y e ra n da c c e s s l a y e r w i t hl a y e r e ds t r u c t u r e ，i ti se a s yt om a n a g e ，e x p a n dt h es y s t e m ， o p t i m i z et h ep e r f o r m a n c ea n df i x t h eb u g s i no r d e rt ok e e pt h e 1 1 山东大学硕士学位论文 c o m p a t i b i l i t yo ft h ee q u i p m e n t s ，a l lt h ee q u i p m e n t so ft h ew h o l en e t w o r k h a v et h es a m eb r a n d t h e nt h es y s t e mc a nb em a n a g e da n dm a i n t a i n e de a s i l y e v e r yn o d ec a nb ec o n f i g u r e da c c o r d i n gt ot h ep a r t i c u l a rr e q u i r e m e n t s ， w h i c hc a ne i t h e ra s s u r et h er e q u i r e m e n t so ft h en e t w o r k ，o rp r e v e n tt h e w a s t e t h ef o u r t hp a r ti sa b o u tt h ed e s i g no fv o i pn e t w o r k ，i n c l u d i n gt h e s t r u c t u r ea n dt h eq o si m p l e m e n t i o n t h ef i f t hp a r ti sa b o u tt h ei m p l e m e n t i n g o ft h es y s t e m ，t h ec o n f i g u r a t i o na n dt h em a n a g e m e n to ft h ew a n f o ran e t w o r ks y s t e mo ft h ew h o l ep r o v i n c e ，t h el a y o u ta n dt h e m a n a g e m e n to ft h es y s t e ma r ev e r yi m p o r t a n t p r i m a r il y ，t h ep r o p e rl a y o u t o fi pa d d r e s s e sa n dr o u t i n gp o l i c ya r en e e d e d 。s u c ha so s p ti sa ne f f i c i e n t r o u t i n gm e t h o df o rl a r g en e t w o r k f o rv o i ps y s t e m 。t h ef i r s tt h i n gi st o m a k et h ec o d ep o l i c y ，a c c o r d i n gw h i c ht oi m p l e m e n tt h ec o n f i g u r a t i o n m a n a g e m e n t t h es e c o n di st oh a v ep e r f e c tw a y so fm a n a g e m e n ta n dm a i n t e n a n c e s u c ha s ，c e n t r a l i z e dm a n a g e m e n to fn e t w o r k s ，c e n t r a l i z e dc o n f i g u r a t i o n ， a l l o c a t i o na n dd y n a m i cm a n a g e m e n to fb a n d w i d t h ，u s e ra u t h e n t i c a t i o na n d m a n a g e m e n to fl o gf i l e s ，e t c k e y w o r d s ：n e t w o r kd e s i g n i n g ，v o i p 1 1 1 山东大学硕士学位论文 原创性声明和关于论文使用授权的说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立 进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含 任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责 任由本人承担。 论文作者签名：墓巨觑盘 e t 期：丝! 兰壁塑 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被 查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文 和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：矩必导师签名：数日期：冱生z 2 ，i ? 山东大学硕士学位论文 1 1 建设背景 第l 章需求分析 在2 0 0 2 年政府工作报告中朱总理指出：政府职能在于经济调节、市场监管、 社会管理和公共服务。电子政务的任务就是要将这四大职能电子化、网络化，全 面提高政府部门依法行政的水平。 电子政务内涵就是利用信息技术进行行政管理，这在国家的行政部门达成了 共识，也是对电子政务最务实的定义。从国内来讲，目前电子政务分为四个发展 阶段：第一个阶段，8 0 年代初提出办公自动化，公文处理：第二个阶段，1 9 9 3 年 1 2 月提出“三金工程”，政府在经济行业实旃信息化工程( 三金是指金税、金关和 金卡) ：第三个阶段，1 9 9 9 年，因特网普及并开始在政府部门应用，当时很多人认 为政府上网，就是在网上建有自己的主页和网站，有信息发布就是电子政务，直 到1 9 9 9 年9 月份提出的政府上网工程，才真正全面推动了政府信息化：第四个阶 段，2 0 0 0 年1 0 月，电子政务被列入“十五计划”重要内容，以信息化带动工业化， 实现社会生产力跨越发展，电子政务进入一个新的时期。 党的十六大提出：信息化是我国加快实现工业化和现代化的必然选择，要大 力推行电子政务，在经济和社会领域广泛应用信息技术。党的十六届三中全会明 确提出要全面推进经济法制建设，加强执法和监督，提高行政执法、司法审判和 检察的能力水平，确保法律法规的有效实施，维护法制的统一和尊严。这些重要 精神对进一步加强和改进检察工作提出了新的更高的要求。以信息化建设为重点， 进一步加快科技强检步伐，积极把现代科技手段运用于检察业务建设和队伍管理， 探索业务建设、队伍建设和信息化建设相结合的管理机制，是检察机关不断提升 检察工作创新水平，强化法律监督职能，加大工作力度，提高工作水平和办案质 量的客观要求。 在全国检察系统一级网已建成并稳定运行的情况下，山东省检察系统随之确 定了建设全省统一的= 、三级专线网络的总体目标，本文对山东省检察系统专线 网络的设计、实施与管理进行了研究。 1 2 建设目标 目前。全国检察系统广域网络共分为最高人民检察院一省级院一市级院一基 层院三级网络结构，本项目主要进行山东省检察系统二、三级网络系统的建设。 二级网络主要以省院为中心，连接下属市级院共1 9 个节点，实现“三网合一”： 第l 页 山东大学硕士学位论文 三级网络主要以市级院为中心，连接1 4 9 个基层院，实现“三网合一”。 l 、利用合理的网络设备、通信线路建设连通省检察院、市级院和基层院的的 广域网络系统。实现数据、语音、视频“三网合一”的多业务综合信息平台。 2 、利用合理的容错、备份及安全策略保证网络通道的可靠以及传输数据的安 全性。 3 、具有较好的扩展性，包括网络传输带宽，网络接口类型，网络业务服务类 型，网络传输服务协议，网络用户规模等方面的扩展，以适应未来发展的需要。 4 、提供足够的数据传输带宽，满足办公业务数据安全可靠的传输。 5 、充分利用租用线路的带宽，利用三网合一技术传输电话语音、视频信号并 达到较高的可用级别，提高线路使用率，节省经费，提高效率。 6 、建成后的广域网系统以统一的广域线路作为信息传递的基础，通过先进的 网络管理系统，按照权限对各个子系统的设备及应用进行统一管理。 1 3 需求分析 山东省检察院系统广域网承载的主要应用有信息发布系统、检察业务管理系 统、办公自动化系统、绩效评估系统、电子邮件系统、语音系统、视频会议系统 等，网络上传输的信息流量很大，而视频、语音信号都对实时性要求较高，对网 络延时敏感，视频信号对网络带宽要求较高。 1 、实现不同网络间的互连互通 符合全国检察系统网络的统一规划，各级节点具备与本系统上级节点或 下级节点互连互通的能力。 各级节点与实现本地局域网络的互连，并保证全系统各级局域网络的互 连互通。 具备与本地政( 公) 务网、政法网络的横向互连互通的能力。 2 、支持多种应用 ( 1 ) 、数据传输 实现广域网上的数据传输，包括电子邮件系统、信息发布系统、网络办公系 统、检察业务数据传输、机要文件传输、v o d 系统、数据库访问等，最大限度地实 现资源共享。 ( 2 ) 、专线电话 网络设备要能提供e 1 、e m 、f x o f x s 等多种接口，可连接多种程控交换机， 实现各级检察机关通过专线网进行专线电话通信。 ( 3 ) 、视频会议 支持随时召开视频会议功能，确保会议图像、声音信号质量高，系统稳定、 可靠，并支持数据会议功能。 第2 页 山东大学硕士学位论文 3 、实施q o s 策略，确保业务服务质量 为不同的业务提供不同的o o s 保证实现有效的带宽管理控制和带宽综合利 用，优先保证关键业务。 4 、全网统一网管 通过网管系统实现全网的统一管理，具有实时显示网络拓扑，监视节点设备 状态，收集错误、告警等日志信息，网络流量分析，集中式身份验证、授权i 审 计，批量配置修改等功能。 1 4 系统建设思想 山东省检察系统专线网应全面满足全省检察机关信息化建设与发展规划的要 求，围绕国家信息化建设的总体格局，构建以信息应用为主导、以信息资源为核 心，以信息网络为基础。以信息技术为支撑，以信息人才为依托，以信息安全为 保障的综合体系，加快检察机关网络信息技术的普及与应用，充分发挥计算机网 络实现管理控制和决策支持的职能，提高现代办公、办案的效率和质量，逐步实 现办公现代化、信息资源化、传输网络化、决策科学化。 1 4 1 注重实用性和可行性 在本方案设计中充分考虑了山东省检察系统办公、办案业务的具体特点，针 对具体应用来设计网络系统，充分注意实用性和可行性。 在飞速发展的信息时代，网络的作用是至关重要的，网络技术与网络设备的 发展更是如火如荼。几乎每隔几个月，就会出现更新更好的网络技术和网络产品， 原有的各项技术和产品也随之发展得越来越成熟。在网络系统的建设中，要充分 利用成熟的技术，避免盲目追求最新技术，并保证系统在适当的时机可以方便地 实现升级。同时要充分考虑应用系统对处理能力的需求，防止发生小马拉大车的 现象。 1 4 2 注重系统可用性、可靠性、可维护性 可靠性与稳定性 由于本广域网系统承载的是检察院业务数据，较小的失误都可能造成较为重 大的后果。整个系统长期可靠的运行，对保证检察院业务和管理工作的正常运转， 具有非常重大的意义。因此，准确、安全、不间断的数据传输与存储变得十分重 要。为了确保整个系统运行的可靠性，平台系统应具有强大的容错能力，例如： 在关键设备和部件上配置备份保护措施，并在网络传输上采用容错连接等。 可管理性 第3 页 山东大学硕士学位论文 山东省检察系统广域网是覆盖全省的网络系统，系统建成后，相关节点将达 1 7 0 多个，整个系统的管理将是相当复杂的。系统管理员应能够在不影响系统运行 的情况下对网络进行灵活地配置、实时地监控、严格地控制、系统地分析。不管 网络设备的物理位置在何处，网络都应该是可以控制的。 易维护性 从硬件平台系统的选择到应用系统的设计都应充分考虑系统的易维护性，设 计上尽量采用易于维护的系统平台，保证操作简单，且维护成本较低。 1 4 3 保护投资，考虑未来发展 山东省检察院系统广域网的建设和发展需要财政的大力支持，如何利用好有 限的资金是需要仔细考虑的问题。因此，该系统的建设应该本着少量投资，尽快 发挥效益，再投资，再发展的滚动发展方式，并最终完成系统的建设。 可扩充性 系统网络结构应易于扩充，硬件平台应具有可升级性，以满足今后不断增加 的需求和可能出现的较大负载。 投资保护 在保证系统能够安全、可靠运行的前提下，应该最大限度地降低系统造价， 保护原有设备及应用系统投资。在网络系统建设过程中，考虑到计算机与网络技 术的发展是非常迅速的，通常不可能选择一种永远不过时的产品及网络技术。所 以在系统建设时，应该将投资与目前的应用紧密结合起来，并具备向更高的技术 过渡的途径。 超前性 许多仓促规划的系统往往在短短数年内便不能适应系统扩充的要求，造成系 统的投资不能得到有效的保护。故而，本系统的建设思想应体现超前性，使山东 省检察院系统广域网能够与业务需求同步增长，使得系统规模在业务急骤扩张的 过程中亦不需要重新进行系统规划与设计，并能够顺利、平稳地向更新的技术过 渡。 第4 页 山东大学硕士学位论文 第2 章技术分析及选型 2 1 骨干网技术分析 2 1 1a t m 技术 a t m 是一种将信息划分为4 8 个字节的固定长度( 称为信元) ，再附加上5 个字 节的控制信息( 称为信元头) 进行发送的信息复用和交换技术。它继承了分组交换的 统计复用技术，不是通过时隙在帧内的位置，而是通过信息中的信元头来区分不 同的通路。用户若无信息发送，可不占用时隙，该时隙可让别的用户使用，故可 提高信道利用率。它吸收了电路交换的快速交换特点，全部用硬件处理，简化了 传统分组交换协议的层次，交换机输入输出的速率可以很高( 1 5 5 2 5 m b p s 、 6 2 2 0 8 m b p s 、2 4 4 8 g b p s ) ，网络节点不需要执行复杂的差错控制和流量控制等 功能，处理时延大大降低。 a t m 具有分组交换和电路交换的优点。 1 、传输速率可以灵活改变，既可以传送交换速度低至1 k b p s 的遥测信号，又 能支持变速业务； 2 、交换时延低，既支持非实时性业务，又支持实时性业务，同时提供数据、 话音、图像、电视和多媒体等业务，实现各种业务的综合应用。 3 、信道利用率高，采用统一的统计时分技术，实现信元的复用和交换。 2 1 2i p 技术 i p 本来只是i n t e m e t 的网络层协议和重要的技术基础，由于它代表了无连接通 信方式的本质特征，成为区别传统通信方式的基本标志，因此，人们说到i p 往往 就意味着i n t e m e t ，就意味着无连接通信方式和无连接通信技术。将i p 和a t m 比 较，也往往是从这个意义上讲的。 t c p i p ( 传输控制协议- a 连网协议) 是美国期坦福大学1 9 7 3 年提出的，由 v i n t o ng g e r f1 9 7 5 年开始开发，1 9 7 7 年正式取代a r p a 网原来采用的n c p ( n 络 控制协议) ，它发展了p u a lb r a n 提出的分组交换原理，成为i n t e m e t 骨干网络的基 础协议。1 9 8 9 年w w w ( w o r l dw i d ew e b ，简称w e b ) 的出现，使i n t e r n e t 的面貌发 生了根本变化，使其从单纯的数据通信网络发展成为能够在世界范围内共享和发 送信息的分布文件系统，其利用价值飞速提高，t c p i p 协议也因此得到广泛普及。 i n t e m e t 是一个路由器加专线的存储转发型网络，而i p 协议实质上是一种不需要预 第5 页 山东大学硕士学位论文 先建立连接，而直接依赖于i p 分组头信息决定分组转发路径的数据协议。 i p 协议具有其他通信协议所没有的突出优点。 1 、i p 为一种网络互连协议，容易实现异种网络互连： 2 、i p 协议采用无连接技术，特别适合于电子邮件、信息检索等非实时的短报 文通信； 3 、具有统一的寻址体系，网络可扩展性强； 4 、i p 协议采用独立服务的模块化结构，可以支持多种不同应用，容易增加新 业务。 2 1 3a t m 技术与ip 技术的比较 由于a t m 网卡价格高，又没有良好的标准开放式的应用程序接口( a p i ) 支持等 原因，真正基于信元到桌面a 1 m 业务的市场前景并不看好，随着i n t e r a c t 的急剧 发展，i p 在桌面应用的主导地位几乎已成定局，a t m 在桌面应用上很难与i p 竞争。 a t m 网络最受青睐的是可提供不同等级的业务质量服务( q o s ) ，但是q o s 并不 是a t m 所特有的，经过i n t e m e t 长期的发展和i n t e m e t 运营商的运营经验，提供l p q o s 的服务已经成为可能，而且是运营商是否获得利润的关键。 虽然a t m 与i p 均可提供q o s 的服务，但是如果a t m 交换机没有i p 的智能， 就很难利用a t m 的q o s 服务。实际上a t m 与i p 的结合仍处于演变过程中，i e t f 的m p l s 小组的成立，已说明在真正使i p 与a t m 实现无缝的结合，必须使a t m 具有真正i p 的智能化( 路由协议，i p q o s ) 。 在前几年，i n t e m e t 骨干网上很多采用a t m 传输i n t e m e t 业务，但是从去年起， i n t e m e t 骨干网逐渐进行演变，演变方式有两种：如果其a t m 网可以平滑过渡到 i p 智能，则采用m p l s 的方式。如果其a t m 网络没有能力过渡到i p 智能化，则 将其a t m 网络拆除( 如：u u r 旺t ) 。 近几年，大量i n t e m e t 主干，如：u u n e t 、s p r i n t 等纷纷采用一种更为有效 的方式实现i p 的传输i po v e rs o n e t i s d h o p t i c a l 。其传输模型如图： 第6 页 山东大学硕士学位论文 图2 1 从网络的分层结构来看，a t m 位于i p 和物理层之间。目前在城域网主要采用 s o n e t ( 同步光纤网) 或s d h ( 同步数字层次网) 作为物理层，s o n e t 与s d h 是类似的技术，前者是a n s i 标准，主要用在北美后者是s o n e t 的1 1 u ( 国际 电信联盟) 版，主要用在欧洲市场和我国。a t m 可以承载各种业务，使用i p 协议 的数据只是其中之一，其他的诸多业务是直接运行在a t m 之上的而不通过i p 这 样的网络层，如话音业务利用a t m 的线路仿真功能( c i r c u i te m u l a t i o n ) 。a t m 是 各种业务的核心，即使a t m 传送i p 包的效率不高，但其支持多业务信息流的能 力已足以使其受到电信服务提供商的青睐。可是，今天的情况发生了变化，i p 成 为各种业务的核心，数据、话音和视频业务都可由i p 来承载。既然如此，还有什 么必要在i p 和s d h ，s o n e t 之间加入一个删层呢? 去掉a t m 层会大大提高口 的传输效率，特别是当数据的业务量超过话音和视频业务量时。这就是i po v e r s d h s o n e t 技术产生的原因。这个技术极大地动摇了a t m 在广域网和城域网中 的地位。 实际上对于这两种模型的工作效率，特别是对s d h 的使用效率有比较明显的 区别，如下图： 第7 页 山东大学硕士学位论文 s p ee f f i c i e n c y p a c k e t - o v e r s o n e tv s a t m o v e r - s o n e t 图2 2 从图中可看出，i p o v e rs d h 对s d h 的使用效率最低为8 6 8 ，最高为9 9 8 。 而a t m 通过s d h 的使用效率最低为4 3 最高为8 9 。因此可看出通过i f o v e rs d h 的技术可充分利用s d h 的带宽。 另外，作为i po v e rs d h 的打包采用直接的p p p 方式，比i p 包通过a t m 进行 传输的开销减少，总的传输效率提高。如果采用a t m 通过s d h 进行连接就会大 大降低i p 业务在s d h 上的传输效率，浪费s d h 的带宽。另外，如果使得l a n e 服务跨城市进行，不仅会对s d h 带宽造成不必要的浪费，对于a t m 网络本身的 v c 资源同样是浪费。因此采用p 骨干网络是最佳方式。 i p 已经主宰上层应用，也将是未来应用的主流，特别是i p 技术目前正在逐渐 发展和完善出一整套服务质量保证方案，逐步将应用从数据领域扩展到话音和视 频领域，最终发展成为未来宽带网络的单一主流技术。因特网自1 9 9 4 年开始商业 化以来，其流量几乎是以每半年翻一番的速度快速增长，据统计，目前骨干网上 数据业务量和语音业务量已经持平，i p 技术正在向电信公司的核心网络推进，在 不久的将来传统电信业务( 包括话音、传统数据业务和视频) 也将逐步转到i p 网 上，有百年历史的电路交换网络将被基于i p 应用的分组交换网络逐渐取代。 基于以上诸多因素的综合考虑，山东省检察系统专线网骨干选择采用i p 技术。 2 2 广域线路技术分析 目前在山东省广域线路的资源主要有三种s d h d d n 、f r a m er e l a y ( 帧中继) 、 第8 页 山东大学硕士学位论文 a t m ，由于高检院一级网络采用的是帧中继广域线路，同时s d h d d n 又是众多 政府部门组网的第一选择，这里就f r a m er e l a y 和s d h d d n 广域线路作简单介绍 和比较。 2 2 1 帧中继线路 1 、帧中继业务 帧中继业务是在用户一网络接n ( u n i ) 之间提供用户信息流的双向传送，并保 持原顺序不变的一种承载业务。用户信息流以帧为单位在网络内传送，用户网络 接口之间以虑电路进行连接，对用户信息流进行统计复用。 帧中继网络提供的业务有两种：永久虚电路和交换虚电路。目前已建成的帧 中继网络大多只提供永久虚电路业务，对交换虚电路及有关用户可选业务的研究 正在进行之中。 f r 柚：帧中继组装和拆分p v c ：永久虚电路l “：局域网 永久虚屯貉业鲁曩墨 图2 4 2 、帧中继的带宽管理 帧中继网络通过为用户分配带宽控制参数，对每条虚电路上传送的用户信息 进行监视和控制，实施带宽管理，以合理地利用带宽资源。 ( 1 ) 、虚电路带宽控制 帧中继网络为每个用户分配三个带宽控制参数：b c 、b e 和c i r 。同时，每隔 t c 时间间隔对虚电路上的数据流量进行监视和控制。t c 值是通过计算得到的， t c = b c c i r 。 c i r 是网络与用户约定的用户信息传送速率。如果用户以小于等于c i r 的速 率传送信息，正常情况下，应保证这部分信息的传送。b c 是网络允许用户在t c 时间间隔传送的数据量，b e 是网络允许用户在t c 时间间隔内传送的超过b c 的数 第9 页 笔一 拿? 一 山东大学硕士学位论文 据量。 ( 2 ) 、网络容量配置 在网络运行初期，网络运营部门为保证c i r 范围内用户数据信息的传送，在 提供可靠服务的基础上积累网管经验，使中继线容量等于经过该中继线的所有 p v c 的c i r 之和，为用户提供充裕的数据带宽，以防止拥塞的发生。同时，还可 以多提供一些c i r = 0 的虚电路业务，充分利用帧中继动态分配带宽资源的特点， 降低用户通信费用，以吸引更多用户。 随着用户数量的增加，在运营过程中，可逐步增加p v c 数量，以保证网络资 源的充分利用。同时，c i r j o 的业务应尽量提供给那些利用空闲时间( 例如夜间) 进行通信的用户，对要求较高的用户应尽量提供有一定c i r 值的业务，以防止因 发生阻塞而造成用户信息的丢失。 3 、拥塞控制 u n ! 接口处拥塞控制管理在q 9 2 2 建议附件a 和1 3 7 0 建议中规定。 帧中继在处理拥塞方面采用显示拥塞通知和隐式拥塞检测。所谓显示拥塞通 知是在q 9 2 2 帧中使用f e c n 和b e c n 比特，网络可对用户帧中的这两个比特最 位，以通知端用户在业务量同向或反向上发生了拥塞。所谓隐式拥塞是依赖端用 户设备的智能检测拥塞状态的存在，当发生网络拥塞时，网络可以丢弃d e 比特置 为“1 ”的帧。用户端到端高层协议一旦检测出数据丢失，则表明网络发生拥塞。 拥塞控制主要应用拥塞避免和拥塞恢复这两个机制。拥塞避免是在发生拥塞 状态时，网络通过在用户数据帧中置位b e c n 和f e c n ，对用户发出明确通知， 如果此时用户有效地降低发向网络的业务量，就可缓解拥塞状态。拥塞恢复是在 用户设备不能有效地对b e d n f e c n 进行反应，致使网络拥塞更趋严重时引发的。 网络首先丢弃d e 比特置位的用户帧。如果仍不能缓和拥塞，则会丢弃b e 数据及 至b c 数据。 2 2 2s d h d d n 线路 1 、s d i - i i ) d n 概念 s d h 是一套可进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的标准化数字信号 的结构等级，而s d h 网络则是由一些基本网络单元( n e ) 组成的，在传输介质上( 如 光纤、微波等) 进行同步信息传输、复用、分插、和交叉连接的传送网络，它具 有全世界统一的网络节点接口( n n i ) 。s d h 采用一套标准化的信息结构等级，称 之为同步传送模块s t m n 。同时具备一套灵活的复用于映射结构，允许将不同级 别的信号经处理后放入不同的虚容器( v c n ) 中，因而具有广泛的适应性。 s d h 在组网时采用了大量的软件功能进行网络管理、控制及配置，具有很强 的可扩充性和可维护性，尤其是在环形网、网状网等网络中应用时，可进行灵活 第1 0 页 山东大学硕士学位论文 的组网与业务调度，可实现高可靠的网络自愈。 d d n 是广域线路业务中较早出现的技术，可以提供比s d h 更为低速的带宽 ( 如6 4 k 1 2 8 k 等) 。实际上，d d n 是s d h 的延伸和细化，s d h 是d d n 的骨干 核心网络。正是宽带业务的普及，s d h 才由后台走到前台。由于d d n 业务开展的 相对较早，所以d d n 网络覆盖的范围很大，几乎到了无所不在的程度。也正是因 为d d n 业务地域广和带宽选择灵活等特点，d d n 广域线路仍会在很长一段时间 发挥作用。 2 、s d h ，d d n 的主要特点 ( 1 ) 、由于采用了同步复用方式和灵活的复用映射结构，使低阶信号和高阶 信号的复用解复用一次到位，大大简化了设备的处理过程，省去了大量的有关电 路单元、跳线电缆和电接口数量，从而简化了运营与维护，改善了网络的业务透 明性。 ( 2 ) 、s d h 网可容纳各种数字业务信号，因此具有完全的前向兼容性和后向 兼容性。 ( 3 ) 、由于具有全世界统一的网络节点接口，并对各网络单元的光接1 ：3 有严 格的规范要求，从而使得任何网络单元在光路上得以互通，体现了横向兼容性。 ( 4 ) 、帧结构中安排了丰富的开销比特，使网络的运行、管理、维护能力大 大加强，通过软件下载的方式，可实现对各网络单元的分布式管理，同时也便于 新功能和新特性的及时开发与升级，促进了先进的网络管理系统和智能化设备的 发展。 ( 5 ) 、虽然在理想情况下，网络中各网元都由统一的高精度基准钟定时，但 实际网络中各网元可能分属不同的运营者，在一定范围内是能够同步工作的( 同 步岛) ，若超出这一范围，则有可能出现一些定时偏差。s d h 采用了先进的指针调 整技术，使来自于不同业务提供者的信息净负荷可以在不同的同步岛之间进行传 送，并有能力承受一定的定时基准丢失。 ( 6 ) 、s d h 引入了“虚容器”的概念，所谓虚容器( v c ) 是一种支持通道层 连接的信息结构，当将各种业务信号经处理装入虚容器以后，系统只需处理各种 虚容器即可达到目的，而不管具体的信息结构如何，因此具有很好的信息透明性， 同时也减少了管理实体的数量。 ( 7 ) 、采用先进的分插复用器( a d m ) 、数字交叉连接( d x c ) 等设备，使 组网能力和自愈能力大大加强，同时也降低了网络的维护管理费用。 ( 8 ) 、提出了一系列较完整的标准，使各生产单位和应用单位均有章可循， 同时也使各厂家的产品可以直接互通，使电信网最终工作于多厂家的产品环境中， 另外也便于国际互通。 归纳起来，s d h 最为核心的三大特点是同步复用、强大的网络管理能力和统 第j l 页 山东大学硕士学一位论文 一了光接口及复用标准，并由此带来了许多优良的性能。 3 、s d h ，d d n 接入 所谓s d h 接入是指将面对用户的各支路物理接口的用户信息映射到标准的 2 0 4 8 m b i f f s 信号帧中，再对应每个2 0 4 8 m b i t s 信号帧配置一个v c 1 2 ，利用s d h 技术将v c 1 2 复接进s t m 1 。 s d h 接入非常类似于d d n ，提供的数字电路为全透明的半永久性连接。所谓 透明传输是指经过传输通道后数据比特流没有发生任何协议上和顺序上的变化。 这样，在s d h 网上即可传输两端认可的任何通信协议、各种通信业务；并且由于 没有发生任何数据包顺序上的变化，在接收端路由器上可以省去数据包排序功能， 从而提高数据处理能力。半永久性连接指电路一旦由网管生成后，用户两端之间 的连接便是固定不变的，直到用户提出业务变更时网管才进行相关数据变动。 利用s d h 组网的安全性和可靠性很高，由于s d h 的传输中继采用光纤，自 身叉为点对点的通信方式，通信的安全性很好。另外安全性很好也指网络各节点 间一般都通过自愈环互联，当前路由发生故障时，网络节点会自动倒换到另外一 条迂回路由以保证通信正常。 s d h 只提供底层端到端的数字传输通道，而没有任何拥塞控制机制，也就是 说在任何时候不会减小用户可用带宽，从而真正保证了用户的可用带宽。 2 2 3 技术比较与选择 根据上面的介绍，帧中继和s d h d d n 作为底层的广域线路各有特点，如下 表。 帧中继s d h 仍d n 国内覆盖范围小非常广泛 可用带宽保障 较差好 拥塞出现情况 经常 没有 网络管理维护复杂简便 线路租用价格较低较高 技术发展趋势几乎停滞非常好 表2 i 因此，考虑到安全性和可用带宽的保证及组网的灵活性，选用2 m 速率的s d h 作为组网的广域线路无疑是省网骨干的最佳选择。但无论哪一种方式，i p 平台是 综合多业务的最佳承载运行基础。 第1 2 页 山东大学硕士学位论文 2 3 语音技术分析 随着i n t e m e t 技术的飞速发展，i p 电话会成为新一代电信业务的主要业务已为 广大厂商和电信运营公司所普遍认同。数据网络和话音网络的设计目标不同。数 据网络的设计目标是提高利用率，可以容忍一定的延迟，但