傳統電信網經過長期的運營積累,在網絡組織方面已經具有相當成熟的經驗。而基于軟交換系統的網絡組織目前國內外尚無成熟的經驗,軟交換組網方式在技術和實踐方面都有待進一步的探索。本章主要討論軟交換基本組網中面臨的兩個主要問題:路由組織問題和用戶管理問題,以及為解決這兩個問題而引入的技術和解決方案,這將有助于軟交換網絡向商用化目標的推進。
近幾年在全球范圍內的軟交換技術測試和商用實踐證明,軟交換系統在功能和性能上已經基本成熟,但在商用過程中面臨的問題主要集中在以下方面:
1、隨著軟交換網絡應用范圍的擴大,應采用何種模式進行大規模組網;
2、如何回避IP網用戶的高度自主性,實現電信運營商對業務的可管理性;
3、相對于封閉的電路交換網,架構于IP網之上的軟交換網絡易受到外來的入侵,面臨安全性的挑戰,如何才能解決網絡節點、用戶信息和業務的安全問題;
4、如何提供具有QoS保證的端到端實時業務;
5、對于處于企業網內的用戶,如何實現業務對企業NAT設備和防火墻的穿越。
在上述問題中,網絡安全問題和QoS保證問題屬于IP承載網帶來的問題,考慮到IP網絡自身要徹底解決安全及QoS問題尚需時日的現狀,本章主要討論軟交換系統的大規模組網問題以及對軟交換用戶的管理問題。
一、大規模組網的路由問題
隨著軟交換網絡對PSTN的逐步取代,軟交換網絡的組網規模在不斷擴展。采用何種模式進行組網,以保證軟交換網絡具有良好的擴展性,滿足網絡逐步發展的需要,是軟交換組網中需要解決的第一個問題。軟交換的大規模組網主要面臨以下難點。
1.用戶定位與網絡路由
軟交換網絡發展初期,可采用一些簡單的組網方案。此時軟交換設備的數目有限,通過粗略的局碼或區域號碼即可配置對端軟交換設備。目前,全球范圍內的軟交換網絡的運營規模都很小,采用這種軟交換設備全互聯的平面式網絡結構很有效。隨著軟交換網絡規模的擴大,軟交換設備逐步增多,路由信息的配置將逐漸成為繁重的負擔。不難想象,如果讓全國所有的端局交換機都實現直達的路由信息配置,工作量之巨大幾乎是不可能實現的。軟交換設備除了必須配置繁雜龐大的路由數據外,日常路由信息維護也相當困難,如果某軟交換設備所屬的部分用戶改號和升位時,其他所有的軟交換設備均需修改配置,這也是運營商所不能接受的。在這種情況下,采用軟交換設備自身的數據庫保存路由信息的方式顯然不現實,而必須考慮采用更加合適的路由方式來解決用戶定位問題。
另外,智能終端(如SIP終端、MGCP終端,以及PC/PDA軟終端)具有諸多POTS終端無法實現的業務能力,不難預測,這些終端在軟交換網絡中的應用將越來越廣泛。軟終端和IP終端帶來了由于地域位置改變而引起的游牧問題(Roaming,即每移動到一個地點,便透過當地的固定網絡接口連上網絡),這非常類似于移動網終端的漫游。同時,IAD也存在著由于地理位置變動而引起一系列鑒權和認證問題。
用戶終端的游牧性和移動性涉及到軟交換網絡的多種業務提供方式,目前業界尚未有成熟和統一的解決方案。以SIP終端為例,目前軟交換網絡的用戶數據保存在開戶的軟交換設備中,SIP終端漫游時必須登錄到開戶地的軟交換設備接受服務,這就要求整網必須統一規劃不同區域的軟交換設備的IP地址。一般說來,SIP終端的IP地址由漫游地DHCP(DynamicHostConfigurationProtocol,動態主機配置協議)服務器分配,SIP終端可通過多種方式尋找到開戶地的軟交換設備。一種較為簡單的方法就是在SIP終端中配置開戶地軟交換設備的域名,在注冊的消息中攜帶這些信息。
2.不同軟交換網絡之間的路由互通
一般來說,特定軟交換網絡內部的路由策略無法直接應用于多個運營商的軟交換網絡之間的互通。這是由于不同運營商的軟交換網絡可能采用完全不同的路由策略。比如運營商A選擇平面式組網,而運營商B選擇分級式組網,要實現這兩個運營商網絡的互通時,就很難采用統一的路由選擇方法,或直接在網間采用統一的路由機制。
許多軟交換運營商希望對外屏蔽其內部網絡拓撲結構以確保網絡的安全性,因此在不同的軟交換網絡之間采用直接基于被叫地址信息的端到端路由方式可能行不通。這就要求在軟交換網絡中創建一些充當網關角色的軟交換設備,呼叫首先路由到該網關軟交換設備,然后由它完成到目的軟交換設備的路由。
由于軟交換運營網絡的規劃具有獨立性,充當互通關口的軟交換設備不可能了解對方網絡的所有路由信息,且對方網絡內部的節點路由拓撲變化很可能不會自動通知本網,因此在采用直接尋址模式的情況下,必須有一種機制來實現路由的自動廣播。
二、用戶管理的問題
軟交換網絡是一個開放的網絡,它的分層結構保證了用戶接人技術與網絡應用的無關性。軟交換網絡的用戶終端種類繁多、量大面廣,除了傳統的語音終端外,還有各種智能終端和軟件終端。它們的物理接入非常方便,只需要知道軟交換設備的相關信息,而不用太關注用戶的實際物理位置,可非常容易地接入軟交換網絡并獲取相關服務。換一個角度來講,用戶非法獲取服務的可能性也變高了。PSTN的管理模式無法適應這種需求,迫切需要一種全新的適應軟交換網絡特點的用戶管理和維護模式。根據軟交換網絡的用戶接人特點,必須充分考慮以下環節和因素。
1. 用戶旁路運營商的問題
對運營商而言,采用軟交換技術構造下一代網絡,首先應考慮到網絡的運營模式。如果軟交換網絡欲借用PSTN的運營模式,那么這個網絡應該是向用戶提供有服務質量和安全保證的網絡,而用戶在得到服務的同時也應該向運營商付費。因此,這個網絡必定是可計費和收費的網絡,而要做到可計費和收費,必須能對用戶的業務請求和業務流進行控制和管理。
但是,軟交換網絡的總體結構基本上還是延續了互聯網的設計理念,在某些情況下,網絡并不能完全控制用戶業務流的接入。這是因為在軟交換網絡中,SIP終端、H.323終端和IAD,甚至接入網關,都可能是放在用戶側的設備,屬于不可信任的節點。當這些終端設備發起呼叫時,需要經過運營商管理的軟交換設備進行被叫終端的地址(一般采用E. 164形式編號)解析,而一旦得到被叫終端的IP地址,在主/被叫終端之間建立起連接后,用戶業務流就可以在兩個終端之間直接傳送,不再經過運營商的業務控制設備。
從上述軟交換網絡的業務提供方式來看,用戶在請求業務時要經過軟交換設備,這是因為主叫用戶不知道被叫用戶的IP地址,只知道其E.164號碼,必須通過軟交換設備把被叫用戶的E.164號碼解析成IP地址。如果主、被叫用戶彼此知道對方的IP地址,就可以直接利用各自的終端實現相互之間的通信,并利用運營商提供的承載網傳遞業務流。由于運營商的設備并不介入他們之間的通信,也就無法知曉其通信時長。因此,目前的繼承了互聯網設計理念的軟交換網絡結構,還不能做到完全按傳統PSTN的方法經營電話業務,需要增加一些設備才能做到對用戶接入軟交換網絡的控制和管理。
2. 用戶接入的安全問題
運營商要把軟交換網絡按照電信網方式經營,一定要保證網絡的安全性。PSTN之所以安全,首先是因為終端的“傻瓜性“,傳統的固網用戶接口是基于語音類業務定義的,業務智能完全集中于網絡核心設備,業務實現的絕大部分工作是由網絡承擔的,終端的功能非常有限,只能被動接受網絡的控制,其次是因為網絡提供業務的“單一性”。目前的互聯網之所以不安全,是由于其終端的智能性和網絡提供的多業務性。
隨著下一代網絡的發展,終端將逐步智能化或多功能化,大量的新業務需要由網絡和終端共同配合才能完成,終端在其中將起更大的作用。網絡智能的邊緣化和終端化無疑將大大提高終端在整個電信網和電信業務中的地位和重要性。終端將不再是無足輕重的東西,而成為新業務能否發展的一個重要因素。這一點,從移動終端對移動網的重要性中就可以體會得到:任何一個移動運營商現在都不會忽視手機在增值業務發展中的重要作用。因此,終端的智能性和網絡的多業務性將是未來網絡的發展趨勢。
但是,在提升終端的智能性或多功能的同時,為了網絡的安全性,還要求網絡能對終端的業務進行分析,網絡應知道其所傳送的業務,屏蔽其非法的業務請求和業務流。因此,如何做到既能保證軟交換網絡的安全,又能保留終端智能化的重要特征,是個值得思考的問題。