ITU-T IP网络标准研究进展

• 2002年1月ITU-T SG13在日内瓦召开了2001年—2004年研究期第2次会议
  
• 来自22个国家的代表和专家共146人(中国专家组共19人)参加了会议
  
• 会议通过了5个建议(Y.1311、Y.iptc、Y.1541、Y.1711、I.366.2修订)

　　国际电联第13研究组2001年—2004年研究期第2次会议，在下述方面作出了努力，并取得成果。

　　1 NGN

　　本次会议决定进行有关NGN(下一代网络)研究项目的准备工作，并组织了有关下一代网络的专题研讨会。会议认为，NGN是GII(全球基础设施)的具体实现，代表了网络融合的发展趋势，其实现方式是多种多样的；网络互通和业务互通是NGN研究的关键内容；NGN的体系架构将是层次化的，其控制和管理之间的界面日益模糊；在技术上，NGN将解决现有网络中存在的一些问题。

　　会后ITU-T SG13将开始准备和组织下一代网络标准化项目的实施，全面定义有关NGN的内涵、相关的网络体系模型和实施导则。目前初步确定NGN的标准化项目完成时间是2004年，2002年11月将首先完成项目的定义阶段。有关NGN的研究内容应包含以下领域：

　　(1)体系结构和协议

　　在体系结构和协议方面主要研究确定NGN网络体系和参考模型；研究NGN的协议分层体系，特别是L2的子层功能；研究基于GMPLS(通用多协议标记交换)的控制和协议体系；研究光VPN(虚拟专用网)的体系结构和协议；考虑使用通用的参考模型来标识运营商内和运营商间支持NGN所需要的通信流程；定义所需要的互通功能和协议；确定跨越异构网络端到端业务的呼叫控制协议。

　　(2)网络控制和端到端的QoS

　　在网络控制和端到端的QoS(服务质量)方面主要研究和定义QoS业务量工程要求，研究基于GMPLS/以太网传送的OAM和链路控制协议，确定多媒体业务QoS的等级及其要求，研究如何使用网络低层的QoS机制获得高层QoS。

　　(3)业务平台

　　在业务平台方面主要研究OSA/API(即业务要求和业务控制体系)，完善业务互连和用户漫游所需要的业务支撑和提供机制，开发支持用户控制和客户化业务的机制。

　　(4)网络管理

　　在网络管理方面主要研究光网络的FCAPS(故障、配置、计费、性能、业务)模型；完善和增强核心网络管理的体系；定义适用于NGN要求的基本网络管理业务(如故障管理、性能管理、客户管理、计费管理、业务量和路由管理等)和接口。

　　(5)网络安全

　　在网络安全方面要开发NGN的安全性体系和安全性导则，开发NGN所需的安全性协议。

　　(6)移动性管理

　　在移动性管理方面将充分考虑业务的需求，要求网络具有高服务质量、电信级可靠性、适当等级的安全性、国际漫游能力和端到端的网络管理能力。

　　2 基于以太网的承载网络架构的研究

　　由于以太网技术源于LAN，缺少网络架构体系的描述以及网络的管理、维护、性能监视、故障诊断等功能，特别是难以提供与现有业务相当的QoS保证，为此日本NTT和韩国电信分别提议将基于以太网技术的新的网络体系作为网络体系课题新内容进行研究。对此会议认为很有必要，应与其他相关标准组织联合，共同开发相关建议。

　　基于以太网的承载网络的架构研究内容主要包括：业务描述、网络架构、网络性能与服务质量、资源管理、OAM、网络互通、传送能力、网络生存性、网络安全性、网络的可扩展性、缺陷检测体系。

　　对基于以太网的承载网络的体系研究是一个值得关注的新课题，由于目前中国正在开展宽带以太网接入和城域光以太网的建设，因此该课题的研究对中国目前的通信建设具有实际意义。中国通信设备制造商和电信运营商都在从不同角度开展此课题的研究，建议在对此课题跟踪的同时，抓紧开展此课题国内标准的研究，并将有关研究成果纳入相关ITU-T标准中。

　　3 MPLS

　　3.1 VoMPLS

　　VoMPLS(MPLS传送话音)技术是本次会议MPLS相关讨论中的热点。ITU-T起草了关于VoMPLS的两个建议草案：Y.vompls(VoMPLS的业务要求和框架结构)、Y.protocolX(VoMPLS的互通和协议)。

　　(1)Y.vompls

　　Y.vompls主要规范了VoMPLS的业务要求、框架结构和与其他网络互通的要求，VoMPLS的业务要求分为通用业务、用户平面、控制平面、管理平面要求4个方面。根据VoMPLS框架结构，MPLS网络由一系列GW(网关) 设备、LSR(标签交换路由器)和LSP(标记交换路径)组成，GW包含LER(标签交换边缘路由器)功能和VoMPLS需要的其他功能，负责将PSTN、ISDN和其他接入设备接入MPLS(多协议标记交换)网络。对于与其他网络互通，本次会议主要对VoMPLS与VoIP、VoMPLS与VoATM、VoMPLS与VoFR、VoMPLS与PSTN/ISDN的互通要求取得了一致意见。

　　(2)Y.protocolX

　　Y.protocolX规范了VoMPLS的参考模型和帧格式。在参考模型中，Y.protocolX对VoMPLS网络结构、网络互通的传送平面协议栈、通用封装格式以及在MPLS的LSP上承载多个话音呼叫4个方面进行了规范。在帧格式上，Y.protocolX对VoMPLS定义的基本子帧和控制子帧的帧格式进行了具体规范。

　　本次会议着重对4种Y.protocolX的封装模式进行了详细的比较，未得出最后结论，下一次会议将决定最终的Y.protocolX的封装模式。4种Y.protocolX的封装模式为：利用带STF(起始域)的固定长度的AAL2来封装话音载荷，然后再将ATM-SDU分组封装到MPLS帧结构中；MPLS论坛提出的将话音载荷(Payload)直接封装到MPLS帧中；利用AAL2来封装话音载荷，只是将AAL2的CPS(公共子层)直接封装到MPLS的帧中，长度可变；实现VoIP over MPLS。

　　3.2 IP VPN

　　经过多次讨论和修改，本次会议对于Y.1311建议主要进行了两方面的修正：增加了对VTN(虚拟传送网络)的通用业务要求，主要包括需要实现网络环回的检测、防止和优化功能；扩大了Y.1311规范的范围，不仅限于对IP-VPN的定义，还充分考虑了第一层和第二层的VPN业务，增加了对于L1/L2/L3/Optical VPN的概念解释和业务定义，将基于网络的IP-VPN 修改为基于网络的VPN，广泛适用于各种VPN业务。

　　Y.1311建议主要规范了VPN基本业务功能要求：

• 业务体系必须能够支持多运营商业务互通；
  
• 必须具有比较强的业务管理功能，支持基本的网络连接能力管理(如网络连接校验、配置校验和专有性校验等)、业务监测(如故障管理、性能管理、计费等)、安全管理(如接入控制、验证、数据私有、动态安全信息发布等)和SLS(业务等级服务)/QoS相关管理等功能；
  
• 必须支持多种路由协议；
  
• 对于路由能力的支持需要有比较强的扩展性；
  
• 可选支持VPN成员间的自动发现；
  
• 支持多种IP业务流、多种VPN拓扑(如部分网状连接，HUB-AND-SPOKE 等)、多种接入模式(如多点接入、后门链路、拨号接入等)、多种接入技术(如ATM/FR/ETHERNET/XDS等)、IP地址复用、多种编码方式和NAT(网络地址翻译)功能。

　　Y.1311对业务体系架构规定：

• 考虑VPN业务实施采用多种提供模式(如单运营商提供、多运营商共同提供、分层VPN业务、批发/外包模式等)的可能性；
  
• 考虑业务的可靠性、容错能力和业务提供体系的效率；
  
• 必须支持目前VPN用户的平滑升级；
  
• 支持MPLS IP-VPN业务与其他形式VPN业务的互通。
  

　　本次会议启动了对L1 VPN的研究，还将开展VPN的流量工程、VPN的信息模型和新的VPN模式等方面的研究。

　　3.3 MPLS网络支持移动性的研究

　　本次会议讨论并修改了MPLS网络支持移动性的文稿，主要涵盖以下4个方面内容：MPLS网络中支持移动IP的业务要求；基于MPLS的移动IP网络的体系架构及HA(本地代理)/ FA(异地代理)的基本功能定义；基于MPLS的移动IP网络的业务模型，如LSP隧道、流分类的映射模式等；移动IP业务流程定义，如LSP建立、注册、代理发现、挂机等流程。

　　会议提出了MPLS网络支持移动性的3种方案：通过MPLS隧道提供移动IP业务，对基于MPLS网络的移动IP业务进行路由优化，支持基于MPLS网络的分级移动IP业务。

　　4 网络互通

　　本次会议主要对ATM与MPLS之间的互通、MPLS上的语音承载、AAL1与AAL2的互通等问题展开了讨论，会议在ATM和MPLS的互通、FR和MPLS的互通上取得了一些成果。

　　4.1 ATM和MPLS的互通

　　会议对ATM和MPLS互通的网络结构、用户平面互通要求、ATM和MPLS管理平面互通要求、互通协议堆栈、MPLS传送标记和互通标记之间的关系以及封装模式等问题进行了讨论。

　　ATM和MPLS用户平面互通的基本要求为：具有将多个ATM 连接(如VPC和/或 VCC)复用到一个MPLS LSP的能力；支持有关ATM连接的业务流量合同(Traffic Contract)和QoS 承诺(Commitment)；具有支持透传所有AAL类型的能力；具有支持透传所有OAM信元，包括OAM PM信元正常运行的能力；支持资源管理信元的传送；支持信元丢失优先级指示和净荷类型指示信息的传送；具有将一个ATM单信元封装为一个MPLS帧，或将多个ATM信元级联到同一MPLS帧的能力。

　　对于ATM和MPLS网络互通应用而言，互通LSP应当保证ATM技术中原有的信元序列完整性。对于ATM和多协议标记交换控制平面互通，要求控制平面应指配或提供以下信息：在IWF之间交换互通标记(内部标记)、封装模式、链接信元的最大数目，分片选择。

　　对于ATM和MPLS管理平面互通，最低要求是：通过将OAM信元封装到MPLS帧中这一简单方法来透明穿过MPLS核心网；在需要端到端的OAM时，IWF支持MPLS OAM信息和ATM OAM信息的关联，同时提供透明传送或映射性能、失效(Defect)和保护倒换等信息。

　　对于ATM信元和MPLS帧之间的封装模式，主要包括了信元模式和帧模式。在信元模式情况下，一个或多个级连的ATM信元封装为一单个MPLS帧；而在帧模式情况下，用于在LSP中传送的是整个ALL5 PDU。针对帧模式封装应特别指明的是，当AAL5 PDU的尺寸超过设备实际支持的MPLS帧MTU(最大传送单元)或中间穿插有OAM信元时，要做分片(Fragmentation)处理。比较而言，信元模式的灵活性较好，可最大程度地再现原有的ATM业务，适合于对延时较为敏感的应用。而帧模式的带宽有效性较好，适合于数据传送类应用。

　　以思科和朗讯等美国公司为代表的一方认为，基于IETF PWE3(Pseudo-Wire Emulation Edge-to-Edge)工作组已形成了ATM和MPLS互通标准草案，加上市场上需要，应在ITU-T准备形成的新建议Y.atmpls中增加Trucking模式和SDU封装等功能；以北电和阿尔卡特等公司为代表的另一方坚持现有的Y.atmpls建议草稿功能已经足够，新增功能只会增加复杂性；ATM论坛则向本次ITU-T SG13会议通报了在ATM和MPLS互通方面的工作并附了最终投票前的初稿，其所述及的方式与现版本Y.atmpls建议是基本一致的。

　　由于处在已开发的产品即将进入市场的时机，双方背后都有各自的经济利益，因此双方争论十分激烈，分别搬出了美国和加拿大政府代表作为后盾。

　　在本次会议的主要分歧有：标志字段(Flag)的放置位置安排不一致(IETF将标志字段放置于长度及序列号之前，ITU-T将标志字段放置于长度及序列号之后)，支持信元封装的模式不一致(有VC模式、VP模式、Trunking模式3种)，承载VPI/VCI的解决方法和带宽有效性的考虑上想法不完全一致，支持帧模式封装上所采用的方式不同，名词、术语不统一(如互通标记、VC标记等)。

　　本次会议最终达成折衷方案，基本不改现有的Y.atmpls建议，将以IETF PWE3建议为基础提交的文稿(美国代表团提交)中所涉及的控制字段位置安排、VP Trunking模式等一些与现有Y.atmpls建议不一致的内容列入课题争议表(Livelist)中，在下一次SG13全会之前增加一次课题报告人会议(时间：2002年7月，地点：日本)进一步讨论，待意见一致后扩展Y.atmpls建议的内容，为SG13会议通过该建议草案提供可能。

　　4.2 FR和MPLS的互通

　　FR和MPLS的互通已由MPLS论坛和FR论坛联合发起制订，形成了建议草案，并一致认为，FR和MPLS的互通应在结构及模式方面尽量与ATM和MPLS的相关内容保持一致。

　　5 基于IP的网络的性能

　　讨论并通过Y.1541建议(有关IP性能指标)是本次会议的主要目标之一。本次会议提交的关于Y.1541建议修订文稿主要集中于对标准适用范围、QoS值、QoS类、附录Ⅲ(验证IP性能指标的假定参考路径范例)和附录Ⅸ(IP网络中保证质量的广播数字视频业务)的修改意见。本次会议的另一个议题是讨论增加Y.1540(有关IP性能参数)建议中新的IP性能参数。会上提出了一种新的IP性能参数计算方法“IP包严重丢失判断函数”，并引入了IPSLR(IP包严重丢失率)参数作为Y.1540建议中定义的IPLR(IP包丢失率)的补充。

　　会上对于Y.800“GII性能框架”提出了新的测量点MPE和MPN。SG13讨论并接受了这个新的Y.800草案，计划在2002年11月的SG13会议上表决通过。

　　本次会议建议启动一个新的研究课题——TCP性能，并将与SG11联合研究，而不仅限于语音业务的端到端的QoS协议。

　　6 接入网

　　本次会议讨论了目前接入网的研究课题，并对研究课题进行了一些修订。

　　本次会议对Y.123.qos 建议(关于IP接入服务质量研究课题)中数据库的管理进行了改进，建议将网络数据库按照每个VPN或者ISP网络分类，同时，根据每个用户的数据提供区分服务。

　　在接入网研究方面，Y.123.qos建议将主要研究IP接入网中如何满足QoS的需求，并设计满足QoS的IP接入网构架。SG13还将开展在未来接入网中支持IEPS(国际应急通信优先方案)能力的研究。

　　本次会议增加了G.ean(基于以太网的接入网体系)研究的新课题，并将在G.902建议中补充支持基于数据包的接入网的内容。

　　7 新网络环境下的应急通信

　　在网络技术由电路交换为主向分组交换为主演进时，如何在新的网络环境下保障应急通信成为一个值得研究的问题。美国代表团曾在2001年5月的SG13会议上提交了“在IP电话中支持IEPS的框架”的文稿，引起大会的广泛重视，并在2001年11月召开的报告人会议上形成了一个新的ITU-T建议草案(Y.roec)：在演进的电路交换——分组交换网络中支持应急通信的能力和网络要求。本次会议上美国代表团又提交了“演进网络环境中的应急通信业务”的白色文稿，进一步阐述了ETS(应急通信业务)的总体框架。该文稿描述了在新的应急通信网络环境中应急通信业务的功能要求、特征和目标。应急通信业务是对ITU-T E.106建议中定义的IEPS(国际应急优先机制)的扩展，包括在基于分组的电信环境中附加提供多媒体业务。有关国家和国际标准组织正在努力为新的基于分组的网络制订一套完整的应急通信业务标准。日本NTT公司也就应急通信向本次会议提交了文稿，阐述了IEPS(国际应急优先机制)和IEMS(国际应急多媒体业务)，指出应急通信将对已建立的常规通信的QoS产生影响，因此需要澄清I.1530建议中规定的QoS等级Class E的用途。

　　Y.roec建议草案规定了向负责组织协调灾难恢复工作的经授权的用户提供应急通信业务的目标和运营要求框架，以及实现应急通信的基本考虑。该建议描述的特定应急通信业务不同于已有的两类应急通信业务(一类是112、911、999等向一般公众提供的接入应急求助中心的应急通信业务，另一类是用于向应急工作提供局部通信业务的移动无线电系统)。Y.roec建议草案规定的应急通信业务的功能要求主要有：

• 增强的优先权处理
  
• 安全网络
  
• 可追溯性
  
• 可恢复性
  
• 国际连接能力
  
• 互操作性
  
• 移动性
  
• 普遍覆盖
  
• 生存性/耐久性
  
• 话带业务
  
• 宽带业务
  
• 可变带宽
  
• 可负担性
  
• 可靠性/可用性

　　在演进的分组技术网络环境中，如何最佳地支持应急通信业务有若干基本问题需要研究，分组交换技术的优点和内在特征需要加以利用而不能回避，有必要为各种形式的多媒体业务建立合适的网络业务质量、可用性和可靠性导则。因为这些问题的存在，所以对应急通信业务主要目标的实现机制和解决方案的考虑有：

• 授权用户的快速鉴别；
  
• 应急通信业务的安全保护；
  
• 电信设施的优先接入；
  
• 应急通信的优先建立；
  
• 应急通信业务的优先选路；
• 应急通信业务优先使用剩余运营资源；
• 保障应急通信业务优先到达目的地；
  
• 可选对非应急业务强拆；
  
• 允许应急通信业务降低服务质量；
  
• 允许非应急通信业务降低服务质量；
  
• 关键电信业务中管理信息的交互。
  

　　8 ITU与IETF的合作研究

　　以互联网及基于IP的网络为代表的信息通信技术的高速发展，使运营商、制造商、软件提供商和应用提供商正在重新考虑他们的商业方向。各种标准化组织、论坛和财团为适应这种形势，正面临巨大的挑战，因此，加强标准化组织之间的合作及协调显得更加重要。2001年11月初，在澳大利亚悉尼召开了“全球标准协调第七次会议(GSC 7)”，作出了建立全球电信标准合作的决议——GSC 7/2。另外，2001年11月底在日内瓦召开的ITU-T TSAG会议上，修订了“IETF与ITU-T合作指南”，要求ITU-T各研究组加强与IETF的密切合作，使双方的研究工作进一步匹配，确保标准研究工作的有效性。

　　(1)建立GTSC(全球电信标准合作)的决议

　　自从1990年GSC(全球标准协调)会议就开始实施电信标准组织间的协作，当前在开发新的信息标准和通信标准方面，标准化组织之间的密切合作显得更加必要。由于ITU在制订全球电信技术标准方面扮演着重要角色，在协调全球和区域性ICT业务和应用方面的需求不断增加，信息技术和通信技术不断融合的情况下，标准化团体和ITU之间需要更加密切的联络与合作。

　　GTSC(全球电信标准合作)决议要求：

• 提高PSO(参加标准组织)活动过程的可视性；
  
• 确定开发标准的范围；
  
• 尽早沟通有关工作程序和技术活动的信息；
  
• 确定共同感兴趣的领域范围；
  
• 尽可能避免重复劳动；
  
• 任命GTSC会议召集人；
  
• ITU-T与其他通信标准组织、区域电信组织和用户团体之间有关新的电信标准活动要发布联络声明。

　　(2)修订“IETF与ITU-T合作指南”

　　TSAG在1998年就开始与ISOC/IETF在很多课题领域开展合作，ITU-T许多研究组已经涉及基于IP网络方面的研究内容，如信令、路由、安全、编号和寻址、综合管理、性能、IP与电信网络互连、接入等，而这类课题中的相当部分也在IETF中进行研究，因此，ITU-T与IETF这两个组织之间需要加强合作和协调。ITU-T与IETF这两个组织之间的合作当前应该建立在确保发挥各自的优势和经验，使合作更加富有成效。

　　TSAG会议上完成了与IETF工作组研究内容匹配的修订工作，其中包含IETF工作组研究内容清单和ITU-T研究组所分配的建议。

　　本次会议补充的主要内容有：

• Trade 工作组已经补充到“应用领域”；
  
• Magma工作组已经补充到“Internet领域”；
  
• Ptomaine工作组已经补充到“运行和维护领域”；
  
• Sipping工作组已经补充到“传送领域”。
  

　　会议上TSAG同意在以后调整匹配表时要采取下述措施：

• 各研究组要尽可能实时修订匹配表信息；
  
• 匹配表应该包含一个独立章节来表示IETF BOFs(Birds-of-a- Feather Sessions)；
  
• 匹配表应当放在ITU-T网页显著的位置，且倾向放在ITU-T主页进行链接。

　　由于IETF研究内容的“新工作”清单以前是经过TSAG讨论后再建立，过程比较长，使得IETF和其他标准化组织有时对ITU-T的新计划缺乏了解，不能在早期沟通。其重要原因之一是ITU-T研究专题变化不是很大，而IETF研究内容变化快，原来联络的层面太高，因此反应较慢。为此本次会议将原来与IETF联络名单范围从研究组主席扩大到工作组主席、专题协调人及相关的人员。

　　本次会议上修订的合作指南就ITU-T与IETF之间的工作内容交互作了规定，要求各研究组对已经确定的与IP相关课题评估其与IETF相关课题的关系。

　　修订指南明确了ITU-T与IETF组织相互接纳对方参加有关活动，ISOC/IETF将作为ITU-T的组织成员，享受正常成员的有关权利；而ITU-T可以派代表参加IETF的有关工作。这种合作会加强两个组织之间的深层次交流。
修订指南还规定了ITU-T与IETF这两个组织之间的通信联络方式，以及文件共享的规定等。