NGN中的大規(guī)模路由技術(shù)

一、引言

傳統(tǒng)電話(huà)交換網(wǎng)在建立呼叫的時(shí)候，首先根據(jù)被叫的E.164號(hào)碼確定下一個(gè)交換局的信令點(diǎn)編碼，然后根據(jù)信令點(diǎn)編碼經(jīng)NO.7信令網(wǎng)進(jìn)行呼叫路由，所有呼叫路由的實(shí)質(zhì)是根據(jù)E.164號(hào)碼確定信令點(diǎn)編碼，再利用信令點(diǎn)編碼進(jìn)行呼叫路由。

與傳統(tǒng)PSTN(PublicSwitchTelephoneNetwork，公共交換電話(huà)網(wǎng))網(wǎng)絡(luò)不同，基于軟交換的下一代網(wǎng)絡(luò)的呼叫路由實(shí)質(zhì)上是根據(jù)被叫用戶(hù)的地址確定下一跳軟交換或者是直接定位到被叫終端。而被叫用戶(hù)的地址可以是E.164號(hào)碼、URL(uniform Resource Locator，統(tǒng)一資源定位器)形式或IP地址。

網(wǎng)絡(luò)的融合和尋址方式的多樣化，使得原來(lái)的PSTN網(wǎng)和IP網(wǎng)的路由方式不再能夠適應(yīng)通信的需要，下一代網(wǎng)絡(luò)的路由技術(shù)中，必須考慮到號(hào)碼翻譯的問(wèn)題。所以有了研究下一代網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)的必要。

本文重點(diǎn)分析在大規(guī)模下一代軟交換網(wǎng)絡(luò)中所涉及到的關(guān)鍵路由技術(shù)，這些技術(shù)對(duì)于發(fā)展基于軟交換的下一代網(wǎng)絡(luò)有著積極的意義。

下一代網(wǎng)絡(luò)中的控制層和業(yè)務(wù)緊密相關(guān)，需要和各種系統(tǒng)打交道，如路由器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)等，這是真正體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能的部分。下一代網(wǎng)絡(luò)的控制層面所要解決的最重要的問(wèn)題之一就是路由問(wèn)題。那么，下一代網(wǎng)絡(luò)的路由問(wèn)題究竟是什么呢?

(1)用戶(hù)定位和網(wǎng)絡(luò)尋址問(wèn)題；

(2)不同的NGN(NextGenerationNetwork，下一代網(wǎng)絡(luò))網(wǎng)絡(luò)之間存在路由互通的問(wèn)題；

(3)NGN用戶(hù)移動(dòng)性問(wèn)題。

二、下一代網(wǎng)絡(luò)路由解決方案

針對(duì)以上各種問(wèn)題，業(yè)界對(duì)下一代網(wǎng)絡(luò)的路由提出了多種解決方案。

1.層次化軟交換路由體系

對(duì)于大型的NGN網(wǎng)絡(luò)，借鑒了PSTN分層的思想，將軟交換劃分為不同層次以實(shí)現(xiàn)多級(jí)路由，但是其用戶(hù)面的承載仍為端到端分組承載。

將NGN網(wǎng)絡(luò)服務(wù)分成兩種，域內(nèi)服務(wù)和域間服務(wù)。其中域內(nèi)服務(wù)是指在NGN的某個(gè)區(qū)域內(nèi)的軟交換服務(wù)，本區(qū)域內(nèi)的軟交換只需要了解本區(qū)域內(nèi)的路由信息就可以了。對(duì)于非本區(qū)域的路由信息只需將呼叫請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到與本域內(nèi)服務(wù)軟交換相連的域間互連軟交換就行了。而本區(qū)域內(nèi)的服務(wù)軟交換著重為域內(nèi)用戶(hù)提供豐富多樣的業(yè)務(wù)。域間服務(wù)軟交換有負(fù)責(zé)NGN不同域之間路由的功能。一旦出現(xiàn)域間互連的軟交換路由數(shù)量過(guò)多的情況，應(yīng)考慮將域間互連的軟交換分成多級(jí)結(jié)構(gòu)，但是所有級(jí)內(nèi)服務(wù)的軟交換還是平面結(jié)構(gòu)。

這種分層路由的靜態(tài)路由方式沿用了PSTN網(wǎng)的多級(jí)路由體系。其優(yōu)點(diǎn)是每個(gè)軟交換的路由數(shù)據(jù)相對(duì)來(lái)說(shuō)較簡(jiǎn)單，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)非常清晰。

2.定位服務(wù)器路由體系

對(duì)NGN的要求決定了網(wǎng)絡(luò)中的任何一個(gè)交換設(shè)備都有能力直接定位對(duì)端的設(shè)備，而不需要逐跳轉(zhuǎn)發(fā)呼叫信令，可以通過(guò)集中設(shè)置共享定位服務(wù)器來(lái)滿(mǎn)足這樣的要求。

當(dāng)一定區(qū)域的軟交換擴(kuò)展到一定數(shù)量時(shí)，可用定位服務(wù)器為本區(qū)域中的軟交換提供路由服務(wù)。本域內(nèi)的軟交換之間可以保持彼此的路由信息以確保快速建立呼叫。此時(shí)每個(gè)軟交換只與其對(duì)應(yīng)的那個(gè)定位服務(wù)器聯(lián)系，由定位服務(wù)器來(lái)完成對(duì)目的軟交換的定位。在這種情況下，軟交換保存其控制范圍內(nèi)用戶(hù)的完整路由信息和同一域內(nèi)的軟交換之間的路由信息。同時(shí)，還可以考慮在軟交換或者是定位服務(wù)器中將一部分常用的地址建立本地映射庫(kù)以加快呼叫連接的速度。定位服務(wù)器的數(shù)量根據(jù)網(wǎng)絡(luò)容量的大小來(lái)設(shè)置。

由于定位服務(wù)器不是下一代網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)框架中定義的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，而是在下一代網(wǎng)絡(luò)中為了解決大型網(wǎng)絡(luò)路由問(wèn)題而提出的一個(gè)功能實(shí)體，所以定位服務(wù)器的功能和特性還沒(méi)有得到業(yè)界一致的認(rèn)可，不同的設(shè)備制造商有著不同的做法。

定位服務(wù)器的主要功能有通過(guò)協(xié)議來(lái)完成定位服務(wù)器之間的信息互換，通過(guò)協(xié)議接受路由查詢(xún)申請(qǐng)。定位服務(wù)器支持E.164、IP地址、URL等路由信息，支持類(lèi)似于PSTN的多層結(jié)構(gòu)，可以劃分不同的域和層次。各個(gè)級(jí)別的定位服務(wù)器均具有匯接和查詢(xún)功能，提供安全性服務(wù)，可以根據(jù)用戶(hù)的特別需求實(shí)現(xiàn)監(jiān)控等特殊服務(wù)。

從路由信息的獲得方式來(lái)看，定位服務(wù)器包括靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由兩種。靜態(tài)路由是指定位服務(wù)器之間以及軟交換服務(wù)器和定位服務(wù)器之間路由信息的靜態(tài)配置。由于軟交換服務(wù)器與定位服務(wù)器一般都是有靜態(tài)IP地址的，因此可以在定位服務(wù)器和軟交換服務(wù)器中保存用戶(hù)號(hào)碼和IP地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系。為了克服靜態(tài)路由靈活性差等缺點(diǎn)，不同的廠(chǎng)商采用TRIP(TelephonyRoutingOverIP，IP電話(huà)路由協(xié)議)、LDAP(Lightweight Directory Access Protocol，輕量級(jí)目錄訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議)、DIAMERER、RAS(Registration Admission Status，注冊(cè)容許狀態(tài))、H.323AnnexG等協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)定位服務(wù)器與定位服務(wù)器之間以及定位服務(wù)器與軟交換服務(wù)器之間的動(dòng)態(tài)路由。也正是因?yàn)楦鲝S(chǎng)家采用不同的協(xié)議實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)路由，所以才存在互通的問(wèn)題。

3.基于DNS(DomainNameSystem，域名系統(tǒng))的動(dòng)態(tài)路由體系

在NGN系統(tǒng)中，E.164號(hào)碼、URI(UniformResourceIdentifier，統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符)地址和IP地址終端用戶(hù)同時(shí)存在。用戶(hù)具有多種地址方式，如SIP(SessionInitiation Protocol，會(huì)話(huà)初始協(xié)議)終端在與POTS用戶(hù)通信時(shí)需要有一個(gè)E.164號(hào)碼，SIP終端之間通信時(shí)可直接使用URI地址。當(dāng)NGN網(wǎng)絡(luò)中URI地址逐漸廣泛使用時(shí)，NGN網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)路由可以采用成熟DNS體系來(lái)實(shí)現(xiàn)。NGN網(wǎng)絡(luò)在使用DNS動(dòng)態(tài)路由時(shí)，除目前IP網(wǎng)上廣泛使用的傳統(tǒng)域名翻譯DNS之外，還將引入一種新型的DNS，這種新型的DNS采用ENUM(Telephone(E.164)Number Mapping，電話(huà)號(hào)碼映射)協(xié)議完成E.164號(hào)碼與URI地址之間的映射，稱(chēng)為ENUMDNS。

ENUMDNS系統(tǒng)采用分級(jí)樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，與目前域名解析DNS系統(tǒng)完全相同。當(dāng)NGN網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到一定規(guī)模的時(shí)候，就要像InternetDNS系統(tǒng)一樣，需要考慮運(yùn)營(yíng)商及國(guó)際互聯(lián)，此時(shí)必須對(duì)ENUMDNS進(jìn)行全球統(tǒng)一規(guī)劃。

第一種層次化軟交換路由的方式的優(yōu)點(diǎn)非常明顯，其實(shí)現(xiàn)技術(shù)比較成熟，網(wǎng)絡(luò)層次明晰，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)與擴(kuò)展，同時(shí)軟交換可對(duì)外部網(wǎng)絡(luò)提供網(wǎng)關(guān)功能，從而沒(méi)有過(guò)多的互聯(lián)點(diǎn)，這就保證了網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和信息的安全。但是這種路由體系的缺點(diǎn)也非常明顯：信令需要逐跳轉(zhuǎn)發(fā)，中間經(jīng)過(guò)的每一個(gè)軟交換都需要對(duì)呼叫信令進(jìn)行處理，從而有了較大的呼叫時(shí)延。