网络服务供货商的挑战

在服务供货商的网络环境中，包含无以计数的网络基础设施，建构各类的平行网络，其中每一个网络都是专为特定之市场需求、客户层次或各种服务之特殊目的而架构。例如PSTN电话网络专门传输语音视讯服务、X.25网络负责传递低速封包数据等。而Frame Relay（FR）／ATM 网络，则负责传送较高速的数据，公众IP信息服务都是透过Internet传送出去，有些个别的IP网络则负责传送私有的IP服务。

这些专属网络都设想提供安全有保证的基础设施，但是因为注重有保证的安全性，以致于它们软硬件的更新弹性也比较低。业者必须为特定服务架构客制化的新型网络，以满足客户对下一世代新型服务内容的需求。服务供货商也必须不断地添加新设施，间接导致网络设备的复杂度大为提高，累积众多网络系统架构，不仅面临营运维修越来越困难的课题，未知的挑战也越来越多，运作成本更大幅增高。除此之外，既有的细胞格（cell-based）网络，也面临了严苛的成长门坎。因为ATM和Frame Relay的容量极为有限。整体来看，由于上述的影响所致，服务供货商的整体获利能力便开始下滑，已经不能再应用着旧系统网络设施，来提供新型的服务内容。

Internet模式该提升应用效能

Internet模式的问世，则让问题变得更为棘手。根据市场调查研究机构Infonetics Corporation的一份报告指出，在2002与2003年，电信网络中的IP和IP/MPLS信息服务流量，分别成长了119％及118％。另外RHK的调查报告显示，单就美国市场而言，其IP信息服务流量成长了75％，但所有其它的非IP信息服务，其成长率只有40％。虽然IP网络可提供任一对任一（any-to-any）的链接模式，但这类网络却有安全上的风险危机。对服务供货商而言，提供Internet存取服务的利润很低，因为供货商必须持续增加网络设备投资，以因应Internet应用不断持续的成长。

IP／MPLS技术的优势之处

为了提升Internet应用的效能，网络业界推出了IP／MPLS技术。在使用MPLS作为流量监控机制后，IP技术的创新程度便立刻突飞猛进。MPLS的各项技术创新，特别是在第2层和第3层VPN，使得IP／MPLS网络得以拥有充足的扩充性与弹性，得以让网络服务供货商将所有的服务全部转移到同一套不受服务类型影响的IP／MPLS基础设施上。

业者提出全新整合的网络架构，同时提供了Internet的任意链接能力，以及专属网络的安全性与性能保证，进而整合公众网络，为既有的ATM和Frame Relay客户提供高质量、安全性强及多样化服务的网络环境。

《图一 既有网络架构迈向新一代网络平台演进 》 数据源：Juniper Networks

推动网络演进

许多因素促使着服务供货商朝向上述网络演进路径发展，其中包括因客户与市场需求衍生的外部驱动力，服务供货商必须不停地探寻创新方式，以便扩充与增加客户群来提高营收。业者所推出的多重服务平台以及服务仿真工具组，便是具有推动网络演进的功能。多重服务基础设施具有弹性化特性，可容许网络业者将其原有的客户升级到新型网络架构中，同时持续保障现有的服务水平合约（SLA）。当原有客户升级到新型网络后，业者便可同时对新旧客户同时提供新式架构的网络服务，因此也提高客户的忠诚度。

其它的驱动因素包括网络业者自身的内部考虑，节省成本、降低资金投资与网络运作成本是最主要的因素。业者若要不断地扩充各个分散的网络基础设施以满足客户需求，这种做法已不再可行，特别是当降低资金成本已成为首要之务。目前最适当的解决方案，便是藉由新增的硬件容量，建立高度整合具多样化特色的网络，这样就能大幅降低网络维修营运的成本。

网络架构维修营运的方法

维修营运数个不同网络的复杂度提高了，连带也大幅增加整体网络的运作成本。研究报告指出，在服务供货商网络环境中，网络运作成本占有高达70％的整体网络成本。如果业者必须同时进行许多不同网络设备的路由协议配置、链接验证、错误侦测以及故障排除等作业流程，成本负担不可谓不轻，因为每一部网络设备都需要不同而针对特定应用所架构的量测仪器与工具组。

业者将现有的单独网络升级为整合式网络架构后，仍需保留现有旧式的ATM和Frame 设备，并同时在专为特定应用建立的IP／ MPLS 环境中，启动新型服务，以容纳各种不同的信息服务类型。

为了达到这些目标，这类IP／MPLS的环境必须符合以下三大要求：

坚实的IP／MPLS基础设施，是核心与边缘网络整合的关键要素。尤其是IP／MPLS网络的多重服务边缘平台（Multiservice Edge Platform），需要更完整的效能与功能，数以千计的不同客户链接，便是由此边缘进入公众网络，并进行信息指令与封包处理的作业，以满足每一位客户的特殊要求。

多重服务边缘平台工具组的特色

工具组要能提供下列各项功能，以便在同一IP／MPLS平台上支持ATM／FR服务：

《图二 利用DiffServ TE保证ATM的QoS 》 数据源：Juniper Networks

利用DiffServ TE保证ATM的QoS

保障客户以往使用网络经验

适当的网络平台效能，可确保客户能够享有优质的服务质量。利用整合式网络，服务供货商能够为客户量身打造专属的QoS，并能确保应用过程时，网络系统能够获得足够的资源带宽，并且在转移旧型服务时，不会影响新型服务内容。

例如ATM客户的SLA若是以ATM定义的QoS为基础，例如SCR、PCR、MBS或是CDV等等，当其信息服务内容由单一服务的ATM网络，转移到多重服务的IP／MPLS网络时，SLA内容绝不应该受到任何影响。如果欠缺QoS解决方案，多种客户的不同应用内容将被迫相互争夺网络资源，结果很可能使得客户的网络应用质量大打折扣。

在不影响网络效能的情况下扩充网络，这是保证客户网络使用经验的基本要素。

解决方案其他重要功能

扩充转送台

转送台（forwarding plane）的扩充性也非常重要，要能支持可编程芯片（ASIC）的相关应用，以及385Mbps的传输速率，才能提供多样化的封包处理功能。设备厂商

也必须将更新特色加入控制面板所执行的作业软件，以软件形式加入转送台的ASIC，藉以执行新的封包处理功能。这样才可让网络业者架构新服务时保有弹性，同时不影响目前的网络执行效能。另外网络演进过程中的一项关键要素，就是整合式网络必须要提供一致不变的可用度，以确保业者提供的服务能够持续满足SLA的严格要求。平台要能提供备用的电源供应器、冷却装置、路由引擎和转送台，或称为交换接口板（Switch Interface Boards； SIB），不论任何组件故障，都不会干扰网络运作。

另外平台应具备多个转送台，如果其中有任何SIB故障时，信息服务可自动重新分送到其它正常运作的SIB，以确保不会有任何信息内容遗失，网络运作也不致中断。

平台模块化架构设计

平台软件组件的模块化架构设计，应可分别执行不同功能，并可在其内存空间中与其它作业区隔开来。模块化设计可确保某一作业产生异常现象时，不会影响到其它作业，进而提升软件之整体可靠度与可用性。

网络平台的控制面板与转送台是完全区隔开来的，位于路由引擎中的控制面板，负责执行路由与处理信息指令，并建立与维护转送路由表，接着将转送表传送给位于封包转送引擎中的转送台。封包转送引擎负责将对内的IP和MPLS封包，根据转送表中相对应的数据项，转送至合适的输出埠。由于平台把控制与转送作业区隔开来，控制面板与转送台完全独立作业，因此必要时可重新启动控制面板，而不影响信息服务的转送作业。

客制化服务参数不同于市面上其它解决方案，新型网络平台可利用来支持IP封包之差异化服务（QoS）。网络业者可建立不同的服务等级，以提供适当的QoS等级用户讯务。此外，网络业者也可藉由调整语音或数据的信息服务类型，以及调整电子邮件或视频会议等应用服务参数，针对个别用户建立QoS客制化方案。

例如当用户执行语音传输对于延迟与jitter敏感等相关应用时，服务供货商可特别为其架构高等级的QoS服务参数，以确保用户能够得到充份的系统资源和上传带宽空间。

优化的网络运作工具组

整合式网络基础设施的最大优点，在于可让网络运作程序更流畅，并将运作成本降到最低。

不过，IP／MPLS网络设施一定要能够与ATM和Frame Relay设备互通，才能保留对现有旧型设备的投资成果，藉此开始转移到IP／MPLS服务环境。

《图三 点对点的Layer 2 OAM cell 》 数据源：Juniper Networks

点对点的Layer 2 OAM cell

如欲找出网络中的故障点，则需要更多的额外信息。业者必须借助ping测试来执行链接检测、路径追踪以及hop-by-hop的故障侦测作业。业者可藉由对管理信息数据库（Management Information Base；MIB）下达SNMP命令来启动这些测试，以便收集来回延迟（round trip delay）、封包数量、来源与目标地址等参数，同时还可针对每个 MPLS LSP执行Ping测试，以协助网络业者隔绝故障点和网络中之故障路由，并侦测数据服务的「黑洞」。

同样地，业者也可结合双向转送侦测（BFD）和LSP ping测试，藉以侦测网络中大量LSP的故障情形。BFD可针对包括虚拟电路信道的任何路径，进行故障侦测。BFD具有低开销（low-overhead）与短时间侦测特性，可找出相邻转送引擎间的故障问题。

如何维系网络的管理质量

服务供货商网络的运作成本所以会居高不下，主要因素在于操作系统软件的维护与升级成本过高。业者需快速且有效率地完成软件升级，而且无需中断网络传输，才可进一步确保网络的可用度。

其它对网络管理影响很大的参数包括网络效能、传输速率及拓朴分析等等，平台应提供网络业者提高可视度与控制度所需的详细信息。网络平台要以开放式能支持产业标准的MIB规格为基础，这样网络业者才可确信IP／MPLS基础设施可与业者的网络环境应用整合在一起。这些应用通常都与业者的商业环节链接一起，它们是网络例行性交易的基础。

结语

为了将ATM、Frame Relay和IP网络整合在一起，服务供货商需要在具备相同性质的基础设施中，同时支持旧型数据服务与新型IP服务的MPLS解决方案。为此，服务供货商必须在边缘与骨干网络部署IP／MPLS，以便支持一系列完整的VPN协议，来满足各种不同服务的要求。

具备硬件扩充性、可靠应用度及弹性设计质量，IP／MPLS的专业核心技术能确保网络服务供货商有效延伸Layer 2的投资效益，同时能主动积极地将其现有旧型与新式服务，高度整合在一个开放性的分封网络架构当中。