国际互联网业务基于流向的精细化运营探讨

黄卓君，卢 泉

（中国电信股份有限公司广东研究院 广州 510630）

1 前言

各运营商在经历了多年的 “粗管道”、粗放式运营之后，目前已经纷纷把目光投到智能化、精细化的运营策略上。一方面，随着近年来各种应用类型的丰富、带宽及流量的急剧增加，运营商面临巨大的网络建设、维护压力，设备能力极限一次次被考验和突破，放任自流、一视同仁的粗放管道模式令运营商日益被动；另一方面，增量不增收是运营商面临的严峻问题，巨大的投入与平稳的收入导致投资效益出现下滑的趋势。因此，基于现有庞大的网络和客户群，在逐渐呈现拥塞的传送管道上进行业务识别和控制，实现差异化的业务承载，是运营商积极研究及推进的必由之路。

国内互联网业务区分了不同等级的用户、不同类型的应用，但资源本身没有区域性差异，从国内已经部署的实际经验来看，运营商的智能管道模式一般通过识别用户、业务，从而提供不同的QoS保障。

而国际业务较之国内存在较大区别。国际市场上的互联网业务不进行应用类型的区分，客户群仅分为运营商客户和企业客户，没有个人客户，但是访问的资源（路由）却有区域性差异。本文从国际互联网业务角度出发，探讨全球资源访问的差异化服务实现方案，实现从粗放管道模式到智能化、精细化管道模式的演进，从国内到国际层面的延伸。

目前，欧美、亚太的国际主流互联网运营商为其他运营商客户或企业客户提供业务时，通常采取按带宽收费（也有部分可提供按流量收费）方式，与“粗管道”模式相匹配，国际IP网络仅基于“best effort”的传送机制承载并运营互联网业务。

然而国际市场互联网业务的一个显著特点是：互联网访问资源存在差异性，包括不同区域、不同语言的资源，由于用户群、访问量、稀缺性等因素的共同作用，造成了全球资源存在一定程度的“优劣”之分。例如中国大陆丰富的中文资源和庞大的客户群，是亚太及部分欧美国家希望访问的稀缺资源，并且几乎具有唯一性地位；对于中东、中亚国家而言，俄语资源则可能是其主要的访问目标。

对于具有一定垄断性地位的稀缺资源，其目标客户群往往愿意支付更高的费用来获取。根据国内运营商在国际互联网市场的运营经验，中国大陆方向路由的单价是全球其他方向路由单价的几倍。但由于网络功能限制，客户目前只分为包括中国大陆资源、不包括中国大陆资源两大类，不能区分不同区域资源，也无法灵活提供针对性的承载保障、差异化计费等功能。因此若能细分全球互联网资源，根据业务流向提供差异化服务，无疑将具有巨大的市场前景。

2 国际互联网业务差异化服务

2.1 总体方案

本文所研究的国际互联网业务差异化服务，用户访问不同资源将分别获得不同的服务质量，并基于不同资源的质量水平、流量大小分别统计计费，实现差异化服务的有效运营。其实现方案逻辑架构如图1所示。

本方案基于现有网络架构并需进行适当的设备升级及配置。为便于阐述方案的原理与特点，图2给出了国际IP网络的简单组网示意，只列出关键的网元及示例用户。

图2 国际IP网络组网示意

其中，SR（service router）为运营商网络的边缘业务接入路由器，是互联网客户的业务接入点，也是与上游运营商的互联点。

用户是国际互联网接入用户，其资源（路由）需求可能是单一中国大陆方向、中国大陆与亚太方向、全球方向等。

上游资源在本方案中包括transit/peer等上游及对等互联运营商，为国内运营商提供延伸通达全球各区域的路由。

为实现国际互联网业务基于流向精细化运营的目标，需要几个方面的配合：资源标识、网络识别、基于资源（流向）的调度及流控、后台系统与网络配合，从而实现基于流向的流量统计及计费。这些功能大部分都需要在SR设备上实现。

2.2 资源类型标识与识别

对于互联网业务而言，资源就是可达的路由。某些资源的稀缺性形成了国际互联网业务的独特性需求，而这种独特性很大程度上是通过语言的差异性呈现出来的。例如英文资源作为最普遍的存在，相对而言，中文资源、俄语资源、西语资源等就具有特殊的意义，尤其随着中国在世界舞台地位的日益提升及华人的广泛分布，中国大陆路由成为非常重要的、不可复制的资源。

因此第一步是划分资源，对资源类型进行标识，并且业务流量能在网络中被识别出来。建议基于服务质量及资费水平进行资源划分和标识，例如运营商可将全球路由分为中国大陆、亚太、泛欧及美洲等若干类型（也可以再细分或者合并），一般直接对应到地域方向。

图1 资源差异化方案逻辑示意

互联网流量流向差异化策略控制点配置在运营商边缘SR。运营商网络通过边缘SR与其他运营商或企业网络进行对接，彼此之间通过EBGP、IGP或静态等多种方式交互路由，以达到获取全球路由资源的目的。若部署差异化流向策略，则在SR接收路由时，增加标识资源的路由流向属性（也可称为资源类型、方向属性），对于通过EBGP获取的路由分配特定的BGP community属性来标识不同的方向，对于通过IGP或静态方式获取的路由则分配不同的tag来标识方向。SR生成路由转发表时，根据预先分配的BGP community或tag属性生成统一的路由表项扩展属性，如图3所示。

图3 路由表项扩展

在普通路由表项基础上增加资源类型ID扩展路由表项的属性，标识不同方向资源后，互联网流量在边缘SR进行数据转发处理时，将根据源IP地址或目标IP地址进行查表，从而匹配访问路由所属资源类型。

2.3 流量差异化转发调度

客户的互联网业务流量可分为去程和回程两个方向，双程均要经过用户接入SR，通过SR查询增加资源类型ID扩展项的路由表之后，辨别访问的资源类型并进行对应的队列调度。

·去程：指从客户到被访互联网资源的流量方向。对于SR而言，UNI是入端口，NNI是出端口。

·回程：从互联网资源返回给客户的流量方向。对于SR而言，NNI是入端口，UNI是出端口。

图4是SR基于流向策略的总体处理机制流程，概括了去程、回程方向的入、出端口的查表、转发及调度方式。

2.3.1 去程

（1）SR UNI入方向

SR UNI接收客户流量，先判断此端口是否启用基于流向的差异化计费策略；若未启用，按照普通的互联网流量进行“best effort”处理。若启用流向策略，根据目的IP地址查询FIB表后，在确认nexthop及出端口的同时，匹配该访问资源的类型ID，一方面根据该资源类型对应的签约带宽要求进行限速及实时流量速率统计，一方面匹配到相应的转发类（FC）中。

（2）SR NNI出方向

在设备内部已经完成将每个FC映射到用于执行QoS策略的设备内部QoSID或直接映射给相应等级的QoS队列之后，SR NNI将根据队列调度原则进行出流量限速或调度处理。

SR在去程的处理策略如图5所示。

2.3.2 回程

（1）SR NNI入方向

SR NNI接收客户互联网访问的回流量后，先判断此端口是否启用基于流向的差异化计费策略；若未启用，按照普通的互联网流量进行“best effort”处理。若启用流向策略，先根据源地址查找路由表，匹配资源类型，并将资源类型ID匹配到相应的转发类中；再根据目的地址查找路由表，识别用户（确认出端口）。

（2）SR UNI出方向

在完成将资源类型ID映射给用于执行QoS策略的设备内部QoSID或直接映射给相应等级的QoS队列之后，SR UNI将进行QoS调度，根据该资源类型对应的签约带宽要求进行限速及实时流量速率统计。

图4 基于流向策略的互联网流量处理流程

图5 SR UNI去程基于资源流向的QoS策略

SR在回程的处理策略如图6所示。

图6 SR UNI回程基于资源流向的QoS策略

2.4 后台系统配合

国际一般采用带宽计费为主的方式，部分运营商可提供流量计费。若延续按带宽计费的模式，则后台系统不一定要改造；若基于流量计费模式，则需要网管（或独立系统）与计费系统配合完成：网管或者独立系统通过SNMP从路由器SR UNI端口读取入、出流量统计数据后，计费系统再通过Web Services从网管或者独立系统获取流量计费速率，对应到某个逻辑端口号、计费时间段、流向区域等信息。

如运营商把资源分为中国大陆、亚太、泛欧及美洲4个类型之后，将从SR UNI端口读取以下信息，如表1所示。

表1 后台系统读取流量信息参数

2.5 网络部署

边缘SR需支持资源标识识别、路由表项扩展、FIB基于目的地址与源地址查表、差异化QoS调度等功能。SR业务接入端口根据客户要求按需开启流向差异化策略，而无需布放初期在所有业务接入端口上同时开启。

对于网络上的其他设备，包括核心路由器（CR）、VPN业务接入路由器PE均没有特殊要求，只需保持现状。

网管（或者新建系统）从SR采集新的字段统计实时速率，并与计费系统交互可扩展实现基于流向的流量计费。

目前业界主流路由器，包括Juniper、Cisco均有相应的路由器型号支持本方案对SR的功能要求。类似方案已经在某些运营商局部部署试点，总体网络部署及业务流如图7所示。

3 结束语

细分全球互联网资源，充分挖掘稀缺资源的重要性和高价值，为不同资源方向的互联网访问提供差异化服务，既顺应了国际互联网市场的趋势，满足互联网客户个性化需求，又可为运营商创造更大的经济效益。

图7 差异化服务总体部署

在差异化服务基础上，结合后台系统的升级改造，可进一步提供基于流向的流量计费运营模式；如配合DDoS流量清洗系统的部署，可在安全性方面提升互联网业务的价值。“业务可识别、流量可控制、安全可保障”的“智能管道”式互联网业务运营将指日可待。

1 Black U.IP路由协议.金甄平译.北京:电子工业出版社，2000

2 RFC1998.An Application of the BGP Community Atrribute in Multi-Home Routing,1996

3 Cisco Systems.Using BGP Community Values to Control Routing Policy in an Upstream Provider Network,2005

4 吴翔,奉余莽.IP网络中提供QoS支持的方案综述.计算机应用研究,2000,17(4)

5 华蓓.基于IP网络的服务质量(QoS)参数研究.小型微型计算机系统,2001,22(9)