IP網絡原本提供傳統的互聯網(Internet)業務,是提供盡力而為的服務質量。然而隨著IP技術的發展,以及與傳統通信網絡的高度融合,IP網絡同時也成為了電信級的多業務承載網絡,不僅傳統電信網上的語音、專線等業務開始向IP網絡遷移,以多媒體為特征的各種數據化音視頻寬帶業務也將以IP網絡來承載。這就勢必要為IP網絡提出相應的網絡性能指標(Network performance objectives)要求。
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一、相關概念
1、IP網絡性能的模型:
我國IP網絡性能指標要求,是建立在IP網絡性能的模型(包括分層模型和通用模型)之上給出的,模型中包含有端到端、測量點(MP)、IP包參考事件(IPRE)、網絡域(NS)等概念。
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2、IP網絡性能的參數:
體現IP網絡性能的有下述參數:IP包傳輸時延(IPTD)、IP包時延變化(IPDV)、IP包誤差率(IPER)、IP包丟失率(IPLR)等。在YD/T 1170和YD/T 1171標準中給出了這些參數的定義。
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二、IP網絡性能指標
關于我國公用IP網絡的性能指標要求,在我國的多個標準中均做出了相應地有關要求。如通信行業標準YD/T 1171《IP網絡技術要求 網絡性能參數與指標》、YD/T 1170《IP網絡技術要求--網絡總體》等;還有國家工程建設標準GB/T 51375《網絡工程設計標準》等。
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1、YD/T 1170標準的要求
在我國2001年發布的通信行業標準YD/T 1170《IP網絡技術要求--網絡總體》中規定了以測量點(MP)為邊界的端到端IP網絡性能指標,具體指標如表2-1-1所示。
表 2-1-1:IP網絡端到端性能指標(YD/T 1170-2001中表3)
表2-1-1中規定的所有值都是臨時的,在根據實際運營經驗修訂(增大或減小)之后應該滿足這些指標。把端到端的性能指標定義為對應于IP包參考事件(IPRE)的IP性能參數的統計值。端到端IP網絡包括將IP包從源主機(SRC)傳輸到宿主機(DST)的電路域(CS)和網絡域(NS),但不包括用戶駐地網。源主機和宿主機上的低層協議(IP層、一層和二層)也是IP網的一部分。NS可包括IP接入網體系。
在表2-1-1中定義了IP業務的四個QoS等級(類別0~類別3),從最高等級的0類到“盡力而為”的3類,其等級特征詳見下表2-1-2。并規定了不同QoS等級的端到端網絡性能范圍,一定范圍的性能組合構成一種QoS等級。根據不同業務和應用的需要,用戶可以請求和接收不同QoS等級的服務。
表 2-1-2:IP業務QoS等級類別特征
需要提示的是:在YD/T 1170-2001中對IP網絡的性能指標是適用于IPv4網絡,表2-1-1中某些指標是需要進一步研究的。另外,YD/T 1170標準對IP業務QoS類別和網絡端到端性能指標有更多的說明,請詳見其標準的原文。關于網絡QoS類別(或等級)與用戶IP包的傳送距離和網絡的復雜度有關。
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2、YD/T 1171標準的要求
我國曾在2001年專門發布了YD/T 1171《IP網絡技術要求--網絡性能參數與指標》標準,該版本在2015年進行了第1次修訂。下表2-2-1的IP性能指標是YD/T 1171-2015給出的,它是遵循ITU-T Y.1541新版建議書(2011年版)所規定,表2-2-1即為Y.1541的表1。表2-2-1中規定的指標應用于用于界定端到端IP網絡的測量點(MP)之間的公共IP網絡。這里的“端到端”是指UNI到UNI,下圖2-2給出了網絡QoS指標的UNI到UNI參考路徑(即Y.1541的圖1)。
表 2-2-1:IP網絡QoS類別定義及網絡性能指標(YD/T 1171-2015中表2)
圖 2-2:IP網絡QoS指標的UNI到UNI參考路徑
在表2-2-1中定義了IP業務的六個QoS類別(類別0~類別5),每一種網絡QoS類別表示特定界限值組合。其每一種QoS類別的使用及工程指南詳見下表2-2-2。
表 2-2-2:網絡QoS類別的使用及工程指南
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需要提示的是:YD/T 1170-2001對我國公用IP網絡相關性能指標的規定應該是針對的是IPv4網絡;而YD/T 1171-2015則是針對IPv4網絡與IPv6網絡并存的IP網絡。另外,在YD/T 1171標準中對IP業務QoS類別和網絡端到端性能指標有更多的說明,請詳見其標準的原文,即見下附件2。
附件 2:YD/T 1171-2015《IP網絡技術要求 網絡性能參數與指標》
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3、YD 5037工程建設標準的要求
我國在1997年發布的通信行業建設標準YD 5037《中國公用計算機互聯網工程設計暫行規定》中,并沒有我國工程建設的公用IP網絡性能指標提出要求。在2005年發布的修訂版YD/T 5037《公用計算機互聯網工程設計規范》中僅是引用了YD/T 1171標準,即指出:公用計算機互聯網的網絡性能應符合YD/T 1171-2001《IP網絡技術要求--網絡性能參數與指標》標準的有關規定。顯然,YD 5037-2005標準也針對的是IPv4網絡。
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4、GB/T 51375工程建設標準的要求
2019年我國發布了GB/T 51375《網絡工程設計標準》,是適應于IPv4網絡與IPv6網絡并存的IP網絡。在該標準中從工程建設角度出發,僅分別對我國公用IP骨干網和IP城域網內任意兩個節點間提出了網絡性能要求,具體詳見下表2-4。由表可知該標準仍然是采用IPTD、IPDV、IPLR、IPER 作為 IP 網絡的性能參數,且是網絡層次分配式指標(即并非端到端的)。
表 2-4:IP網絡內任意兩個節點間的網絡性能要求(骨干網和城域網)
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三、關于IP網絡性能指標的相關說明
1、關于IP性能指標分配
在上述YD/T 1171-2015標準中是給出的端到端(UNI到UNI)的IP網絡性能指標。然而,現實網絡,是不同層次及不同地域的網絡,可能屬于不同的網絡運營管理部門,因此需要對端到端的IP網絡性能指標進行分配,這樣既可以對端到端的網絡性能指標提供保證,同時也方便不同的網絡管理機構對網絡性能質量的控制。
在2001版的YD/T 1171標準中,IP網絡一些性能指標的分配是基于分配物理層性能的G.826規則。后在2009年我國又專門發布了YD/T 2032《IP網絡技術要求--網絡性能指標分配》通信行業標準,它是基于我國IP網絡中不同層次之間,以及網絡互聯情況下不同運營商網絡間的網絡性能指標的分配方法及計算方法。因此,在2015年版的YD/T 1171標準中也取消了基于ITU-T G.826規則的物理層的性能分配。
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2、ITU-T關于IP網絡性能目標的建議
事實上,我國IP網絡性能的參數、指標及分配是遵循ITU-T相關建議的。ITU-T的建議書Y.154X(X=0~4)系列對IP網絡性能指標做出了相關要求,下表3-2給出了Y.154X系列相關建議書的簡介,以共知曉。
表 3-2:ITU-T關于IP網絡性能目標的Y.154X系列簡介
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