视频业务的大量涌现，已经造成互联网内容的大爆炸。流媒体、网络游戏、P2P下载和Web2.0等新型应用层出不穷，网络流量飚升，互联网的骨干通道将会越来越拥塞，互联网会被压垮吗？
摆在电信运营商面前的这些问题，已逐渐成为挥之不去的阴霾。如何建设高效、可靠和可持续发展的互联网骨干网络，成为运营商在未来日益激烈的竞争环境中保持市场地位领先的关键因素。
互联网骨干网不堪重负
当前互联网的骨干网架构为典型的树形结构，所有建设及改造均是围绕大型IDC进行，网络流量模型为Client-Server模式，由服务端向海量客户端传送，大规模流量集中在网络末梢。如今，随着大流量点对点应用的兴起，每个用户既是流量的需求者又是流量的分享者，服务端与客户端的界限越来越模糊。在这种对等流量模型下，流量大规模汇聚到核心层，使骨干网面临日益严峻的挑战：
* 核心网络扩容遭遇“天花板”
骨干流量的飞速增长，必然要求骨干网络设备特别是核心路由器的能力与之同步提升。虽然当前核心路由器已具备超大容量和快速转发能力，然而互联网流量的增长速度还是远远超过设备容量的更新速度。互联网流量每12个月就增长1倍，而核心芯片的容量仍受到摩尔定律的限制，每18个月才增长1倍。更为关键的是，目前的互联网骨干网为树形结构，大量流量汇聚到核心骨干，对核心层设备冲击压力很大，难以支撑互联网的快速发展。
* 低效的树形结构
由于单点设备能力受到限制，运营商开始采用核心路由器互联的方式扩展骨干网容量，导致非营收端口的激增。
通常，我们把提供业务接入的端口定义为可营收端口，其他用于内部互连的端口定义为非营收端口。例如在当前的树形网络架构下，运营商通常采用4台路由器组成口字形架构，这样非营收端口与营收端口比例将高达11:3。随着核心节点的数量进一步增加，非营收端口的投资比例还将进一步加大。
为了降低CAPEX，降低非营收投资比例，必须尽快改进目前的树形网络架构。
* 骨干网流量不均衡
近年来，全球互联网业务蓬勃发展，但由于各地区的经济基础决定了业务的开展速度有极大差别，业务的普及率也相去甚远。在目前的树形架构下，业务分片扩展使得网络结构难以按最初规划合理配置，造成网络结构日益混乱、复杂，且导致节点上行流量增加，引起所有超级核心节点的被动扩容，可靠性下降，给网络维护带来极大困难。
由于不同地区经济发展不均衡，造成IP地址的分发与利用率不均衡，网络流量不均衡；即使在同一地区，由于业务开通时间的不同，也导致流量的实际流向与规划不一致。同时AS（Autonomous System，自治域）采用分片维护，路由策略难于统一管理；而在部署BGP（Border Gateway Protocol，边界网关协议）的互联网上，不同节点的流量调整是依据网段来进行的，随着AS号的不断增加与地址段的迅速分散，及路由的频繁更新与发布，流量调整的难度与日俱增。另外，网络SLA部署日益困难，由IP环流引起的时延、抖动、丢包和乱序现象更是难以避免，运营商的运维压力始终无法缓解。
毫无疑问，互联网骨干网流量的迅速增长给网络带来了巨大压力，运营商的当务之急就是改进骨干网目前的网络架构，以提供更大的带宽，降低非营收投资，提高投资收益。为满足互联网海量流量的需要，业界一致认为互联网骨干网必须尽快扁平化，许多主流运营商已积极投身其中。
IPTIME之下一代互联网骨干网解决方案迎难而上
基于对电信行业的深入理解，华为融合了多年的IP经验与光网络经验，适时推出了IPTIME解决方案，构建下一代互联网骨干网络架构。IPTIME一方面通过集群功能提高核心路由器的扩展性能，提高骨干网容量，节省路由器端口数量，节约投资；另一方面利用OTN技术的强大调度能力，将多级树型组网简化为一级，帮助运营商实现骨干网扁平化。
IPTIME之下一代互联网骨干网解决方案的优势主要在以下3大方面：
* 有效提升核心路由器的容量与扩展性
针对核心设备的容量瓶颈问题，华为采用核心路由器的集群功能多个核心路由器由内部互联在一起，对外逻辑上仍表现为一台路由器。这样，核心节点的容量成倍提升，扩展性也大大增强。
华为核心路由器集群功能支持单机512个10G、128个40G端口甚至更多，轻松应对未来流量增长带来的单节点大容量需求，真正满足扁平化，支持多局向全互联的组网需求。同时，由于集群在内部完成，从而避免了扩容带来网络拓扑变化、路由协议部署变化等问题，有效降低了非营收成本。集群路由器突破了单框设备的容量瓶颈，流量多局向，每个局向的流量相比于树形架构，有大幅度降低，单端口压力减少1/3。
不中断业务的扩容升级能力，也是核心路由器应对流量迅猛发展、保护用户投资和保障客户体验的重要指标。在软件上，需要核心路由器支持不中断业务的软件升级功能(ISSU)；在硬件上，核心路由器能够从单框模式到2框、8框等集群模式平滑过渡，升级时不更换硬件。华为独家的ISHE（In-service hardware expend）专利技术，提供平滑的业务升级和扩展能力，支持“无损升级”、“有损升级”和“快速重启”3种级别的扩容升级服务，真正实现设备升级时业务不中断，无需更换任何硬件，最大限度地保证用户投资，加速IP网络向宽带化、安全化和智能化方向发展。
* OTN使IP骨干扁平化，大幅降低TCO
引入OTN（optical transport network，光传送网）技术的IP骨干网可以在任意两台路由器之间实现光层直达路由，加速实现互联网骨干网的扁平化部署。
基于ITU标准的OTN技术把波长与子波长级别的交叉调度能力引入波分设备，基于任何光纤物理拓扑来实现any to any的波长、子波长拓扑，由此，可将点到点组网、单纯提供原始带宽的DWDM，发展成具有端到端连接、业务疏导、网络监视和快速保护的高效光网络。近两年来，OTN在世界范围内已经获得了大规模商用，得到越来越多运营商的认可。
OTN与路由器设备的联动，一方面可以将LAN口的能力拉远，使路由设备不必选用昂贵的POS接口；同时OTN定义了很多物理层的开销，可以在光层进行信号质量的检测，极大提高了骨干网的网络监视和快速保护效能。
更为重要的是，OTN设备支持多种交叉颗粒（波长或ODU），具有T-bit的交叉连接能力，为路由器提供动态Full Mesh的连接。Full Mesh组网的直接获益是“直达路由”的创立，这是对数据网络逻辑拓扑的优化。比如，原来需要4、5跳或更多的链路，现在通过光层直达路由只需要一跳。直达路由不但减少了核心路由器的流量压力，显著削减CAPEX，而且提升网络的QoS指标，延时和延时差异更少，更好地支持各种电信级应用。
IPTIME之下一代互联网骨干网解决方案通过扁平化的网络结构可节省超过50%的CAPEX。首先省去核心层设备，整网投资节省 61.5%；其次，OTN网络优化了IP网络的“逻辑拓扑”，为核心路由节点全互联铺平道路，任意两台路由器具有光层的“直达路由”。而新增的核心节点OTN增加的投资约占总额的4%，新增的互联端口增加的投资额约占5%，合计节省TCO约55%，从而帮助运营商大幅减少非营收投资成本。
* 统一控制下的IP层和光层的互动
华为IPTIME采用统一的控制平面，通过UNI（User Network Interface，用户网络接口）接口连接MPLS层和GMPLS层，实现了统一的UNI接口和统一网管，运营商仅需部署一套统一的网管系统，即可完成IP网与光网的管理，一站式完成光链路与路由的规划、部署和管理。
OIF(Optical Internetworking Forum)发布的UNI2.0规范，增加了对G.709 OTN接口的支持（波长和ODU）。UNI2.0允许路由器动态地向OTN网络动态请求带宽，端到端的电路连接瞬间就可以跨越任意的网络拓扑。UNI2.0为IP层和光层提供无缝连接，IP层通过UNI接口，可以向光层自动请求带宽，形成最佳的传输路由。
通过GMPLS和MPLS联动，使IP层和OTN/WDM可以互相感知，提供动态的端到端多层业务发放能力，使得业务自动发现、业务分层部署和路由自动计算成为可能。
IPTIME：压不跨的互联网的基石
IPTIME 创新地构建了下一代互联网骨干网络架构，帮助运营商打造压不跨的互联网，从容应对海量信息的冲击，保障互联网的可持续发展；同时大幅提高投资收益，提升运营商在宽带时代的核心竞争力，铸就了互联网的“钢筋铁骨”。
