梁朝軍，刁益輝，林貴東

（1.中國電信股份有限公司廣東研究院 廣州510630；2.中國電信股份有限公司廣東分公司 廣州510081）

1 引言

中國電信集團公司（以下簡稱中國電信）自2008年收購CDMA網(wǎng)絡(luò)后，大力建設(shè)3G網(wǎng)絡(luò)，提高基站覆蓋率并進行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的第三方評測質(zhì)量指標一直排名前列，移動用戶規(guī)模發(fā)展迅猛。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和智能終端的不斷發(fā)展和普及，手機上網(wǎng)和3G網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)、業(yè)務(wù)量越來越大。隨著電信運營商流量經(jīng)營策略的實施、手機上網(wǎng)“一點接入”策略的推進，WAP上網(wǎng)的業(yè)務(wù)量和流量大幅增長，單節(jié)點的負荷越來越大，將要達到WAP網(wǎng)關(guān)單節(jié)點的最大設(shè)計容量，因此，多節(jié)點業(yè)務(wù)分流方案和組網(wǎng)方案是后續(xù)需要重點關(guān)注的研究課題。

2 GSM網(wǎng)絡(luò)的WAP網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)

在圖1所示的中國移動通信集團公司（以下簡稱中國移動）/中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司（以下簡稱中國聯(lián)通）的分組域核心網(wǎng)架構(gòu)中，GGSN和WAP網(wǎng)關(guān)之間的網(wǎng)絡(luò)并不是采用獨立建設(shè)的方式，GGSN中的手機終端出口接口和WAP網(wǎng)關(guān)之間是通過CMNet/169公網(wǎng)進行連接。根據(jù)該網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)特點，GGSN和WAP網(wǎng)關(guān)的防火墻通過GRE隧道連接，該承載方式可忽略中間承載網(wǎng)絡(luò)的IP地址、路由策略和組網(wǎng)架構(gòu)等因素。

WAP網(wǎng)關(guān)多節(jié)點組網(wǎng)方案實現(xiàn)方式為WAP網(wǎng)關(guān)與GGSN之間采用一對多的方式。在存在多個WAP網(wǎng)關(guān)節(jié)點的情況下，將GGSN進行分組，每個分組與對應(yīng)的WAP業(yè)務(wù)節(jié)點建立GRE連接，一個WAP網(wǎng)關(guān)節(jié)點可以為多套GGSN提供代理上網(wǎng)服務(wù)。當某組GGSN連接的WAP節(jié)點發(fā)生故障時，可支持手工/自動方式將業(yè)務(wù)流切換到其他WAP節(jié)點。

3 中國電信CN2結(jié)構(gòu)特點

CN2是中國電信著力為下一代網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)打造的業(yè)務(wù)承載平臺，其主要設(shè)計思路是：充分利用現(xiàn)有比較成熟的技術(shù)搭建一個可擴展、高可用、具備一定QoS和安全性的融合業(yè)務(wù)承載平臺。

CN2的基本建網(wǎng)特點是大容量和輕載運行，核心層采用MPLS FRR，全網(wǎng)采用快速路由收斂以及硬件線速轉(zhuǎn)發(fā)方式，具備差分服務(wù)、多播、有保證的MPLS VPN、協(xié)議平穩(wěn)重啟、BFD功能以及簡化的業(yè)務(wù)開放策略等。CN2的核心技術(shù)是IP/MPLS，可以提供全網(wǎng)MPLS的2層/3層VPN業(yè)務(wù)。

CDMA核心網(wǎng)的各項業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)主要基于CE+CN2，采用VPN實現(xiàn)，CE負責(zé)CDMA核心網(wǎng)元匯聚，CN2負責(zé)各業(yè)務(wù)VPN的長途承載。現(xiàn)有的ChinaNet（163公網(wǎng)）將主要作為普通互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的承載網(wǎng)絡(luò)，ChinaNet和CN2將長期并存并相互補充，共同承載中國電信的IP業(yè)務(wù)。WAP網(wǎng)關(guān)作為增值業(yè)務(wù)平臺接入分組域核心網(wǎng)，即接入CN2和ChinaNet，組網(wǎng)架構(gòu)如圖2所示。

圖1 中國移動/中國聯(lián)通的分組域組網(wǎng)架構(gòu)

圖2 中國電信CN2組網(wǎng)架構(gòu)

4 WAP網(wǎng)關(guān)多節(jié)點組網(wǎng)方案

4.1 WAP網(wǎng)關(guān)多節(jié)點目標組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

隨著業(yè)務(wù)平臺用戶數(shù)、業(yè)務(wù)量的增長，單節(jié)點的設(shè)備容量開始出現(xiàn)瓶頸?？紤]到業(yè)務(wù)平臺的安全性和容災(zāi)要求，業(yè)務(wù)量大的業(yè)務(wù)平臺將進行多節(jié)點、多物理機房建設(shè)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的負載分擔以及單節(jié)點故障時的業(yè)務(wù)接管。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和智能終端的不斷發(fā)展，WAP網(wǎng)關(guān)多節(jié)點的目標組網(wǎng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槎喙?jié)點、雙（多）機房建設(shè)。根據(jù)WAP網(wǎng)關(guān)的數(shù)量、各個節(jié)點的容量以及各PDSN承載的業(yè)務(wù)量情況，對PDSN進行分組，PDSN與WAP網(wǎng)關(guān)是N∶1的關(guān)系，每組PDSN對應(yīng)于1套WAP網(wǎng)關(guān)，其中1臺WAP網(wǎng)關(guān)出現(xiàn)故障時，可以通過手工方式調(diào)整業(yè)務(wù)流到其他WAP網(wǎng)關(guān)進行代理服務(wù)。

中國電信CDMA分組域核心網(wǎng)的組網(wǎng)特點：CE負責(zé)CDMA核心網(wǎng)元匯聚，核心網(wǎng)元PDSN、AAA服務(wù)器與業(yè)務(wù)平臺WAP網(wǎng)關(guān)屬于省級集中設(shè)備，WAP網(wǎng)關(guān)的多節(jié)點組網(wǎng)方案主要涉及在CE匯聚的層面下如何實現(xiàn)與PDSN分組后的業(yè)務(wù)分流?；谏鲜鯳AP網(wǎng)關(guān)的目標組網(wǎng)結(jié)構(gòu)和承載網(wǎng)絡(luò)的特點要求，提出了兩種組網(wǎng)方案并對其進行對比分析。

4.2 CE內(nèi)部新增VPN方式

（1）總體思路

WAP網(wǎng)關(guān)多節(jié)點的組網(wǎng)思路如下所述。

·在PDSN、WAP網(wǎng)關(guān)和融合防火墻所接入相關(guān)的CE中新建VPN，用于承載PDSN出口的CTWAP撥號業(yè)務(wù)流，該VPN不需發(fā)布到PE設(shè)備，在省內(nèi)CE即可終結(jié)。例如每新增一套WAP網(wǎng)關(guān)，CE中需要新增一個VPN（PI-WAPn），并且把接入該WAP網(wǎng)關(guān)的業(yè)務(wù)流引入該VPN。

·每套WAP網(wǎng)關(guān)的業(yè)務(wù)路由（10.0.0.200）在不同的VPN中進行區(qū)分。

·AAA服務(wù)器按照靜態(tài)配置的方式，將來自不同分組的PDSN的計費流，轉(zhuǎn)發(fā)給對應(yīng)的WAP網(wǎng)關(guān)。即AAA服務(wù)器將RADIUS消息中的PDSN名字字段作為分類，根據(jù)不同的分類將其轉(zhuǎn)發(fā)給PDSN對應(yīng)的WAP GW節(jié)點。

（2）組網(wǎng)說明

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組網(wǎng)拓撲如圖3所示。

圖3 CE內(nèi)部新增VPN方式的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組網(wǎng)拓撲

關(guān)鍵網(wǎng)元的配置要求說明如下所述。

·在PDSN的PI接口與WAP網(wǎng)關(guān)、融合防火墻接入的CE上，根據(jù)WAP網(wǎng)關(guān)數(shù)量創(chuàng)建新的VPN：PI-WAP1 VPN、PI-WAP2 VPN、…、PI-WAPn VPN。

·PDSN按照WAP網(wǎng)關(guān)數(shù)量和容量進行分組，每組PDSN接入對應(yīng)的PI-WAP VPN，由對應(yīng)的WAP網(wǎng)關(guān)進行代理。

·WAP GW節(jié)點通過多個物理接口或子接口的方式接入承載網(wǎng)絡(luò)的PI-0（公網(wǎng)業(yè)務(wù)）、PI-1（運營商內(nèi)部業(yè)務(wù)平臺）以及WAP網(wǎng)關(guān)所屬的PI-WAPn VPN。也就是說，WAP網(wǎng)關(guān)第一節(jié)點除了接入PI-0和PI-1之外，還要接入PI-WAP1 VPN。

·融合防火墻設(shè)備通過多個物理接口或子接口的方式接 入 承 載 網(wǎng)CE的PI-0、PI-1和PI-WAP1、PI-WAP2 VPN、PI-WAPn VPN等多個WAP網(wǎng)關(guān)所屬VPN。

·不同VPN之間的業(yè)務(wù)流在CE中進行隔離，由WAP網(wǎng)關(guān)負責(zé)代理或者由融合防火墻進行NAT地址轉(zhuǎn)換、路由控制。

（3）代理業(yè)務(wù)流程

下面以由WAP網(wǎng)關(guān)第一階段代理的業(yè)務(wù)流為例，對代理業(yè)務(wù)流的路由進行說明。

·PDSN1s—PI-WAP1—WAP網(wǎng)關(guān)第一節(jié)點—PI-1（訪問內(nèi)網(wǎng)平臺，如彩信）。

·PDSN1s—PI-WAP1—WAP網(wǎng)關(guān)第一節(jié)點—PI-0（訪問外網(wǎng)平臺）。

4.3 新增4層交換機方式

（1）總體思路

WAP網(wǎng)關(guān)多節(jié)點的組網(wǎng)思路為在PDSN和WAP網(wǎng)關(guān)之間增加4層交換機，由4層交換機根據(jù)源IP地址判斷來自不同PDSN的IP pool，把目的IP地址為10.0.0.200的代理業(yè)務(wù)路由替換為不同WAP網(wǎng)關(guān)的具體物理IP地址，轉(zhuǎn)發(fā)到該WAP網(wǎng)關(guān)節(jié)點進行代理。具體說明如下所述。

·新增4層交換機對WAP網(wǎng)關(guān)的業(yè)務(wù)路由（10.0.0.200）進行業(yè)務(wù)分流，每新擴一套WAP網(wǎng)關(guān)，根據(jù)WAP網(wǎng)關(guān)的數(shù)量和容量，對PDSN進行重新分組，4層交換機以此修改配置各分組PDSN的IP pool地址和WAP網(wǎng)關(guān)物理IP地址。

·AAA服務(wù)器按照靜態(tài)配置的方式，將來自不同分組的PDSN的計費流，轉(zhuǎn)發(fā)給對應(yīng)的WAP網(wǎng)關(guān)。即AAA服務(wù)器根據(jù)RADIUS消息中的PDSN名字字段作為分類，根據(jù)不同的分類將其轉(zhuǎn)發(fā)給PDSN對應(yīng)的WAP GW節(jié)點。

（2）組網(wǎng)說明

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組網(wǎng)拓撲如圖4所示。

關(guān)鍵網(wǎng)元的配置要求說明如下所述。

·PDSN按照WAP網(wǎng)關(guān)數(shù)量和容量進行分組，每組PDSN接入對應(yīng)的PI-WAP VPN，由對應(yīng)的WAP網(wǎng)關(guān)進行代理。

圖4 新增4層交換機方式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組網(wǎng)拓撲

表1 兩種組網(wǎng)方式的性能對比

·在承載網(wǎng)CE上創(chuàng)建一個新CDMA-PI3 VPN，PDSN的CTWAP撥號業(yè)務(wù)流的PI接口，通過該VPN來承載，PDSN的VR4與CE的CDMA-PI-3 VPN互通。

·新增兩臺4層交換機，雙掛于PI-1和PI-3，分別位于兩個不同的物理機房，根據(jù)用戶源IP地址所屬不同的PDSN分組，替換目的IP地址（10.0.0.200）為 對 應(yīng)WAP網(wǎng) 關(guān) 防 火 墻 所 在 在PI-3的接口地址。

·WAP GW節(jié)點通過多個物理接口或子接口的方式接入承載網(wǎng)絡(luò)的PI-0（公網(wǎng)業(yè)務(wù)）、PI-1（運營商內(nèi)部業(yè)務(wù)平臺）以及CDMA-PI-3 VPN。

·不同VPN之間的業(yè)務(wù)流在CE中進行隔離開，通過4層交換機分流代理業(yè)務(wù)流，并由WAP網(wǎng)關(guān)負責(zé)代理或者由融合防火墻進行NAT地址轉(zhuǎn)換、路由控制。

（3）代理業(yè)務(wù)流程

下面以由WAP網(wǎng)關(guān)第一階段代理的業(yè)務(wù)流為例，對代理業(yè)務(wù)流的路由進行說明。

·PDSN1s—PI-3—4層 交 換 機—WAP網(wǎng) 關(guān) 第 一 節(jié)點—PI-1（訪問內(nèi)網(wǎng)平臺，如彩信）。

·PDSN1s—PI-3—4層 交 換 機—WAP網(wǎng) 關(guān) 第 一 節(jié)點—PI-0（訪問外網(wǎng)平臺）。

4.4 對比分析

從表1所示的4個方面對上述兩種組網(wǎng)方式進行對比分析。

5 結(jié)束語

本文結(jié)合移動互聯(lián)網(wǎng)和手機上網(wǎng)的業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢，提出了WAP網(wǎng)關(guān)多節(jié)點目標組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，對比分析了中國移動、中國聯(lián)通在GSM網(wǎng)絡(luò)中的WAP網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，結(jié)合中國電信CN2的組網(wǎng)特點以及CDMA承載網(wǎng)中核心網(wǎng)元之間的組網(wǎng)現(xiàn)狀，提出了解決WAP網(wǎng)關(guān)多節(jié)點目標組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的兩種承載網(wǎng)解決方案：新建VPN方式和新增4層交換機方式，并進行了對比分析。雖然目前中國電信的WAP業(yè)務(wù)規(guī)模沒有達到節(jié)點容量瓶頸，且CDMA相關(guān)規(guī)范中也沒有提出的WAP網(wǎng)關(guān)多節(jié)點組網(wǎng)方案和解決案例，但本文根據(jù)中國電信的組網(wǎng)特點，對WAP網(wǎng)關(guān)多節(jié)點組網(wǎng)的承載部分解決方案進行了探討，給未來的實施提供了參考建議。

1 中國電信集團公司、中國電信股份有限公司廣東研究院.中國電信CDMA網(wǎng)IP綜合承載與分組域組網(wǎng)規(guī)范，2008

2 中國電信集團公司.中國電信CDMA網(wǎng)絡(luò)WAP網(wǎng)關(guān)設(shè)備規(guī)范，2008

3 中國電信集團公司.中國電信cdma2000核心網(wǎng)絡(luò)接口技術(shù)規(guī)范——HRPD A接口分冊，2008