探析網絡交換技術以及發展趨勢

摘要：網絡技術發展迅猛，為了適應網絡應用深化帶來的挑戰，網絡的規模和速度都在急劇發展，本文介紹了關于網絡交換技術及發展。

關鍵詞：交換技術軟交換IMS的技術

1、引言

計算機網絡是利用通訊設備和線路將不同地域的、功能獨立的多個計算機系統互連起來，以實現網絡中資源共享和信息傳遞的系統。將多個計算機網絡或通信網絡相互連接以實現信息交換和資源共享的技術叫網絡互連技術。高速網絡互連技術即網絡交換技術。執行網絡交換的設備叫“網絡交換機”。計算機網絡技術的發展，正深刻地改著我們的生活。同時人們對信息的渴求又加速了網絡新技術的木斷涌現。網絡交換新技術的出現就是網絡技術飛速發展的必然結果。

2、電路交換技術

公眾電話網（PSTN網）和移動網（包括GSM網和CDMA網）采用的都是電路交換技術，它的基本特點是采用面向連接的方式，在雙方進行通信之前，需要為通信雙方分配一條具有固定帶寬的通信電路，通信雙方在通信過程中將一直占用所分配的資源，直到通信結束，并且在電路的建立和釋放過程中都需要利用相關的信令協議。這種方式的優點是在通信過程中可以保證為用戶提供足夠的帶寬，并且實時性強，時延小，交換設備成本較低，但同時帶來的缺點是網絡的帶寬利用率不高，一旦電路被建立不管通信雙方是否處于通話狀態，分配的電路都一直被占用。

3、分組交換技術

電路交換技術主要適用于傳送和話音相關的業務，這種網絡交換方式對于數據業務而言，有著很大的局限性。數據通信具有很強的突發性，需要進行無差錯的傳輸。分組交換技術就是針對數據通信業務的特點而提出的一種交換方式，它的基本特點是面向無連接而采用存儲轉發的方式，將需要傳送的數據按照一定的長度分割成許多小段數據，并在數據之前增加相應的用于對數據進行選路和校驗等功能的頭部字段，作為數據傳送的基本單元即分組。采用分組交換技術，在通信之前不需要建立連接，每個節點首先將前一節點送來的分組收下并保存在緩沖區中，然后根據分組頭部中的地址信息選擇適當的鏈路將其發送至下一個節點，這樣在通信過程中可以根據用戶的要求和網絡的能力來動態分配帶寬。分組交換比電路交換的電路利用率高，但時延較大。

4、軟交換技術

軟交換就是把呼叫控制功能從多媒體網關中分離出來，通過軟件實現連接控制、翻譯和選路、網關管理、呼叫控制、帶寬管理、信令、安全性和生成呼叫詳細記錄等功能，把控制和業務提供分離。軟交換的各實體間通過標準協議進行連接和通信，增加了系統的靈活性。

5、軟交換的網絡安全及應對

根據軟交換的網絡結構特點，可將安全問題分成三個部分：網絡安全，用戶數據安全和業務安全。本文主要針對軟交換的網絡安全問題展開分析，這里所說的網絡安全是指軟交換網絡自身的安全，要保證軟交換網絡的安全，首先是要保證網絡中核心設備的安全，如果將核心的網絡設備置于開放的IP網絡中，網絡的安全性將很難保證，所以可以將網絡的核心設備放在專用網絡中，采用私有IP地址的方案。限于終端用戶的接入方式和接入地點比較隨意，完全采用這一方案也是行不通的。軟交換設備不僅要能夠接入和控制終端用戶，也要配有IP地址，以保證各種方式用戶的接入。可以在核心網外側設防火墻，并將軟交換網絡中少數需要與外界用戶進行通信的核心設備的私有地址映射到相應的公有地址，另外，利用防火墻對進入核心網的數據包進行過濾，只允許特定端口號的數據包通過防火墻，這種方法可以對PingofDeath等一系列的DOS攻擊進行過濾。在骨干網層面，采用MPLSVPN技術構建相對獨立的網絡。這樣可以對不同用戶間、用戶與公網間、業務子網和業務子網間的路由信息進行隔離，并且非MPLSVPN內的用戶無法訪問到軟交換域VPN內的網絡設備，從而可以保證網絡的安全。軟交換網絡最大的安全隱患是各種終端設備，因為它們處于用戶端，存在被惡意攻擊軟交換網絡核心設備的可能性。為杜絕這種安全隱患，在軟交換網絡接入邊緣，設置寬帶接入服務器，作為用戶接入網和骨干網之間的網關，中斷用戶接入網的連接，此外還能提供接入到寬帶核心業務網的功能。寬帶接入服務器具有網絡安全模塊與業務管理模塊，網絡安全模塊可以包括IPVPN模塊及防火墻模塊；業務管理模塊則包括網絡接入認證與授權模塊、計費模塊和統計模塊。此外，有些寬帶接入服務器不僅可以提供流量管理和控制，還可以對終端用戶的接入進行控制與管理。網管系統應具有不同級別的管理員權限管理機制，越權操作應予以禁止。對非法操作提供記錄信息，對系統可能造成潛在危害的請求，應能夠發出警報并采取相應的防御措施。

6、IMS的技術發展

由于基于IP的網絡和業務技術給傳統電信運營商帶來的挑戰，電信運營商正在積極尋求能夠駕馭IP網絡的解決方案。NGN的體系架構經過千錘百煉試圖打造這樣一個美好的未來，使得運營商能夠控制和管理基于IP的網絡并具有業務管理的能力。并讓網絡的體系具備融合的能力，在業務層面具有靈活擴展和組合的能力，在用戶接入層面能夠進行接入控制、標識和管理。這樣一種體系架構是NGN的內涵所在。人們開始寄希望于IMS能夠給予這個承諾，并大膽開始了這種嘗試。IMS使移動和固定的融合成為可能，使基于IP的業務控制和管理成為可能，NASS和RACE使接入管理和控制成為可能。

目前中國通信標準化協會CCSA在TC3和TC5成立聯合工作組進行中國統一IMS標準的研究。包括：統一IMS的需求（第一階段），統一IMS的功能體系架構（第一階段），統一IMS組網總體技術要求（第一階段）。目前按三個場景開展研究，場景一：支持xDSL/WLAN/LAN+2GHzWCDMA/TD-SCDMA+GPRS/EDGE的接入；場景二：支持xDSL/WLAN/LAN+CDMA2000+CDMA 1X的接入；場景三：支持xDSL/WLAN/LAN+2GHz WCDMA/TD-SCDMA+GPRS/EDGE+CDMA2000+CDMA 1X）。

參考文獻：

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