支持ICT業(yè)務(wù)的企業(yè)信息通信網(wǎng)關(guān)

李江寧，王 波，王 英，花 欣

（邁普通信技術(shù)股份有限公司 成都 610041）

1 對(duì)信息通信網(wǎng)關(guān)的需求

中國的運(yùn)營商市場(chǎng)經(jīng)過10多年的調(diào)整，形成了三足鼎立的競(jìng)爭(zhēng)格局。為了應(yīng)對(duì)日益激烈的全業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)和信息通信融合趨勢(shì)，三大電信運(yùn)營商紛紛以不同方式向綜合信息服務(wù)提供商轉(zhuǎn)型。

電信運(yùn)營商的理想價(jià)值鏈條是聚合內(nèi)容提供商、應(yīng)用提供商、設(shè)備提供商和電信運(yùn)營商的自營服務(wù)能力。電信運(yùn)營商希望借助合作方的應(yīng)用開發(fā)、技術(shù)支持能力，使用自身的品牌和渠道，共同為客戶提供信息通信解決方案。其中，如何為廣大的政府或中小企業(yè)用戶提供綜合信息服務(wù)是其面臨的關(guān)鍵課題之一，研究結(jié)果表明為政府或中小企業(yè)用戶提供信息通信基礎(chǔ)設(shè)施集成建設(shè)是一個(gè)較好的突破點(diǎn)。為此，電信運(yùn)營商需要把信息通信設(shè)備部署到客戶處，為企業(yè)客戶提供綜合服務(wù)，包括互聯(lián)網(wǎng)接入、VPN連接、VoIP語音服務(wù)等。

中國政府和中小企業(yè)用戶的特點(diǎn)是數(shù)量眾多，IT技術(shù)能力較弱，對(duì)信息通信基礎(chǔ)設(shè)施的需求多樣化，因此如果能夠?qū)⒍嘣獦I(yè)務(wù)方便地部署于同一節(jié)點(diǎn)，不僅能夠最大程度地避免網(wǎng)絡(luò)設(shè)備繁雜導(dǎo)致故障點(diǎn)多的問題，而且能極大地降低企業(yè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初期投資與長(zhǎng)期運(yùn)維成本，對(duì)電信運(yùn)營商和政企客戶而言都是雙贏的?；诖?，新一代支持ICT業(yè)務(wù)的企業(yè)信息通信網(wǎng)關(guān)就需要滿足以下需求。

·設(shè)備接入方式要豐富，不僅要有傳統(tǒng)銅線接入的方式，如E1、V35的窄帶接入和LAN以太、WAN以太、xDSL的寬帶接入，還要有市場(chǎng)上方興未艾的WLAN、3G、WiMAX等寬帶無線接入方式。無線接入方式由于能夠給客戶組網(wǎng)帶來極大的移動(dòng)性和部署靈活性，未來將是企業(yè)信息通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的熱門技術(shù)。

·某些政府類客戶將網(wǎng)絡(luò)的安全和性能需求提到一個(gè)相當(dāng)高的位置，不僅要求很高的轉(zhuǎn)發(fā)能力，而且還需要有高性能的加解密能力，以滿足通信安全需求。有的客戶還要求設(shè)備能夠帶有防火墻功能，解決Internet上越來越多的病毒攻擊和網(wǎng)絡(luò)攻擊。

· 為了能對(duì)設(shè)備進(jìn)行方便和完善的管理，以便幫助不具備信息通信維護(hù)能力的政府和中小企業(yè)用戶解決維護(hù)之苦，電信運(yùn)營商對(duì)網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備的統(tǒng)一管理提出了新的要求，要求通信設(shè)備支持多種網(wǎng)絡(luò)管理方式，如Web、SNMP和 TR069等。

2 支持ICT業(yè)務(wù)的企業(yè)信息通信網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)

2.1 體系結(jié)構(gòu)描述

MP1800是邁普通信技術(shù)股份有限公司專門為政府、中小企業(yè)客戶量身打造的符合電信運(yùn)營商和中小企業(yè)信息通信需求的新一代信息通信設(shè)備。它具有5個(gè)一體化的特點(diǎn)：

· 路由、交換一體化，支持2個(gè)以太網(wǎng)WAN口加4/8個(gè)以太網(wǎng)LAN口；

· 寬帶、窄帶一體化，支持從N×64 kbit/s到100 Mbit/s廣域網(wǎng)鏈路接口；

·廣域、局域一體化，支持廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)的統(tǒng)一控制和管理；

·有線、無線一體化，支持3G和WLAN接入，能夠和有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無縫對(duì)接；

·數(shù)據(jù)、語音一體化，支持?jǐn)?shù)據(jù)多業(yè)務(wù)的開展和VoIP功能，并能進(jìn)一步擴(kuò)展為IP PBX；

·信息、通信一體化，支持豐富的增值應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用監(jiān)管。

MP1800系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

MP1800采用了先進(jìn)的400 MHz的 PowerPC嵌入式雙核處理器，配以256 MB、133 MHz的DDR2 SDRAM，最大256 MB的Flash。MP1800在設(shè)計(jì)上對(duì)通信接口和增值業(yè)務(wù)模塊提供了良好的支持，包括通過CPU自帶的接口提供了窄帶接口（E1/CE1、同異步串口等）、4端口的IP語音模塊、4/8端口的10/100/1 000 Mbit/s LAN以太交換接口、2端口的10/100 Mbit/s WAN以太路由接口、1端口的ADSL/ADSL2+接口、4端口的 G.SHDSL接口；通過33 MHz/64 bit的PCI總線擴(kuò)展出支持 802.1b/g協(xié)議的WLAN接口和支持100 Mbit/s加密性能的硬件加密模塊；通過USB2.0接口擴(kuò)展支持WCDMA/cdma2000/TD-SCDMA的3G Modem接口。

2.2 多業(yè)務(wù)融合設(shè)計(jì)

MP1800做到了多業(yè)務(wù)和高性能的完美結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了包括路由、交換、IP語音、安全、無線接入、防火墻和滿足電信要求的網(wǎng)管功能，能承擔(dān)以前多種通信設(shè)備才能承擔(dān)的任務(wù)。

2.2.1 MP1800的高性能設(shè)計(jì)

為了滿足政府、中小企業(yè)、電信運(yùn)營商對(duì)信息通信設(shè)備越來越高的性能需求，MP1800在軟件體系上進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)和優(yōu)化，最主要的一個(gè)特點(diǎn)是采用了雙核處理器來進(jìn)行數(shù)據(jù)報(bào)文的處理，其中一個(gè)處理器核心專門處理所有通信接口來的數(shù)據(jù)報(bào)文，對(duì)其進(jìn)行收發(fā)、識(shí)別、分類和快速轉(zhuǎn)發(fā)，保證數(shù)據(jù)的高效處理；而另一個(gè)處理器核心則處理復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和用戶配置，比如網(wǎng)絡(luò)安全、MPLS和動(dòng)態(tài)路由協(xié)議功能，這樣的設(shè)計(jì)使得MP1800能夠做到轉(zhuǎn)發(fā)和控制/管理相分離，互相不受影響，因此MP1800能夠做到64 byte報(bào)文的雙向百兆全線速轉(zhuǎn)發(fā)，即使在配置了復(fù)雜的ACL/QoS功能時(shí)性能也沒有太大的影響。此外，為了提高IPSec安全性能，MP1800采用了硬件加密模塊，能夠達(dá)到100 Mbit/s的加解密性能。

2.2.2 MP1800的QoS功能

由于政府、中小企業(yè)客戶越來越重視關(guān)鍵業(yè)務(wù)的通信質(zhì)量，因此QoS功能在未來的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中將發(fā)揮越來越重要的作用。MP1800為用戶提供了流分類、流量監(jiān)管、流量整形、擁塞管理和擁塞避免等多種應(yīng)用。

（1）流分類

MP1800的QoS支持豐富的業(yè)務(wù)分類標(biāo)準(zhǔn)，可廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)IP、MPLS和以太網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中。MP1800支持業(yè)務(wù)深度識(shí)別功能，能夠識(shí)別多種應(yīng)用層協(xié)議，如HTTP、BT應(yīng)用等，可為語音、視頻、文件傳輸、Web瀏覽等不同應(yīng)用提供不同的QoS服務(wù)。

（2）流量監(jiān)管和流量整形

MP1800支持單速雙色和雙速三色的令牌桶算法，對(duì)超出規(guī)格的流量可以實(shí)施預(yù)先設(shè)定好的監(jiān)管動(dòng)作。這些動(dòng)作可以是：轉(zhuǎn)發(fā)、丟棄、改變優(yōu)先級(jí)并轉(zhuǎn)發(fā)、進(jìn)入下一級(jí)的監(jiān)管。

（3）擁塞管理

當(dāng)報(bào)文到達(dá)的速度大于該接口發(fā)送的速度時(shí)，在該接口處就會(huì)產(chǎn)生擁塞，發(fā)生報(bào)文丟失，而報(bào)文的丟失又可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)送該報(bào)文的主機(jī)或路由器因超時(shí)而重傳此報(bào)文，這將導(dǎo)致惡性循環(huán)。擁塞管理的中心內(nèi)容就是當(dāng)擁塞發(fā)生時(shí)如何制定一個(gè)資源的調(diào)度策略，決定報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的處理次序。MP1800的QoS提供豐富的調(diào)度策略，例如FIFO、PQ、CQ、WFQ、CBWFQ，每一種調(diào)度策略都可以為一種關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用而設(shè)計(jì)。

2.2.3 MP1800的二層交換功能

MP1800提供了豐富的二層以太網(wǎng)功能，包括MSTP、GARP/GVRP、LACP、以太網(wǎng)OAM、UDLD等，因此使用MP1800能夠方便、完善地構(gòu)建一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)，快速、有效、安全地部署各種業(yè)務(wù)。

MSTP是一種生成樹協(xié)議，可以通過有選擇性地阻塞網(wǎng)絡(luò)冗余鏈路來達(dá)到消除網(wǎng)絡(luò)二層環(huán)路的目的，同時(shí)具備鏈路備份功能。

端口匯聚技術(shù)分為靜態(tài)匯聚和動(dòng)態(tài)匯聚，是將多個(gè)端口聚合在一起形成一個(gè)匯聚組，不僅可以提高鏈路帶寬，實(shí)現(xiàn)流量在匯聚端口上的負(fù)載分擔(dān)，也能提高連接可靠性。

以太網(wǎng)OAM作為一個(gè)二層協(xié)議，是監(jiān)控和解決網(wǎng)絡(luò)問題的工具。它能夠在數(shù)據(jù)鏈路層報(bào)告網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，使網(wǎng)絡(luò)管理員能夠更有效地管理網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)功能能夠使電信運(yùn)營商方便地管理和維護(hù)設(shè)備，提升他們的客戶滿意度。

2.2.4 MP1800的安全功能

MP1800實(shí)現(xiàn)了多種安全技術(shù)來保障設(shè)備信息通信安全，這些技術(shù)有IPSec、SSL VPN、802.1x接入控制認(rèn)證和防火墻等。

（1）保證數(shù)據(jù)傳輸安全的IPSec功能

IPSec是一種三層隧道加密協(xié)議，它能夠?yàn)镮nternet上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)提供高質(zhì)量的、可互操作的、基于密碼學(xué)的安全保證。它能夠提供以下的安全服務(wù)。

·數(shù)據(jù)機(jī)密性：IPSec發(fā)送方在通過網(wǎng)絡(luò)傳輸包前對(duì)包進(jìn)行加密。

·數(shù)據(jù)完整性：IPSec接收方對(duì)發(fā)送方發(fā)送來的包進(jìn)行認(rèn)證，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中沒有被篡改。

· 數(shù)據(jù)來源認(rèn)證：IPSec在接收端可以認(rèn)證發(fā)送IPSec報(bào)文的發(fā)送端是否合法。

·防重放：IPSec接收方可檢測(cè)并拒絕接收過時(shí)或重復(fù)的報(bào)文。

通常，IPSec在一些低端通信設(shè)備上都是通過軟件實(shí)現(xiàn)，由于復(fù)雜的加密/解密、認(rèn)證算法會(huì)占用大量的CPU資源，從而影響設(shè)備整體處理效率。MP1800使用硬件加密模塊，將復(fù)雜的算法處理在硬件上進(jìn)行，從而使得MP1800的IPSec加密性能能夠達(dá)到100 Mbit/s，完全滿足未來政府和中小企業(yè)日益復(fù)雜的應(yīng)用和信息通信安全需要。

（2）防范非法訪問的防火墻功能

政府、中小企業(yè)客戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全性日益重視，據(jù)統(tǒng)計(jì)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全威脅最大的是網(wǎng)絡(luò)攻擊與非法訪問。

常見的攻擊有ARP攻擊、NAT攻擊、路由攻擊、異常流量攻擊等。對(duì)于ARP攻擊，MP1800可以采用IP-MAC地址綁定進(jìn)行解決；對(duì)于NAT攻擊、路由攻擊、異常流量攻擊可以采取IP流量限速和NAT限制。

MP1800在內(nèi)部設(shè)計(jì)了防火墻，支持包過濾、訪問控制、URL過濾等功能。當(dāng)要求限制內(nèi)部員工PC上網(wǎng)時(shí)，可以通過限制IP地址方式禁止其上網(wǎng)；當(dāng)要求限制上某個(gè)網(wǎng)站時(shí)，可以通過URL過濾功能限制對(duì)非工作網(wǎng)站的訪問。

2.2.5 MP1800無線功能

（1）支持局域無線的WLAN功能

WLAN最大的優(yōu)勢(shì)就是免去或減少了繁雜的網(wǎng)絡(luò)布線，在對(duì)WLAN的支持上，MP1800能夠提供精細(xì)的用戶控制管理、靈活的安全機(jī)制、端到端的QoS等功能。

MP1800在接入無線用戶時(shí)，可以通過設(shè)置基于VLAN、基于AP和基于SSID的用戶接入控制方式等實(shí)現(xiàn)無線用戶精細(xì)化管理。

WLAN的安全性主要體現(xiàn)在認(rèn)證和鏈路加密兩個(gè)方面。認(rèn)證用來保證只能由授權(quán)用戶進(jìn)行訪問，鏈路加密則保證發(fā)送的數(shù)據(jù)只能被特定的用戶所接收。MP1800支持802.1X認(rèn)證、Open System和Share Key認(rèn)證方式；支持WPA-PSK、WPA2-PSK、WEP、AES、TKIP 加密。

（2）支持廣域無線的3G功能

隨著3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的迅速普及，各大運(yùn)營商在提供3G多媒體業(yè)務(wù)的同時(shí)，也給客戶帶來更高帶寬的無線接入體驗(yàn)，3G作為靈活、快速、安全、高效的Internet接入方式已逐步成為用戶廣域網(wǎng)接入的主流選擇之一。

MP1800的3G接入解決方案可有效滿足移動(dòng)辦公、移動(dòng)監(jiān)控、分支無線接入等無線寬帶接入需求。MP1800通過自帶的3G無線模塊或外接3G Modem提供無線上行接入。MP1800的 3G解決方案支持三種3G制式：WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA，目前支持的3G Modem型號(hào)豐富，覆蓋市場(chǎng)主流的型號(hào)。

（3）完善的業(yè)務(wù)功能

MP1800上的兩種無線接口與其他的以太等物理接口相同，即MP1800上的無線接口支持完整的基于IP層以上的所有業(yè)務(wù)和功能特性，如接口備份、流量統(tǒng)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)防攻擊等，可有效發(fā)揮無線接口應(yīng)用的潛力和價(jià)值。針對(duì)MP1800的無線通信，可以提供基于命令行、Web、SNMP和TR069等多種管理方式。

3 典型應(yīng)用

3.1 中小企業(yè)組網(wǎng)應(yīng)用

MP1800作為一個(gè)獨(dú)立的中小企業(yè)綜合接入設(shè)備時(shí)，可采用3G通信鏈路作為廣域網(wǎng)有線鏈路的備份或負(fù)載分擔(dān)通道。而企業(yè)內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)，既可以采用以太網(wǎng)的有線連接方式，也可以采用WLAN的無線連接。

如果MP1800是電信運(yùn)營商代購或購買贈(zèng)送給客戶的信息通信網(wǎng)關(guān)，運(yùn)營商可以在運(yùn)維中心部署網(wǎng)管系統(tǒng)對(duì)設(shè)備及接口卡實(shí)現(xiàn)集中配置和管理，比較典型的是中國電信基于TR069的網(wǎng)管系統(tǒng)。采用MP1800的中小企業(yè)組網(wǎng)方案如圖2所示。

3.2 無人值守ATM機(jī)無線組網(wǎng)應(yīng)用

目前有越來越多的金融ATM機(jī)部署在商場(chǎng)、辦公大樓等公共場(chǎng)所，特別是那些靠提供靈活服務(wù)與國有大商業(yè)銀行展開差異化競(jìng)爭(zhēng)的中小銀行更傾向于采用這種無人值守部署方式。通常這些情況下有線通信鏈路很難獲取，采用3G無線通信將是理想的選擇。金融無人值守ATM機(jī)采用MP1800作為接入設(shè)備，該設(shè)備放置在ATM機(jī)里面，通過3G無線連接到銀行網(wǎng)絡(luò)中心?？紤]到應(yīng)用安全，MP1800與中心的設(shè)備實(shí)現(xiàn)IPSec數(shù)據(jù)加密功能，以解決安全隱患。與此同時(shí)，MP1800的VoIP模塊還能外接一部電話機(jī)，以方便客戶采用電話辦理業(yè)務(wù)。其組網(wǎng)方案如圖3所示。

3.3 總部/分支型政府機(jī)構(gòu)與企業(yè)的組網(wǎng)應(yīng)用

如圖4所示，客戶可以利用MP1800的各種接口（圖4所示為3G鏈路，其實(shí)也可以采取有線專線鏈路）實(shí)現(xiàn)總部和分支之間的廣域互連，分支節(jié)點(diǎn)的設(shè)備可以采用WLAN或以太的方式接入企業(yè)局域網(wǎng)?？紤]到應(yīng)用安全，分支機(jī)構(gòu)可以和總部設(shè)備采用IPSec數(shù)據(jù)加密功能，同時(shí)，分支機(jī)構(gòu)可以采用MP1800的xDSL接入Internet，并在MP1800上開啟各種防火墻功能。公司總部運(yùn)維中心可采用網(wǎng)管系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)MP1800設(shè)備及接口模塊的集中管理。

4 結(jié)束語

當(dāng)前我國正處于工業(yè)化和信息化融合發(fā)展時(shí)期，政府和中小企業(yè)的業(yè)務(wù)活動(dòng)越來越傾向于高效、彈性，因此他們對(duì)信息通信基礎(chǔ)設(shè)施的需求呈現(xiàn)多樣化的狀態(tài)。本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種能有效地支持電信運(yùn)營商對(duì)政企客戶提供ICT服務(wù)的企業(yè)信息通信網(wǎng)關(guān)，并對(duì)典型應(yīng)用作了描述。

1 譚晨輝.商務(wù)領(lǐng)航品牌三級(jí)跳.通信企業(yè)管理，2007（5）

2 岳麗娜，隴小渝.電信品牌建設(shè)問題研究.西安郵電學(xué)院學(xué)報(bào)，2007（2）：8～12