内蒙古移动CMNET网络建设方案毕设论文终稿.docx
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内蒙古移动CMNET网络建设方案毕设论文终稿
本科生毕业论文(设计)
中文题目内蒙古移动CMNET网络建设方案探讨
英文题目StudyofInnerMongoliamobileCMNETnetwork
constructionscheme
学生姓名班级19学号
学院通信工程
专业通信工程
指导教师职称讲师
摘要
移动通信技术已经逐步成为21世纪通信领域的具有巨大经济价值的技术,并且随着科技的不断发展和进步,CMNET(中国移动互联网)已经开始走进用户的日常生活,CMNET是定位于一个开放的信息承载网络,是全球互联网的一部分,承载对安全性和QoS(服务质量)要求相对不高的业务。
如今,互联网业务和移动通信服务已经有了完美的结合,人们可以在自己的移动终端上来体验互联网提供的服务,这在方便用户的同时,也给中国移动带来了新的机遇和挑战。
CMNET作为中国移动互联网业务和移动数据业务的承载平台提供各种业务的接入和承载。
伴随着中国移动大力发展宽带接入业务,网络用户数量、业务类型和流量的急剧增加,中国移动急需对现有的CMNET网络进行扩容,在满足业务需要和发展的同时,还应具备对用户以及流量分布的精确统计及预测能力,并要保证移动互联网的相对安全性。
本文从业务发展及流量增长两个方面对CMNET流量进行预测,综合考虑预测结果后得出相应结论。
将从流量的分析与控制,安全机制,P2P的缓存机制与方法等几个方面来研究本期内蒙古移动CMNET网络建设方案,并进行可行性的分析。
关键词CMNET网络建设流量的分析与控制安全机制P2P缓存机制
Abstract
Mobilecommunicationtechnologyhasgraduallybecomethe21stcenturyhasgreateconomicvalueinthefieldofcommunicationstechnology,andwiththecontinuousdevelopmentandprogressofscienceandtechnology,CMNET(ChinamobileInternet)havebeguntowalkintothedailylifeoftheuse.CMNETislocatedinanopeninformationnetwork,isapartoftheglobalInternet,bearingonthesafetyandQoS(QualityofService)requirementsisnothighrelativetothebusiness.Today,theInternetbusinessandmobileserviceshavebeentheperfectcombination,peoplecanexperiencetheInternetontheirmobileterminalservices,theconvenientuseratthesametime,alsobroughtnewopportunitiesandchallengesforChinamobile.CMNETasthebearingplatformofChinaMobileInternetservicesandmobiledataservicesprovidesaccesstoallkindsofbusinessandbearing.AlongwiththedevelopmentofChinaMobileBroadbandAccessServicesvigorously,asharpincreaseinthenumberofInternetusers,servicetypesandtraffic,networkcorelayernetworkbandwidthcannotmeettheneedsofbusinessdevelopment,ChinamobileneedtoexistingCMNETnetworkexpansion,tomeetbusinessneedsandthedevelopmentatthesametime,alsoshouldhaveforusersandaccuratestatisticsandtrafficdistributionpredictionability,andtoensurethattherelativesafetyofthemobileInternet.FromthebusinessdevelopmentandgrowthintwoaspectsoftrafficpredictionoftheCMNETflow,consideringthepredictionresultstogetthecorrespondingconclusion.Thisarticlefromtheanalysisandcontrol,trafficsafetymechanism,severalaspectsofP2PcachemechanismandmethodtostudytheInnerMongoliamobileCMNETnetworkconstructionscheme,andanalyzedthefeasibilityof.
KeywordsCMNETNetworkconstructionAnalysisandcontrolflowSecuritymechanism
第一章绪论
1.1论文的选题背景
中国移动内蒙古公司已于2009、2010年进行了《2009年全业务网络规划方案CMNET盟市业务控制层与汇聚层建设工程》、《中国移动内蒙古公司2009互联网扩容和传送网扩容工程CMNET核心层第二阶段单项工程》和《中国移动内蒙古公司2010CMNET扩容工程》,通过这三期工程,已经初步建设了比较完整的CMENT骨干网络和全业务接入网络。
为了更好满足区公司原有业务发展和新业务的开展,本论文主要阐述对区公司及呼和浩特公司核心及汇聚层设备中继带宽进行扩容的方案。
本方案的设计要满足未来几年内全区CMNET业务发展需求进行建设。
保持现有CMNET网络基本架构,根据业务发展的需求进行设备和链路的扩容,对CMNET省网进行适度超前建设,以满足数据业务的迅猛发展[7]。
1.2CMNET简介
移动互联网主体的网络在2001年得以完成,此网主要负责中国移动用户语音通话、无线局域网、统一专线、IP电话网的接入、通用分组无线服务技术等上网用户的上网服务外,另一方面还是移动额外附加业务提供支撑的平台[5]。
中国移动互联网主体网络网在网络层次从大到小分为:
骨干网层、汇接层、一般骨干层、网间互相联系的节点。
(1)首先是骨干层网络是连接两个省级网络的重要枢纽。
(2)其次是一班骨干层是在省内的各个地市之间进行网络转换。
(3)网络间互相联系的节点是利用在网路间建设节点路由,使各个地市之间,各个省级之间以及国际网络出口可以进行自由的网络互通。
每个节点的设置情况:
(1)各个网间负责互相连接的节点设置在北上广这三个城市。
(2)设置在省级的城市和一般的直辖市的是一般骨干层。
(3)另外在南京,武汉,成都等城池有各个汇接层的节点。
(4)骨干核心层节点主要设置在国内最发达的北上广三个城市。
1.3CMNET的现状发展及挑战
在中国,目前有31个省级以上的城市都覆盖有中国移动互联网。
中国移动互联网主体网络网在网络层次从大到小分为:
骨干网层、汇接层、一般骨干层、网间互相联系的节点。
其中的跨省业务是由北京、上海、广州、成都、等国内一流的中心城市负责,由他们实现省际间的网络互通,而省内的网络信息交流则是由一般的地级城市负责。
正是因为中国移动互联网是拥有独立的并且是公有的区域,可以分配给各个省一个独立的私有的区域进行单独的管理,并配有独立的且唯一的账号进行识别。
中国移动互联网不断在与国际接轨,学习美国、韩国、日本的相关技术体制,并不断推出新型的业务供广大用户体验来提高用户感知和扩大用户群体[10]。
中国移动互联网的典型网络拓扑图1-1所示:
图1-1中国移动互联网的典型网络拓扑图
1.3.1业务项目
中国移动互联网技术现在提供的业务有:
资源重组及出租类业务、网络互联接入业务、语音拨号业务、信息咨询服务类业务[12]。
自从2009年移动陆续推出了飞信、139邮箱、移动MM、以及移动微博等与时俱进的业务,极大的丰富了CMNET网络。
网络互联接入业务是中国移动通过无线,GPRS等技术手段为用户提供安全快捷的一站式上网服务,在网络飞速发展的今天,此项技术给用户带来了很大的便捷,各种移动终端已经离不开网络的服务。
语音类业务主要是指中国移动互联网能够提供基本的语音通话拨号业务。
这其中主要包含主叫显示、呼叫等待、呼叫保持、语音信箱、会议电话等多种语音通信服务。
信息咨询服务类业务主要是指中国移动互联网可以为用户提供多种便捷实用的增值服务。
这其中包括语音平台12580提供的种种咨询服务,如彩铃更换、问路、移动打的服务、公交路线查询等等,以及基于中国移动互联网的梦网彩信、梦网短信、各种SP服务商提供的点播业务、手机视频及手机游戏等业务。
这些都是极大的丰富了这个网络体系,同时也是移动利润的中流砥柱[1]。
资源的出租类业务是指移动通过对现有网络资源的出租来实现双赢,这样不仅能使第三方公司可以得到优质的资源,同时对于用户来说这也能够获得更好的服务。
1.3.2未来发展
依据互联网的发展模式,移动互联网在今后还会慢慢的渗透到我国国民经济的各个部门,也将对人类的生活还有生产的方式产生深刻的影响,不断推进社会科技化的演变历程。
所以,将来的移动互联网还会是“点对点透明性”的体系结构,它的技术核心依然是会注重资源的开放性,用户平等性,管理的差异性,同时也会更关注用户的自主意愿和网络的交互性的功能,未来的移动互联网会将用户带到一个自由和谐的虚拟网络社会,而这个虚拟社会将会是更加安全可信的,具有更好的服务质量的。
依据上面移动互联网的建设方案,今后各个运营商之间的核心竞争将主要体现在对网络资源的占有量上,这其中包含网络内容、用户群体以及传输速率。
作为中国移动IP专用的承载网的移动城域网,可以直接给用户提供相应的互联网业务。
业务的核心在于对多种移动互联网业务的接入和承载,主要工作是给中国移动专网和CMNET骨干网络输送业务。
所以,大力发展城域网已经成为CMNET今后的必然发展趋势,也是中国移动今后战略发展的需要,同时这也是中国移动向业务技术运营商的领头羊进军迈出的坚实的一步,可以提高自身的市场占有率和竞争力。
只有现阶段不断积累城域网的运营管理经验,才可以为承载即将普及的3G、LTE技术打下夯实的底子[8]。
仍然要大力发展集团专线业务。
虽然近来我国专线上网客户机、专线上网用户的数量增长缓慢,但是毕竟是如今有着自己独立的网络的企业还不是很多,很多企业的信息化发展目前还处在独立计算机的模式下,信息资源得到的利用效率并不是很高,而移动公司现在仍然是拥有数量最多的集团用户,所以市场上还是有很大的提升空间。
这样一来只要用拴住当前的集团用户群体,同时可以通过诱人的营销方案来积极发展越来越多的集团用户,最有效的辅助方法肯定是集团用户的专网专线。
集团用户群体数量基数大,而且对业务的全面性以及带宽的需求很大,现在来说,从单个业务的支撑到如今多种多样互联网业务的提供为中国移动带来了大量的机遇,这在很大程度上会增加移动收入。
发展宽带用户要有节制,正像前面说的那样,网民的总量是在不断的快速增长,使用拨号上网还有专线的网民数量却是在下降,然而宽带的网民数仍然是迅猛发展。
所以,要根据IP城域网的建设,在有条件的小区发展一些宽带接入的用户,提供各种各样的综合应用,这将是CMNET业务今后发展的必经之路。
这显然不是短期内能够完成的,这需要长期不断的投入和建设。
1.4内蒙古移动网络现状
中国移动内蒙古公司现有CMNET骨干网节点路由器2台,型号为JuniperM320,到北京和西安带宽各为4*10GPOS,M320之间互联带宽为3*10GE。
中国移动内蒙古公司现有CMNET省网路由器两台,型号为华为NE5000E,两台NE5000E以口字形方式上行到骨干网节点M320路由器,上行带宽为4*10GPOS,互联带宽为4*10GE。
12个盟市各有2台NE80E作为核心路由器,其中呼和浩特2台NE80E分别以2*10Gpos链路上联至区公司NE5000E,并且以2*10GE链路互联;包头、呼伦贝尔、通辽、赤峰、乌兰察布、鄂尔多斯、巴彦淖尔等7个盟市每台NE80E分别以1*10Gpos链路上联至区公司NE5000E,并且以1*10GE链路互联;兴安盟、锡盟、乌海、阿盟4个盟市每台NE80E分别以1*2.5G+155M链路上联至区公司NE5000E,并且以2*GE链路互联。
区公司在移动一枢纽现有2台NE80E、移动二枢纽现有2台NE40E、网通二枢纽现有1台NE40E作为区公司核心路由器,移动一枢纽2台NE80E分别以2*10Gpos链路上联至区公司NE5000E,并且以2*10GE链路互联,移动二枢纽2台NE40E分别以1*10Gpos链路上联至区公司NE5000E,并且以1*10GE链路互联,网通二枢纽1台NE40E以1*2.5G链路上联至区公司一枢纽NE5000E,以1*GE链路上联至区公司移动二枢纽NE5000E。
1.5问题的分析
随着互联网业务的飞快发展,移动的业务平台已经开始承受越来越大的压力,一方面新兴的各种互联网业务如移动微博、号簿管家、移动邮箱等对网络流量的需求越来越大,现有设备以及系统已经很难满足这方面的要求,这对省际网络交换的以及省内各个地市之间的网络互联又提出了新的挑战,不仅要对现有网络带宽以及系统进行扩容,同时也要对新的系统提出更多的功能性的要求。
既要满足现有网络流量的承载能力,也要具有前瞻性可以保证近期互联网业务迅猛发展所带来的网络流量激增,同时也要有一套完善的流量监控以及控制体系来保证系统的正常运行,并对现有数据进行分析来统计互联网用户使用情况,并对互联网业务发展进行预测。
另外,如今的互联网业务的公开性方便用户的同时,也造成了很大的安全隐患。
网络攻击者在对传统网络发起攻击的同时,也将移动互联网设成他们进攻的目标。
尤其是现在智能手机当中的很多应用,都出现过被攻击的事情,这不仅引起了用户的注意,同时作为普遍的移动互联网的安全问题,不但是牵制了新兴互联网业务的正常发展,同时也涉及了国家网络信息安全的问题。
很多的互联网应用都可以轻易的获得用户的个人信息甚至是隐私,这也对中国移动互联网的安全机制发起了挑战。
在现有的系统如果想要承载更多更开放的互联网业务,必须要保证用户使用的是安全可靠的网络。
伴随着互联网业务的迅猛发展,基于P2P的流媒体系统应用将更多的通信负载带给了互联网,在通常的缓存方案中,当在距离用户最近的服务器上没有用户要访问的文件时,无论该文件是不是被浏览过,都会把这个文件的缓存放到最近的服务器上,然而在实际运用中,这种缓存方案不能够轻易地对复杂的实际情况做出正确的调整,这样就会减少缓存的命中率。
特别是像P2P这样的流媒体应用,其中所包含的文件容量一般都是比较大,这也很难发挥网络缓存的效率,这样一来,对于移动互联网来说,基于P2P的缓存机制也亟待完善[3]。
第二章CMNET流量分析与控制系统
2.1方案概况
伴随着网络技术的飞速发展、终端功能的不断丰富、互联网应用的多样化,未来的互联网业务类型将越来越丰富,新的业务对带宽需求较高,而且更加注重人机的交互性。
物联网、视频点播、远程控制等这些新兴的业务不断的出现,给流量带来了巨大的压力。
2011到2016年全球移动数据流量预测如图2-1所示:
图2-12011到2016年全球移动数据流量预测
对于数量这么大的流量增幅,一方面对运营商所提供的带宽提出了新的要求,承载网络不仅要负责越来越多的信息量的传递,还要不断的提升反应速率和服务的质量,以此来绑定老用户并不断地发展新的用户群体。
另一方面也给整个移动互联网的格局带来了巨大的变化[2]。
本文将为中国移动内蒙古公司CMNET流量分析与控制系统讨论可行性方案,近几年来,随着中国移动通信集团内蒙古有限公司(以下简称“内蒙古移动”)CMNET网络的迅速发展,越来越多类型的网络应用出现。
新业务的出现,为网络的发展带来了机遇也带来了挑战。
在增长速度方面,网络流量的增长已经远远超过了用户群体的增加,所以移动互联网络带宽扩容变得越来越迫切。
要更好地了解中国移动内蒙古公司网络中各类业务的具体情况,对网络进行精细化管理,中国移动内蒙古公司需要在各级出口链路部署流量监控设备。
通过对中国移动内蒙古公司CMNET网络流量进行分析,可以掌握VoIP(模拟信号数字化)应用、P2P应用、共享接入等应用在网络中的使用和分布情况,对移动用户的行为及终端类型进行分析,以便更好的对网络流量进行精细化管理,提升业务收入。
2.2系统现状
目前内蒙古移动CMNET国干路由器配置了两台JuniperM320,两台路由器到北京和西安带宽各为2×10GPOS链路,M320之间互联带宽为2×10GPOS链路。
CMNET省网路由器配置了两台华为NE5000E,两台路由器以口字形方式上行到国干M320路由器上,上行带宽和互联带宽均为2×10GPOS链路。
两台NE5000E路由器至第三方业务系统两台Eudemon8080E防火墙的带宽均为1×10GPOS。
内蒙古移动CMNET系统网络结构情况如图2-2所示。
内
图2-2内蒙古移动CMNET系统网络结构示意图
2.2.1目前存在的问题
当前,移动网络逐步走向IP化、宽带化,移动通信与互联网日渐融合。
在内蒙古移动为用户提供更加丰富多彩的业务的同时,移动业务以及计费支撑系统面临着一系列新的挑战。
同时,目前在CMNET核心路由器至铁通及第三方系统的防火墙上做了大量的封堵非法IP地址的工作,大大降低了设备的工作性能,
内蒙古移动为了能够在产业链中保持住自己的主体地位,以逃避边缘化的危险,急切的需要把握移动互联网中的各种应用服务以及业务,急切地需要互联网中对网络流量的分析及控制,达到对业务类别的区分,从而对中国移动互联网中新兴的业务进行安全的流量控制和管理。
移动网络的不断发展和开放,给内蒙古移动带来的不仅是有带宽资源被利用的危险,随着各种应用软件对用户信息的采集、逐步普及的网络攻击及破译技术,这些最终都会威胁用户的个人隐私并干扰网络的安全性,这也使得安全管理移动网络变得更难,成本更高,包括:
无监管的VoIP业务和无法控制的P2P应用。
此外,在CMNET到第三方系统的防火墙E8080E上,做了近10000条ACL访问控制策略,以实现集团要求的不良网站IP地址的封堵工作。
从目前来看,所需封堵的IP还在不断增加,如果继续使用防火墙来完成此项工作将大量占用设备资源,影响设备性能,所以迫切的需要建立一套独立的分析控制系统来完成此部分工作,从而提高设备的利用率[4]。
2.3方案探讨
2.3.1方案概述
通过分光器及光纤放大器设备对省出口和至第三方出口的链路进行分光,将10GPOS链路的流量复制一份到SIG前台系统。
2台SIG9280E分别部署在移动一枢纽和移动二枢纽两个节点,实现数据的采集和处理,然后将分析后的数据上报到本期在移动二枢纽新增的后台管理服务器群,同时按照管理中心下发的策略对共享接入、VOIP、P2P等行为控制以及执行Web页面推送等动作[7]。
2.3.2设计目标
对移动互联网中的网络流量进行深入的分析,并为互联网业务提供网络和系统支撑,通过对网络流量的分布以及使用情况的深入分析,来预测用户的使用习惯、对心业务的感知以及相关业务未来的发展方向等。
一方面可以根据不同用户群体的网络资源使用情况的不同来定制相应的符合其习惯的应用,另一方面也可以根据流量发展趋势图来规划未来的网络扩容计划。
同时如果网络有安全或者拥堵问题可以直观的实时发现,更快的将问题解决,实现对网络的全方位监控。
本方案计划对中国移动内蒙古公司CMNET网络进行监控,达到的目标如下:
(1)网络及用户可视化:
流量流向分析、用户行为分析等。
(2)业务控制:
虚拟运营VoIP检测与控制、共享接入监控、P2P控制和不良网站封堵等。
2.3.3网络结构
根据CMNET网络现状情况,本方案在CMNET网络省网出口处4条10GPOS链路、CMNET省网核心设备至第三方防火墙的2条10GPOS链路上部署流量监控设备,网络结构如图2-3所示。
图2-3CMNET流量分析与控制系统网络结构示意图
2.4系统完成功能
本方案中将系统功能分为4个部分,分别是:
流量分析功能,流量控制功能和VOIP监控与干扰功能和不良网站封堵功能[7]。
2.4.1流量分析
(1)识别业务类别的能力
(2)对流量进行分析统计,对用户使用情况进行统计。
(3)要使用DPI和DFI技术,同时要支持序列化累计,流量特征等识别技术。
(4)至少要适用VLAN、MPLS封装。
要支持各种封装格式适应各种错综复杂的网络环境
(5)可以提供省际间和各个运营商之间的网络互通的流量监控,并可以对各个省级地市节点的流量转接实施流量监控。
(6)各种互联网业务的识别能力,要支持飞信语聊,飞信视频,飞信短信,网络视频点播,手机邮箱等多种实时的即时沟通。
(7)支持多种互联网业务的体制上还要实现对小业务的精确服务,如基于网络视频点播的优酷土豆、爱奇艺等,基于网络电视流媒体的PPS,基于网络下载业务的迅雷、电驴、快车等。
细化到小业务可以更好的为用户分级,提供差异化的优质服务。
(8)系统不是建立在某个信令协议的基础上,可以对各种语音流媒体进行分析识别。
(9)可以不间断的追踪网络软件的发展以及使用情况,实现标准化的流程,从而可以从容应对未来新兴的移动互联网络应用。
(10)用户群组划分
(11)用户群组划分
(12)以IP地址段按类别定义用户群组。
(13)基于源/目的网络设备IP地址,监测特定设备流入/流出流量,并提供其流向、协议、应用分布。
(14)支持对异常流量的历史数据统计。
(15)系统具备对所关心流量进行实时分析能力,可以随时灵活指定分析条件(要求支持复杂逻辑运算),并可依据所需分析的条件在10秒内得到分析结果。
(16)用户行为分析
系统要支持域名访问分析,可以对网站进行排名来发掘热门站点,还可以分析域名访问中的其他有价值信息,包括点击率、访问网站的具体频道、访问的用户帐号等,通过积累这些附加信息,可以在下列几个方面做进一步的挖掘尝试:
(17)搜索关键字分析,要求支持baidu、google、yahoo等主流搜索引擎的关键字分析。
(18)重点业务和自有业务的深入分析,例如针对WAP、彩信、飞信业务等进行分析。
2.4.2流量控制
(1)信息推送,通过主动网页推送技术对向用户发布通知和告警信息,例如余额告知、优惠活动和商业广
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