CSI 技术：新型的IP网络解决方案

1.引言

　　近些年来，全球Internet网络的发展取得了巨大的成功，全球将拥有2.6亿的在线用户，其每年创造的商业利润也将超过500亿美元(不包括IP电话)，据预测，2005年IP电话商业利润可达600亿美元，加之利用Internet传送视频、话音技术的日渐发展，Internet网络迅猛的发展速度几乎正在冲击着世界上所有的电信运营商，影响着他们的发展思想和运营策略。

　　TCP/IP技术以其巨大的发展潜力和趋势，预示着其将成为21世纪最主要通信手段之一。但是，目前随着Internet用户数的剧增和对带宽要求的提高，导致Internet网上信息流量的持续增加，由多层路由器构建的传统网络趋向饱和。而当它扩充到一定限度后，其经济性和效率会随规模的进一步增大而降低。目前，Internet将面临以下问题：

　　(1)骨干网的传送容量太小，带宽资源不足，现有路由器寻址速度低、吞吐量小，同时用户接入速率太低；

　　(2)随着用户数量的急剧增加，路由器网络性能下降。这时路由器虽然可以保证优先级较高的数据传输，但由于它采用无连接的IP协议，因此不能将服务质量(带宽、优先级等)与商业上的优先级对应起来；

　　(3)路由器网络规模的增大要求路由器支持的端口数量增大；

　　(4)由于IP包在沿途每个路由器都需要排队和进行协议处理，因此分层路由器结构和可叠加式配置网络使得IP包需要经过更多的路由器数(HOP数)，将导致传输时延增加，性能下降；

　　(5)当前所使用的IPV4协议对实时业务、灵活的路由机制、流量控制和安全性能的支持不够，地址资源短缺。

　　为了解决以上由于网络规模扩大而引起的问题，各国都在不断地进行新技术的探索和实践。而ATM技术的出现，为解决Internet所面临的问题提供了一个很好的方案。目前，ATM与IP结合的新方案、新设备层出不穷，ATM论坛和IETF也在协同工作，以实现ATM与IP的结合。其中西门子公司和新桥公司联合推出Carrier　Scale　Internetworking(CSI)就是一种新的IPover　ATM技术方案。

　　2.CSI技术

　　CSI是主要为IP业务提供商(Service　Provider)设计的新一代的IP网络结构技术。它能够满足当今各种不同业务的传送需求，提供可管理的低费用的广域IP网解决方案。

　　这种CSI解决方案能使业务提供商完全根据事先商定的协议进行业务等级和占用带宽的管理，提供可管理的基于IP的VPN业务，特别适用于在IP网上开展语音、视频、传真以及Internet、Extranet等业务，同时也可提供公用Internet的接入业务。

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　　2.1　　CSI的网络结构

　　CSI技术几乎涉及了目前所有的IP网络业务问题，并且可为全体用户提供任何层次的附加业务功能。因此，它所强调的不仅仅是业务性能等技术问题，更为主要的是要建立起一种集传输、管理和计费等业务于一身的理想的网络结构。

　　CSI的网络配置如图1所示。主要包括SP(Service　Point)、RSCP(Routing　Services　Control　Points)和NMS(Net　Management Services)。全网分为两级结构：网络层和服务层。

　　网络层主要由SP和ATM骨干网构成，负责网上实际业务流量的传输，服务层由NMS和RSCP组成，负责CSI网络上运行业务的配置和控制。

　　各个模块功能如下：

　　NMS：为RSCP提供前向路径信息和协议信息；提供整个网络及各VPN的位置信息。

　　PSCP：为需要传送的数据包提供路由和协议信息；与Internet和Externet交换可到达信息。

　　SP：终端接入和提供适用协议，选择合适的第2层路径；提供packet级的CoS支持。

　　2.2　　基本工作原理

　　CSI基于MPOA的思想，整个CSI网络分为两个平面，将数据传送与路由和管理等功能分开，不仅极大地提高了各自的效率和速度，更主要的是，使网络具有更大的适应性和可伸缩性，易于升级。例如，当网上业务量过大时，仅需要适当增加SP或核心ATM交换机就可以了；而如果需要大量的路由计算就仅添加RSCP就行了。因此，不会因为升级网络中的某些元素而需对整个网络进行修改和检查，更不会导致整个网络结构的冒险。所以，当升级CSI网络时，具有较小的中断可能性和极大的灵活性。

　　2.2.1　　CSI的网络连接

　　CSI是由各功能单元及它们之间的虚电路连接而构成的。其中用户数据和控制管理信息分别通过数据连接和控制连接传送的。

　　数据连接：建立在SP与SP之间，直接通过SP之间的VC传送用户数据。

　　控制连接：建立在RSCP与SP之间，其上传送的控制管理信息主要有：路由表、协议信息、配置信息和状态信息。

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　　2.2.2　　工作过程

　　当一个新的用户加入CSI网络，利用CSI技术组建自己的VPN时，它需要利用SP和RSCP之间的控制连接将这个VPN中所有主机的位置、IP地址、申请的服务等级范围和与各SP之间的连接等状态信息，以及路由协议传递给RSCP，RSCP利用这些初始信息进行配置，在数据库存中建立存储信息，并开辟出相应的存储空间。之后将配置信息利用控制连接传递回各SP节点。具体配置如图2所示。

　　当一个SP收到一个数据流时，它先在自己的路由表中查找与信宿IP地址对应的项，找到后根据路由表建立ATM连接，采用RFC1483对数据包进行封装，利用ATM的PVC/SVC进行高速传输。如果在SP中找不到相应的路由表项，则利用与RSCP的控制连接向RSCP发出请求，RSCP在数据库存中进行相应的检索与其他操作，将建立数据连接所需要的信宿ATM地址、服务级别、VPN序号等信息通过控制连接传递回SP，从而在源SP与宿SP之间建立VPN内的ATM数据连接，传送用户数据(见图3)。

　　在建立ATM数据连接时，SP之间根据传送业务等级(CoS)、要求的不同，选择不同的SVC。对于一些业务等级较低、质量要求不高的数据流如UBR业务，可采用“多跳”方式，实现尽力传送；而对于一引起业务等级较高，质量要求较高的数据流如VBR实时业务，就需采用“捷径”方式，实现最佳业务质量。

　　3.CSI的管理

　　CSI系统采用的网管是世界领先的网管技术，能够提供完全端到端的多技术、多业务的网络管理。目前在专线、FR、ATM和X.25领域均有应用。而这一强大、开放的管理策略特别适用于管理CSI网络。

　　各种的管理功能包括配置、故障监测、性能控制等都可以在物理、逻辑和业务等层次上实现。

　　其中网络管理层是核心，由MainStreetXpress46020实现，主要有以下几项内容：WAN链路管理，VPN成员管理，地址分配，LAN设备管理，协议管理，业务目录，认证管理，配置管理。

　　公共IP网及VPN的业务创建、配置和计费，VPN成员信息和数据收集等功能均在这一层实现。

　　提供IP业务就意味着将网络延伸到用户的桌面，因此业务使用者和网络管理者就需要知道比较广的网络情况，即需提供较高的网络可见度。CSI的解决方案就是站在端到端的角度，从用户前端一直到核心交换机进行管理。而企业用户大多强调在IP网建立的VPN的安全性，CSI管理方案提供用户业务管理(CSM)功能。用户可以直接控制和管理属于自己的那一部分网络。根据受权，用户通过Internet/Interanet和Web流览器界面，控制所申请业务的状态和特性。

　　新型IP网络解决方案——CSI

　　近些年来，全球Internet网络的发展取得了巨大的成功，全球将拥有2.6亿的在线用户，其每年创造的商业利润也将超过500亿美元(不包括IP电话)，据预测，2005年IP电话商业...

　　4.CSI的应用

　　以CSI技术为基础，业务提供商(Service　Provider)可以提供以下各种IP业务：

　　·VPN业务或称VPRS(虚拟专用路由)业务

　　·IP电话业务

　　·视频业务

　　·Internet接入业务

　　·多媒体业务的远端接入

　　5.CSI的发展

　　作为最先出现的基于开放标准的IP网络结构之一，CSI具有可观的市场发展前景，但由于现在支持此标准的厂商还仅局限于西门子公司和新桥公司，因此要世界IP市场推广还具有一定的难度，且作为一项新技术，其投入商用的可行性还有待观察。

　　据悉，1998年底，上述两家公司已开始着手世界范围内广泛寻找合作伙伴，利用MainStressXpress产品组建公网，届时CSI技术将可能正式投入大规模的商用运作。