智能提速技术白皮书-6W100

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智能提速技术白皮书

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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本文中的内容为通用性技术信息,某些信息可能不适用于您所购买的产品。



概述

1.1  产生背景

传统网络运营模式下,运营商往往通过扩建新网络来提升带宽以吸引用户。随着网络环境的发展,用户的网络带宽需求逐渐多样化,传统网络运营模式投入产出比低、模式粗放的弊端开始显现,需要有更灵活、易部署的方法来细分客户需求,实现精细化的运营需求。

智能提速技术的出现主要是为了解决如下问题:

·     按目的地址采用不同的费率计费:在长途Internet与本地网分开部署的地区,本地网运营商需要租用长途网运营商昂贵的出口线路以便连接到Internet,本地网运营商需要向长途网运营商结算昂贵的Internet外网访问流量费用。Internet外网流量费用与内网流量费用差异很大,用户的内外网流量需要区分开来、并按照不同的费率级别计费,以保证本地运营商的运营收入。

·     按目的地址进行不同的带宽限制:对于校园网而言,访问教育网内部资源通常不收费或者收费很低,且不限速,而访问教育网外的Internet则需要收取较高的费用,同时限制一定的带宽。因此,内外网流量需要差异化限速。

·     按目的地址进行优先级调度:当前Internet上各门户网站竞争日益激烈,互联网门户网站为了使用户在访问自己的门户网站时,能有更好的访问体验,希望运营商能够优先调度用户访问自己的业务流量。特别是在网络拥塞的情况下,互联网门户网站希望运营商能够优先保证这些网站流量的处理。

智能提速,顾名思义,就是指动态提升用户的上网速率,以满足多样化的用户网络带宽需求。

在提供宽带互联网接入的运营商侧BRAS设备上,通过以下两种技术可以满足智能提速的多种业务需求:

·     ITAIntelligent Target Accounting,智能靶向计费)基于用户访问的目的地址进行独立计费和流量控制。

·     EDSGEnhanced Dynamic Service Gateway,增强动态服务网关)将用户的某一路流量单独标识出来,为其提供独立计费、灵活限速服务。

1.2  技术优点

智能提速具有如下技术优点:

·     改善用户侧互联网业务的访问体验

通过按需使用带宽,让用户为体验而买单,确保用户互联网访问的极致体验。例如,当用户在观看高清视频时,可以将用户的基础带宽临时提高到所需的带宽档位(如30M80M),来保障用户的观看体验。节目播放结束后,又能将用户可用带宽自动回落到基础带宽。

·     实现网络带宽资源的差异化运营和服务

通过按目的地址区分不同的业务类型,实现用户不同业务类型的差异化限速、调度和计费。例如,Internet外网流量费用与内网流量费用差异很大,使用ITAEDSG技术可以将用户的内外网流量区分开来、并按照不同的费率级别计费,保证本地运营商的运营收入。

·     扩大运营商在产业链上的商业价值

在不改变现网结构的前提下,运营商通过部署智能提速业务满足了用户的差异化带宽和内容需求,激发了更大的宽带消费潜力。同时,用户使用宽带提速功能后,短期内可以通过包月计费、按次计费等方式获得增值服务,长期使用后该用户很可能转化为运营商的高带宽用户。

ITA技术实现

2.1  基本原理

ITA基于访问目的地址对用户接入业务进行差异化管理,其基本原理是识别并标记不同目的地址的业务流量,通过定义不同的费率级别(Level 1Level 8)对其进行计费,同时提供流量控制功能。

2.2  技术特点

ITA具有以下技术特点:

·     支持多种类型的用户

ITA业务目前支持,PortalIPoEPPP等多种类型的用户,适应性较为广泛。

·     支持丰富的流量计费方案

标记了计费级别的用户流量称为ITA业务流量,其它的用户流量称作非ITA业务流量。对于具有ITA业务的用户,支持按需将该用户的总计费流量分成如下几种情况处理:

¡     总计费流量仅由非ITA业务流量组成,不包含ITA业务流。

¡     总计费流量包含非ITA业务流量和指定计费级别的ITA业务流量。

¡     总计费流量是ITA业务流量和所有非ITA业务流量之和。

·     支持两种流量识别配置方式

¡     基于User Profile灵活配置方式

该配置方式下,需要在授权给用户的User Profile中应用QoS策略,并在QoS策略中设置流分类和重标记计费级别的动作。这种配置方式支持对同一个用户的不同业务标记不同的计费级别,但因为要给每个用户单独下发一份QoS策略,会占用大量的系统ACL资源。目前,灵活配置方式仅适用于通过VLAN接口上线的Portal用户。

¡     基于接口MQC集中配置方式

该配置方式下,通过直接将配置了重标记计费级别动作的QoS策略应用在用户接入的接口上(或应用在全局),使得接口上的所有用户共用一套QoS策略。由于这种配置方式下的ACL使用量与用户的个数无关,比较节省系统ACL资源,适用于接入用户的单板可支持的重标记计费级别数目较少的情况。目前,集中式配置方式仅适用于IPoEPPP以及通过非VLAN接口上线的Portal用户。

说明

不同产品对于灵活配置方式和集中配置方式的支持情况不同,请以设备的实际情况为准。

 

2.3  运行机制

1所示,ITA的总体业务流程如下:

(1)     用户向设备发起上线请求,BRAS设备向AAA server发送认证请求报文。

(2)     AAA serverBRAS设备回应认证成功消息,并为用户下发ITA业务策略(采用RADIUS私有216号属性下发)。ITA业务策略中指定了需要独立计费的费率级别(Level 1Level 8)、限速参数以及所使用的独立计费方案。

(3)     用户通过认证后访问网络,BRAS设备根据为用户授权的User Profile或接口上应用的QoS策略识别出访问不同目的地址且需要独立计费的业务流量,并为其标记相应的计费级别。

(4)     针对用户的ITA业务流量,BRAS设备向ITA业务策略中指定的RADIUS计费服务器发起各自的计费请求,并进行独立限速。

(5)     运营商可以通过AAA serverBRAS设备下发COAChange of Authorization)参数在线修改用户的ITA业务策略,也可以对指定计费级别的业务流量(通过RADIUS私有215号属性下发)修改授权信息。

图1 ITA总体业务流程示意图

 

EDSG技术实现

3.1  基本原理

ESDGITA的扩展,主要用于为指定的用户业务流量提供独立计费、动态限速服务,其基本原理是识别用户的特定业务流量,并按照不同的费率级别进行独立计费,同时提供灵活的动态流量控制功能。

3.2  技术特点

ITA相比,EDSG具有以下技术特点:

·     业务扩展灵活:支持对一个用户下发多个EDSG业务策略。不同的EDSG业务策略中可以采用不同的认证和计费方案,以及不同的限速策略。

·     动态部署策略:当用户选择某种服务后,可随时通过为该用户下发相应的EDSG业务策略动态提高指定业务流的带宽,并对该流量进行独立计费;当该服务结束时,可立即取消该服务对应的EDSG业务策略。

3.3  运行机制

2所示,ESDG的总体业务流程如下:

(1)     用户向设备发起上线请求,BRAS设备向AAA server发送认证请求报文。

(2)     AAA serverBRAS设备回应认证成功消息,并为用户下发EDSG业务策略列表(通过RADIUS私有210号属性Av-Pair子属性下发,格式为:edsg-policy:activelist=策略名1;策略名2……)。每一个EDSG策略中指定一个业务ID、一组限速参数以及一套独立的认证/计费方案。

(3)     用户通过认证后访问网络,BRAS设备根据为用户授权的User Profile或接口上应用的QoS策略识别出不同的业务流量,并为其标记相应的业务ID。不同的业务ID可以采用不同的流量费率级别。

(4)     若配置了独立的EDSG认证方案,则BRAS设备需要向EDSG策略中指定的RADIUS认证服务器发起各个业务的EDSG认证请求。业务通过EDSG认证后,BRAS设备将向EDSG业务策略中指定的RADIUS计费服务器发起独立的EDSG计费请求,并基于各业务的EDSG授权信息对其进行独立限速。

(5)     某业务对应的服务结束时,运营商通过AAA serverBRAS设备下发COAChange of Authorization)参数取消指定的EDSG业务策略(通过RADIUS私有210号属性Av-Pair子属性下发,格式为:edsg-policy:deactivelist=策略名1;策略名2……),使用户流量恢复初始的限速参数和计费级别。

图2 ESDG总体业务流程示意图

 

ITAEDSG技术对比

表1 ITAEDSG技术对比表

ITA

EDSG

业务策略较少的环境中使用,例如校园网

业务策略较多,且组合使用情况丰富的环境中使用,例如运营商组网

支持用户上线后授权业务策略,以及通过COA动态下发业务策略

支持用户上线后授权业务策略,以及通过COA动态下发业务策略

对一个用户同一时刻仅能下发一个业务策略。每个业务策略可定义多个Level的业务参数,业务对应的费率由设备定义

对一个用户可同时下发多个业务策略。每个业务策略定义一套业务参数,业务对应的费率由服务器端定义

仅支持通过COA在线更换业务策略

支持通过COA在线叠加、更换和取消业务策略

用户认证成功后,每个Level的业务可独立计费,不需要也不支持独立认证

用户认证成功后,每个业务可独立认证后再计费,可由服务器授权独立的业务参数

业务认证的用户名和密码可与用户认证时采用的用户名和密码不一致

业务流量需要标记Level

业务流量需要标记业务ID

支持对IPv4IPv6流量分别计费和限速

支持对IPv4IPv6流量分别计费和限速

仅支持带外限速或仅支持带内限速

不同产品的支持情况不同,请以设备的实际情况为准

支持两种限速模式

·     带内限速:业务流量带宽在用户总带宽内,独立限速后,影响用户普通业务带宽

·     带外限速:业务流量不占用用户基础带宽,独立限速

支持多个Level的业务流量合并为一个最低Level的流量统一计费

不支持多个业务流量合并计费

缺省情况下,设备上报给计费服务器的用户总流量中包含所有ITA业务流量。可以通过配置指定用户总流量中不包含特定Level的业务流量

缺省情况下,设备上报给计费服务器的用户总流量不包含EDSG业务流量。可以通过配置指定用户总流量中包含特定ID的业务流量

缺省情况下,用户的ITA业务流量耗尽后,设备向服务器发送计费更新报文来获取新的流量配额。可以通过配置指定用户下线或不发送计费更新报文

用户的EDSG业务流量耗尽后,该业务将会停止

 

典型组网应用

5.1  ITA应用场景一:校园网双速场景

对于校园网而言,由于互联网资源宝贵,因此会对访问互联网的校外流量进行限速和计费,以避免网络出口大流量拥塞带来的不良访问体验;与此同时,对访问校内资源的流量通常并无限速要求,更看重良好的内部访问体验,以满足校内的正常教学业务和科研创新需求,而且校内资源一般免费。

通过使用ITA技术,区分校内访问流量和校外访问流量,对不同目的地址的访问流量进行差异化限速,可以达到校外低速,校内高速的效果,并且能够对不同目的地址的访问流量采用不同的计费策略。

图3 校园网双速场景组网图

 

5.2  ITA应用场景二:运营商双速网场景

运营商为了减少网间结算费用,希望将用户的访问流量尽可能地留在本网内。通过使用ITA技术,当用户访问本网建设的CDNContext Delivery Network,内容分发网络)内容时,为其提供高速率,提升用户访问本网内资源的使用体验;当用户访问其它网络资源时,速率按照已有约定进行限速。

图4 运营商双速网场景组网图

 

5.3  EDSG应用场景:运营商智能提速场景

当前,各大运营商和网络内容提供商(如爱奇艺、优酷、迅雷等)的业务结合日益紧密,它们联合推出各种宽带上网合作套餐,为用户打造智能化的高速上网服务。用户购买了相应的提速套餐后,使用不同内容提供商的会员等级访问指定的业务时,运营商将能够利用EDSG技术为这些定向流量提供专项带宽,实现动态、按需的智能提速服务。

图5 运营商智能提速场景组网图

 

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