OVPN

　　VPN是一個借助于公用和專用網(wǎng)而建立的邏輯上的虛擬廣域網(wǎng)（WAN），與用ATM或幀中繼建立的VPN類似，光VPN（OVPN）同樣是一個在跨越多個管理式波長上運(yùn)行的可動態(tài)建立網(wǎng)絡(luò)，即采用光波長建立的VPN。帶有光交叉連接和控制信令的智能光網(wǎng)根據(jù)可用的資源來配置OVPN，連接時間可以僅僅是幾分鐘。

　　英文縮寫： OVPN （Optical Virtual Private Network）

　　中文譯名： 光虛擬專用網(wǎng)

　　分  類： 移動與無線

1 新一代光網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)

　　近年來，隨著IP等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展，各大運(yùn)營商逐步在傳統(tǒng)的靜態(tài)光網(wǎng)絡(luò)中引入了動態(tài)智能控制機(jī)制，以便縮短傳輸路由、降低維護(hù)成本、更有效地運(yùn)營管理整個網(wǎng)絡(luò)。隨著相關(guān)技術(shù)的成熟及其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)推出，新一代光網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)高潮即將到來。

　　新一代光網(wǎng)絡(luò)具有智能化和自動化的特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)帶寬按需分配（Bandwidth On Demond）以及提供不同的服務(wù)等級（Diff Service），高效傳送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；同時，引入通用的智能控制機(jī)制，從而使多廠商、多運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)互操作成為可能。

　　網(wǎng)狀網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)新一代光網(wǎng)絡(luò)的必由之路，它可滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)突發(fā)性和不確定性的特殊需求。網(wǎng)狀網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)原理是將智能層引入網(wǎng)絡(luò)，使用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)管理軟件快速進(jìn)行服務(wù)接入、路由重選和光路自動恢復(fù)，期間不需要物理層的干預(yù)，也不需要為相關(guān)保護(hù)預(yù)留額外的容量。

　　值得注意的是，對于實(shí)現(xiàn)自動光交換和帶寬按需分配，須要采用通用的標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議。目前，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織和機(jī)構(gòu)正在積極地研究和制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。其中最主要的方案有：光互聯(lián)網(wǎng)論壇（OIF）提交的光UNI和光NNI協(xié)議、Internet工程任務(wù)小組（IETF）提交的通用多協(xié)議標(biāo)記交換（GMPLS）和國際電聯(lián)（ITU-T）提出的自動交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）。

　　在我國現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)中，很多網(wǎng)元設(shè)備無法提供控制面信息處理能力，但這并不等于在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)中不存在網(wǎng)絡(luò)智能。從目前能夠?qū)崿F(xiàn)的功能來看，現(xiàn)有的光網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)可以幫助運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)控制面計(jì)劃要實(shí)現(xiàn)的絕大部分功能，即運(yùn)營商可以利用智能網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)作為引入網(wǎng)絡(luò)智能的第一步，待標(biāo)準(zhǔn)成熟后再建設(shè)控制面。這種方法可將現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)平滑地納入到未來智能光網(wǎng)絡(luò)的范躊，從而既保護(hù)了現(xiàn)有投資，又實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn)，是目前最經(jīng)濟(jì)有效、方便可行的方法。

2 OVPN技術(shù)

　　OVPN（Optical Virtual Private Network，光虛擬專用網(wǎng)）是目前運(yùn)營商可采用的智能管理模式之一，它使運(yùn)營商能將他們的光網(wǎng)絡(luò)分成多塊提供給多個客戶，并且提供監(jiān)控功能，就好像客戶擁有自己的光網(wǎng)絡(luò)一樣。擁有OVPN，運(yùn)營商可以提供區(qū)別于以往“平淡”帶寬業(yè)務(wù)的更具靈活性和多功能的波長業(yè)務(wù)；運(yùn)營商的客戶將有能力控制自己租賃的光網(wǎng)絡(luò)資源而不必自己建網(wǎng)。另外，OVPN提供的收入機(jī)會加上采用智能光網(wǎng)絡(luò)帶來的費(fèi)用節(jié)省使當(dāng)今的運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)盈利的時間大大縮短。OVPN所具有的共享的經(jīng)濟(jì)性、靈活性、可靠性、安全性和可擴(kuò)展性等優(yōu)勢已使OVPN業(yè)務(wù)成為智能光網(wǎng)絡(luò)最具發(fā)展?jié)摿Φ脑鲋禈I(yè)務(wù)，也為運(yùn)營商在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上提供了新的利潤增長點(diǎn)。

　　網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可將OVPN業(yè)務(wù)推廣到租用其電路的大中中型客戶，如銀行、國家部委、公司企業(yè)、ISP、研究所、院?；蛘呤沁\(yùn)營商內(nèi)部的其它業(yè)務(wù)部門等。

　　對于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商而言，OVPN是通過現(xiàn)有傳輸網(wǎng)絡(luò)增加收入的極佳途徑，表現(xiàn)在以下幾個方面：

　　·開拓電路出租市場業(yè)務(wù)，滿足集團(tuán)大客戶的需求，增強(qiáng)市場競爭力；

　　·充分提高現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源的綜合利用率；

　　·更有效地進(jìn)行傳輸資源的出租管理；

　　·通過與客戶的互動（客戶自己進(jìn)行業(yè)務(wù)配置），可降低運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用。

　　對于傳統(tǒng)租線業(yè)務(wù)用戶而言，租用OVPN業(yè)務(wù)就相當(dāng)于是租用一個“可管理的子網(wǎng)”。通過租用OVPN業(yè)務(wù)，該用戶不需要花費(fèi)巨資興建自己的物理網(wǎng)絡(luò)，也不需要專業(yè)的網(wǎng)管人員去維護(hù)網(wǎng)絡(luò)。租用OVPN可以實(shí)時地監(jiān)控和管理自己的資源，可以快速開通業(yè)務(wù)、快速指配業(yè)務(wù)，可以對自己的虛擬于網(wǎng)享有充分、安全的管理和SLA控制權(quán)利。

　　2.1 OVPN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　OVPN網(wǎng)絡(luò)主要包括用戶邊緣設(shè)備（CE）、運(yùn)營商邊緣網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（PE）、運(yùn)營商核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（P）和運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)策略服務(wù)器（Policy Server）。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　在網(wǎng)絡(luò)中，用戶邊緣設(shè)備（CE）位于客戶站點(diǎn)，它是直接面向用戶并與運(yùn)營商邊緣設(shè)備相連的VPN設(shè)備；運(yùn)營商邊緣網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（PE）位于運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)邊緣，它是一端面向運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，另一端通過網(wǎng)絡(luò)接入與一個或多個CE相連的VPN設(shè)備；運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備（P）負(fù)責(zé)將運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中的PE設(shè)備連接起來，而不直接與CE相連；運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)策略服務(wù)器（Policy Server)負(fù)責(zé)集中管理和監(jiān)控業(yè)務(wù)的調(diào)度及配置。智能光網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的自動化，使網(wǎng)絡(luò)趨向動態(tài)化，而數(shù)據(jù)設(shè)備和光網(wǎng)設(shè)備之間的自動互操作與現(xiàn)有運(yùn)營體制存在著一定矛盾，從現(xiàn)有技術(shù)及其未來發(fā)展的角度看，利用策略服務(wù)器集中式地管理和監(jiān)控業(yè)務(wù)的調(diào)度和配置是滿足網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前業(yè)務(wù)及平滑演進(jìn)需要所必須的。網(wǎng)絡(luò)中，一個CE可以通過一條或者多條鏈路連接到一個或多個PE上；同樣，一個PE也可以通過一條或者多條鏈路連接到一個或多個CE上。它們之間的每一條鏈路又可以由一個或多個通道或者子通道（如波長或時隙等）組成。

　　OVPN業(yè)務(wù)基于用戶接口，業(yè)務(wù)基本單元是一對用戶邊緣設(shè)備（CZ）之間的一個光連接或者時分復(fù)用（TMD）連接（準(zhǔn)確地說，是在 C2接口之間的連接）。若CE接口有復(fù)用/解復(fù)用能力，則一個用戶接口就可連接到多個遠(yuǎn)端CE接口。同一CE接口中的多個通道共享相同的特征參數(shù)，如帶寬、編碼/解碼方式等。不同CE接口中的通道特征參數(shù)不必相同。

　　2.2 OVPN的端口標(biāo)記

　　根據(jù)IETF草案，OVPN網(wǎng)絡(luò)中的CE和PE均被分配一個惟一的端口標(biāo)記（PI）。如此，對每一個GE和PE連接的GE端口和PE端口，在OVPN內(nèi)部各分配一個惟一的CPI和PPI，而不同OVPN中的CPI和PPI可以相同。這里，對于CE和PE間一條給定的鏈路，其兩端的端口標(biāo)記CPI和PPI的形式必須保持一致，并且OVPN的內(nèi)部地址和運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部地址是相互獨(dú)立的。如果CE和PE之間的連接有多條通道，并且這些通道都屬于同一OVPN，那么這些通道所對應(yīng)的端口均被看成單一的端口。

　　網(wǎng)絡(luò)中，每個PE為與它相關(guān)的每個OVPN維護(hù)一張端口信息表（PIT)，PIT中包含某一OVPN內(nèi)部的列表。一個PE端口信息表（PIT）中的信息可從與本PE相連的CE端口相關(guān)的本地信息獲得；本地信息可以通過GMPLS中多種協(xié)議的擴(kuò)展形式發(fā)布到 OVPN中的其他PE上，但路由擴(kuò)展標(biāo)記信息只限于在本地OVPN內(nèi)部傳播。另外，一個PE端口信息表(PIT)中的信息還可從遠(yuǎn)端信息獲得，即從本 OVPN中其他PE得到的相關(guān)信息獲得。當(dāng)運(yùn)營商增加一個新的OVPN端口到PE光網(wǎng)元設(shè)備時，這個端口必須與PE上的PIT相關(guān)聯(lián)，并且PIT也耍與新增的OVPN關(guān)聯(lián)。

　　2.3 UNI信令

　　根據(jù)CE和PE之間的UNI信令，使用一個IP控制通道來實(shí)現(xiàn)GE和PE之間連接管理控制信令消息的傳送。IP控制通道上的CE和PE地址叫做CE控制通道地址和PE控制通道地址。這些地址的分配由其所屬的OVPN控制，且在它們所屬的OVPN中是惟一的（在不同的OVPN中可以不同）。CE上屬于同一OVPN的多個端口可共享相同的控制通道；同樣在PE上屬于同一OVPN的多個端口也可使用相同的控制通道。

　　2.4 OVPN鏈路建立的協(xié)商機(jī)制

　　運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)保證CE到CE光連接的建立是基于CNPLS信令、OIF-UNI信令和NNI信令的。圖2顯示了OVPN鏈路建立的協(xié)商機(jī)制，CE1發(fā)送的通信請求中包含用于建立光連接的本地CE端口CPI和遠(yuǎn)端CE的目標(biāo)端口CPI信息。策略服務(wù)器集中管理和監(jiān)控運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的調(diào)度與配置。

　　2.5 OVPN鏈路管理和保護(hù)

　?。?）鏈路管理

　　OVPN通過其鏈路管理功能來為不同業(yè)務(wù)提供端到端的連接服務(wù)。OVPN的鏈路管理可分為連接的建立、刪除、修改和查詢等幾種不同的操作。鏈路建立是指用戶通過UNI建立一條端到端的連接，即LSP；連接刪除是指用戶刪除不再需要的LSP；連接修改是指用戶改變現(xiàn)有LSP的屬性，可以在不影響現(xiàn)有 LSP正常運(yùn)行的情況下對LSP中不適合的屬性值進(jìn)行修改；連接查詢是指用戶可獲得LSP的屬性值。

　?。?）鏈路保護(hù)

　　由于現(xiàn)有光網(wǎng)絡(luò)對網(wǎng)絡(luò)生存性的要求越來越高，因此要求控制平面應(yīng)具備良好的鏈路保護(hù)與恢復(fù)功能。GMPLS的鏈路保護(hù)/恢復(fù)類型支持1+1、1∶1、N∶M方式。

　　2.6 OVPN功能特怔

　　基于OVPN技術(shù)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制使得OVPN的功能具有以下特征；

　　·設(shè)備分割：網(wǎng)絡(luò)實(shí)體如端口、鏈接、時隙等都可以細(xì)分給不同的終端用戶。用戶不用考慮彼此之間的邊界，對于用戶而言，OVPN是獨(dú)立的私有網(wǎng)絡(luò)。

　　·安全和訪問控制：OVPN提供者可為終端用戶分配用戶名和密碼并設(shè)置權(quán)限，這樣終端用戶就可以查看、修改和控制他們所租用的網(wǎng)絡(luò)資源。

　　·客戶定制：智能控制平臺自動發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源和服務(wù)，并實(shí)時保存記錄。安全的跨運(yùn)營商特性使得智能控制平臺之間可以共享指定的資源和拓?fù)湫畔?，從而幫助用戶?shí)現(xiàn)自動的端到端配置。

　　·維護(hù)和監(jiān)測：終端用戶經(jīng)過授權(quán)可以對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，可以監(jiān)測告警信息，也可以查看歷史信息（包括配置、告警、計(jì)費(fèi)信息）。智能控制平臺日志過濾功能使得用戶只能看見與之相關(guān)的數(shù)據(jù)。運(yùn)營商可以查看安全日志以及查看所有的與安全相關(guān)的會話和更改信息。

　　·電路的選路和恢復(fù)：根據(jù)OVPN的配置要求，智能控制平臺基于網(wǎng)絡(luò)資源的實(shí)際使用狀況和事先定義的約束條件（例如費(fèi)用、跳數(shù)、長度和時延）來確定電路選路。當(dāng)一個端到端電路橫跨多個運(yùn)營商時，每一個運(yùn)背商的智能控制平臺都可以提供無縫的安全服務(wù)。系統(tǒng)支持的恢復(fù)方案包括無保護(hù)、網(wǎng)狀網(wǎng)、優(yōu)先電路等。

　　·服務(wù)級別保障：智能控制平臺可以對告警進(jìn)行配置。告警包括特定網(wǎng)元的告警、特定OVPN實(shí)體的告警以及智能控制平臺自身的告警。 OVPN級告警的支持確保了只有授權(quán)的用戶可以獲取與特定OVPN相關(guān)的告警和事件報(bào)告。此外，智能控制平臺可以實(shí)時地從網(wǎng)元中直接提取當(dāng)前的運(yùn)行數(shù)據(jù)，即使這些數(shù)據(jù)保存在跨運(yùn)蕾商、跨廠商的設(shè)備中也是如此。這樣，OVPN就能夠提供--個完整的端到端視圖，從而幫助工作人員進(jìn)行故障診斷和保障服務(wù)級別。

3 OVPN應(yīng)用優(yōu)勢

　　OVPN是一種專用的光網(wǎng)絡(luò)，它雖然屬于一個或多個運(yùn)營商，但由于運(yùn)營商可在控制平面上將網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行劃分，可將網(wǎng)絡(luò)資源及其配置管理的權(quán)力分配給用戶，因此用戶可將租用的OVPN網(wǎng)絡(luò)看作是自己的私有網(wǎng)絡(luò)，完全擁有配置、監(jiān)控和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)力。如此，無論是對于運(yùn)營商，還是對于客戶都有了新的機(jī)會。由此可見，OVPN技術(shù)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制及其功能特征使得OVPN在應(yīng)用方面具有以下優(yōu)勢：

　　·對于運(yùn)營商而言：能在大量的客戶基礎(chǔ)上優(yōu)化帶寬利用率以減少操作和費(fèi)用，能提供快速的點(diǎn)擊指配OVPN的能力，能支持安全的對網(wǎng)絡(luò)資源的劃分，能在不增加新的硬件設(shè)備的情況下為運(yùn)營商打開新的市場和創(chuàng)造新的、利潤豐厚的商機(jī)。

　　·對于終端用戶而言：能在用戶之間快速指配合適的帶寬進(jìn)行連接，能提供多種保護(hù)（線性、環(huán)形和網(wǎng)格狀）和恢復(fù)機(jī)制，能通過SLA（服務(wù)等級協(xié)約）和網(wǎng)絡(luò)提供的報(bào)告進(jìn)行性能監(jiān)視，能實(shí)現(xiàn)安全的客戶網(wǎng)絡(luò)自己計(jì)費(fèi)，在減少費(fèi)用的情況下能安全地對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行運(yùn)行、管理和維護(hù)。

　　OVPN業(yè)務(wù)提供了一個安全、可管理的環(huán)境，使得一組用戶能夠充分利用智能光網(wǎng)絡(luò)的靈活性，用來支持多種應(yīng)用，包括ISP邊緣路由器網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)間的信息傳送、運(yùn)營商之間的帶寬租賃業(yè)務(wù)以及為企業(yè)網(wǎng)存儲網(wǎng)絡(luò)。OVPN中的邊緣設(shè)備可直接通過高層的應(yīng)用軟件創(chuàng)建和刪除他們之間的連接，就像在IP虛擬專用網(wǎng)中一樣。同時，網(wǎng)絡(luò)可以在同一組的用戶之間提供自動發(fā)現(xiàn)機(jī)制和固定的計(jì)費(fèi)方式。

4 結(jié)束語

　　總而言之，新一代光網(wǎng)絡(luò)將朝著智能化的方向發(fā)展，OVPN是新一代光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展模式之一，它提供了一個安全、高效、靈活、可管理的途徑，可使運(yùn)營商通過現(xiàn)有傳輸網(wǎng)絡(luò)與其銀行、公司企業(yè)、ISP等用戶實(shí)現(xiàn)“雙贏”，輕松獲益。

　　作為電信設(shè)備供應(yīng)商，上海貝爾阿爾卡特率先成功推出了最新一代智能光交叉機(jī)系統(tǒng)1674LG設(shè)備和功能強(qiáng)大的1300系列網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。使用該新一代智能光網(wǎng)絡(luò)系列設(shè)備可以構(gòu)建一個由智能核心網(wǎng)、多業(yè)務(wù)邊緣匯聚和寬帶事業(yè)務(wù)接入的端到端新一代智能化光網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)能夠提供強(qiáng)大的端到端智能管理和包括OVPN業(yè)務(wù)在內(nèi)的、豐富的增值業(yè)務(wù)。