移动软交换网络IP接入技术探讨

万学庆 刘存良

（中国移动广东有限公司佛山分公司网络管理中心，广东 佛山 528000）

1 概述

当前全网已经实现IP化改造的接口有 Mc（MSS-MGW）、Nc（MSS-MSS）、Nb 口（MGW-MGW），相对于原来的TDM承载，IP传输极大的减少了传输资源，降低了网络建设成本。但同时，IP的“不可靠”特性，也为传统语音交换业务的可靠服务质量要求带来了不确定性。在现网的规划配置实现中，引入了多种安全保障机制来弥补IP安全性的缺陷。

2 MSS侧接口IP接入机制的研究与应用

在软交换中，MSS用作信令控制的功能实体，IP化改造实则是信令（No.7信令）的IP化，SIGTRAN概念由此而生。从信令面协议栈来看，No.7信令协议栈中的MTP3/MTP2/MTP1（SDH/PDH）分别演进变为SIGTRAN信令协议栈中的M3UA/SCTP IP/Ethernet。其中M3UA层提供No.7信令的MTP路由，同时提供监视功能；SCTP层提供IP信令点间的可靠连接，同时提供纠错检错的流量控制；IP层提供IP节点间的非连接服务。

从协议栈的结构可看，IP化之后MSS的信令接口主要靠SCTP层保护，SCTP层的安全性保护引入了偶联、多归属的概念。在实现SCTP偶联的时候，MSS的两块接口处理板绑定为一个IP host（即SCTP EPs）。因此一个IP host包含2个物理接口和2个IP地址（安全考虑IP一般为两个独立的地址段），即Multi-homing多归属。

但值得注意的是，在正常情况下，IP host只会使用其中一个激活状态的接口板来承载SCTP/IP层的业务。当主用接口处理板发生SCTP或IP层错误时，偶联将会失效，SCTP EPs将迁移到备用板卡上。配对的IP接口处理板的配置是完全一样的，因此偶联将重新建立。而当原主用板卡恢复正常后，为避免偶联的中断，SCTP EPs并不会回迁，原主用板变为备用就绪的状态。

现网中，MSS一般配置了多块处理板作为IP业务承载接口板，即可划分为多对IP host。现网中为SCTP EPs分配的IP地址对处于不同的IP地址段，由此把IP承载网接入划分到两个子网以实现地址段的容灾。所有IP host的主用接口板都与一个承载网入口CE1相连，备用接口板与该CE1配对的承载网入口CE2连接。MSS端所设置的网关地址，实则是对应的CE的VLAN接口地址。结合之前所讨论的接入安全保障机制，无论故障发生在MSS侧或CE侧的任一层，MSS信令业务流都将自动切换到备用端口，经由承载网入口另一配对的CE保持业务传输通畅。而当其中一个接口子网一旦出现错误，业务将重选备选子网，经由配对CE2接入承载网。

3 MGW侧接口IP接入机制的研究与应用

在软交换中，MGW上IP承载的业务有Mc口的MPT信令消息和ITU信令消息，Nb口的媒体流。因此MGW的IP接入机制要区分信令面和媒体面来分析。

3.1 MGW信令面的IP接入机制

MGW的IP接入保护机制和前面所讨论的MSS的保护机制相类似，网络层都依靠SCTP层协议实现保护。而主要区别在于，现网中MGW的信令处理与物理接口相分离，即SCTP IP层与Ethernet物理层分别由不同的处理板实现。当物理接口板主用口发生故障时，将自动切换到备用口从而保护数据通信。若故障出现在数据链路层或网络层，则由信令板中的SCTP/IP层协议实现保护。

当故障发生在接口物理层时，物理接口板将切换备用口通信。由于网关地址仍指向原来主用的承载网入口CE1，因此，业务流经备用口物理扭转到承载网入口配对的另一CE2后，会通过CE1/2间的接口TRUNK绕回CE1作业务出口。正因如此，承载网入口配对的CE之间必须放通信令面的两个VLAN，这样才能真正实现接口物理层的保护。若CE03出现三层故障，则通过SCTP协议层保护机制，MGW能识别主用地址段失效，进而重选IP路径（配对的另一地址段），经备用接口板的主用口传输。

3.2 MGW媒体面的IP接入机制

媒体面（用户面）和信令面的协议栈结构有明显区别，对于媒体流来说，更注重数据流的时效性均衡性而非安全性，因此并未引入网络层保护协议的应用。

在媒体面，各个IP物理接口板间采用负荷分担的工作方式，MGW侧只能实现接口板上主备端口的物理层倒换保护。IP接口板的主用口平均分配接入到配对的两个CE上。即正常情况下，配对CE平分MGW的业务，实现业务均衡接入承载网。另外出于安全考虑，数据流同样划分归属于不同的子网，以实现业务地址段的容灾。

在CE侧，实则配对CE并不能区分MGW侧的主备端口，因此，CE配置中引入了VRRP协议（虚拟路由器冗余协议）。VLANs所指向的网关地址不再像信令面配置CE的接口实体地址，而是一个虚拟网关地址。通过在配对CE中定义虚拟网关优先附着在不同的CE，以实现业务流的真正流量均衡。此外，VRRP的引入还有一大好处--当网关附着的CE出现故障（特指L3故障）时，网关将自动附着在配对的另一CE上，继续保持有效，使业务不受任何影响。

结语

在移动通信中，核心网采用了大量的安全保障机制以维护网络的安全稳定运行发展。本文对当前网络IP接入机制进行的研究探讨，有利于网络的安全建设与维护，为促进我国移动通信事业可持续发展提供参考。

[1]金涛.软交换通信技术及其网络安全浅谈[A].第七届中国通信学会学术年会论文集，2010.

[2]陈晓玲.软交换在固网智能化改造中的应用与配置[J].长沙通信职业技术学院学报，2008.

[3]李杨，陈金鹰，尚琴.基于软交换的VoIP网络结构分析 [A].四川省通信学会2006年学术年会论文集（一），2006.

[4]徐建.基于软交换的核心网网络优化技术研究[D].长沙：湖南大学，2010.