常見的五種網絡拓撲結構,網絡結構層次

我們的網絡只“透明傳送”數據,不處理業務。

過去因為業務單一,只有語音業務,所以核心網承擔著一個處理語音交換業務的工作,但是到了現在你會發現,隨着網絡技術的發展,業務逐漸多元化,新增了很多例如:數據上網業務、視頻業務、物聯網業務等等。業務一多,處理這些業務的系統也就不同了。

從業務的端到端的角度來看,除了有上面的業務層,還有一個接入不同業務的設備,叫終端。業務從終端側接入進來之後,經過整體網絡送到業務層去處理。現在更多的叫它是業務平台。

整體網絡基本不需要處理業務,它仍然相當於是透明傳送。既然是透明傳送,我們就可以把它看成是很多自來水的水管。

怎樣看懂運營商基本網絡架構?

而在管子裡面跑的這個業務的數據流,我們可以把它看成是自來水。不同的業務,它可能是不同類型的水,有熱水管、有冷水管,不同的管道可以採用不同的技術。這樣的話,就形成了這樣的一個終端、管道、和基於雲的業務平台。而且隨着業務雲化的發展,雲上業務處理能力增強,大多業務都可以放在雲上去處理,也就形成了很多個處理不同業務的基於雲的業務平台。

怎樣看懂運營商基本網絡架構?

最後從整體的端到端的來看,雲端有了不同業務的處理平台,中間是對數據“透明轉發”的管道,最下面是基於不同的業務的終端設備。

對於終端設備來說,如果是語音業務,終端肯定是個電話機;如果是上網業務,可能是個手機或電腦;如果是車聯網,終端可能是一個車載模組;如果是物聯網,終端可能是個水表、電錶等等這類裝置。總之,業務的類型不一樣,終端的形態也可能會不一樣。

所以當我們談論網絡與業務,可以就用這個未來電信網絡的基本的架構“雲管端”的模型。它放在任何的業務、任何的場景,任何的網絡裡面,都可以來進行分析。

既然我們說到通信網絡

那通信網絡到底是怎麼產生的?

自古以來人類就用着肢體語言、對話、飛鴿傳書、烽火狼煙等方式進行着通信活動,通信技術也在歷史的長河中不斷地演進更新。

怎樣看懂運營商基本網絡架構?

19世紀,人類接連研製出了電報、電話等終端設備,使得人類通信進入了一個嶄新的時代,這時需要用電信號來進行連接和傳播了,也就自然而然的有了通信網絡。

怎樣看懂運營商基本網絡架構?

電話業務發展起來之後,網絡中有了很多的電話用戶,當我們用兩部電話來進行通訊,例如用戶A呼叫用戶B的時候,既然網絡的功能只是透明傳送,那為什麼通訊一定是A連接到B,而不是A和C或者是A和D之間的通訊?

原來用戶要跟另一個用戶進行聯繫的時候,網絡當中還有一個來控制你和誰進行通信的業務控制平台,對於原始的語音業務,這個業務控制平台我們把它叫做核心網

怎樣看懂運營商基本網絡架構?

對語音業務流,主要有信令流、媒體流兩種數據需要轉發。需求處理的指令,通過信令流傳到核心網,核心網再通過一些信令協議來控制這些終端呼叫哪位用戶。目前比較常用的有SIP、H.248、MGCP協議。而語音通話信息傳遞則通過媒體流來承載。

如下圖所示,如果兩部電話連接,用戶家裡的電話,接入到網絡之後,呼叫請求的信令消息需要經過信令流網絡透明傳送,送到語音的核心網進行處理。針對語音業務信令處理,現在主要是軟交換或者IMS來處理。

對用於戶的媒體流,就是指語音流。最終處理語音的媒體流是UMG(通用媒體網關)。用戶要呼叫誰,核心網根據用戶呼叫的電話號碼找到對應用戶,通知UMG建立話路通道。連接建立後,用戶之間就可以語音互通了。

怎樣看懂運營商基本網絡架構?

同理兩部移動的手機之間的語音業務也是這樣連接。

移動終端發起呼叫,呼叫信令也是要經過信令流網絡傳送到核心層的語音信令處理模塊,也是類似於IMS或者軟交換。早期也叫做移動交換中心。現在基本上都採用IMS服務器, IP化的服務器。

怎樣看懂運營商基本網絡架構?

移動手機與固定電話之間的語音通信也是一樣的道理。

所有的呼叫,首先要發起信令,到歸屬的軟交換或IMS, 再找到被叫,如果是不同的軟交換下的用戶,則需求找到另一個軟交換,通過軟交換之前的中繼信令溝通,然後再找到被叫。各自的軟交換,再告知對應的UMG建立媒體通道,這樣,兩個用戶就可以通話了。如下圖:

怎樣看懂運營商基本網絡架構?

我們每天都離不開的上網業務是怎麼連接呢?

手機和PC機是怎麼樣接入和訪問internet?

怎樣看懂運營商基本網絡架構?

電信運營商早期建網的時候,就對移動業務與固定業務的兩個網絡做了一定的區分。

早期移動業務主要就是語音業務,需要高質量,所以專門建了一張移動承載的網絡。而固定網絡的業務,當時基本所有的APP都是安裝在固網的終端(即PC)上面,數據業務只能走固網,相對來講流量比較大,通常會使用另一個網承載,這種走固定網絡的業務就叫固定寬帶業務(FBB)。

但隨着移動互聯網的發展,出現智能終端之後,越來越多原安裝在PC端的APP遷移到移動終端上來,原來在固定網絡裡面跑的流量,也跑到了移動網絡里。移動網絡的流量也變成了寬帶流程了,就有了我們常說的移動寬帶業務(MBB)。

怎樣看懂運營商基本網絡架構?

APP從固定PC端遷移到移動終端後,相當於很多業務也相同了,所以我們現在看到的固定網絡和移動網絡,它的架構、採用的設備、協議等等都基本上都是類似的。甚至在海外很多的運營商,根本就沒有區別,就是固定網絡和移動網絡的中間承載部分完全融合了,只是在接入部分有固定和無線接入之分。

但移動網絡的移動性還是帶來了不一樣的特性。核心網始終要對移動終端的移動性進行管理。所以移動上網業務都是首先要接入到核心網裡面來,做一些相關的處理,然後通過核心網再迂迴到 internet。

怎樣看懂運營商基本網絡架構?

綜上,網絡它就相當於一個基礎的設施,在這個基礎的設施上,我們可以開展很多的業務。而業務就相當於管道裡面的流量,所以我可以做熱水管、冷水管,也可以做燃氣管或石油管道,這些不同的管道裡面跑的也就是我們不同的業務。

我們再來看看下圖運營商的網絡端到端的例子:

怎樣看懂運營商基本網絡架構?

先看到下層接入層,從終端接入業務後,經接入網絡回傳,如果回傳距離很遠,可能還需要送動上層承載網上或傳輸網上傳送,然後再到核心網或業務層。

圖中紅線為移動寬帶業務流,綠線為固定寬帶業務流,同樣我們也可以把它們看做冷水管和熱水管,不同的業務走不同的管道和線路,形成一個用戶端到業務端的網絡通道,再到業務端上雲處理不同的業務。

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