IP网络的发展趋势及资源接纳控制（RAC）的引入

随着互联网业务的快速发展，网络媒体已成为人们的主要信息来源和沟通渠道之一，据中国互联网信息中心统计，截止2006年底，中国互联网用户数已经达到1.37亿，成为全球最大的互联网用户群体之一，但互联网用户的渗透率仅有10.5%，远低于发达国家，因此国内互联网业务仍有巨大的发展空间。

虽然空间巨大，但宽带运营商普遍遇到困难，投入越来越大而用户的ARPU值越来越低，原因有三个：少量包月用户无节制的使用带宽。例如某电信运营商资费相同的两个用户，一个用户的每月流量超过2000G，而普通用户的平均流量只有2G左右；P2P业务使网络瓶颈由服务器转到网络。ISP的服务器投资压力也转移到运营商的网络扩容投资上；资费策略不合理。运营商间竞争使宽带业务越来越廉价，每用户ARPU值不断下降。解决这一问题的根本方法是运营商应向不同用户、不同业务提供差异化的服务，以获取更高的资费收入。

随着通信技术的发展，固定移动融合（FMC/IMS）成为可能，而ALL IP则是这一主旋律的基础。然而传统IP网络采用BestEffort/DiffServ的传送服务方式，无法针对不同网络环境提供合适的QoS保障技术，不能满足FMC/IMS的QoS要求。因此在有限的网络资源情况下，IP网络需要为FMC/IMS业务提供IntServ模式的带宽预留。

基于上述两方面的问题，在IP网络中引入RAC（Resource Admission and Control）资源接纳控制技术，对网络资源进行监控、合理分配，便于运营商发展新的资费策略，便于新型业务（如IMS）的快速部署，便于提高用户业务体验，使运营商摆脱网络管道化的难题。

RAC基本原理

传统电信业务中，为了保证业务的接通率，通常采用CAC（呼叫接纳控制）管理和监控业务的服务质量。在TDM网络中，CAC通常会简化为物理信道数目的分配，通过呼叫数目与物理信道数目的比较，就能够决定是否接纳，这种机制与传统电信业务都是呼叫型的电路业务有关。

在宽带业务体系下，比如宽带接入业务，用户所需的网络资源由包括带宽、优先级等参数定义，接纳与否并不能采用呼叫数目与物理信道数目比较的方法，必须综合考虑。比如网络拓扑、连通性、资源可用性和QoS机制等信息，甚至可能需要用户行为信息，来确定是否接纳业务申请，这套体系就是资源接纳控制，简称RAC。

目前宽带业务应用中并没有RAC的概念。因为历史原因，宽带运营网络无法保证用户的服务质量，因而业务开展过程中都是采用BestEffort方式。但是随着宽带业务在人们日常生活中占据越来越重要的地位，宽带业务的质量保证成为必然要求。比如IPTV用户会集中在黄金时间看电视，标准清晰度要求每个用户达到6M带宽，在这种条件下传统的DiffServ机制已经无法满足业务要求，采用类似IntServ机制的RAC概念随之产生。

由于宽带业务的复杂性，RAC概念的内涵和外延也在不断扩大。从RAC自身的计算上，在ITU-T RACF和ETSI TISPAN RACS等标准中定义了要求采用网络拓扑、连通性、资源可用性和QoS机制等信息进行RAC的计算。对于宽带网络网络拓扑信息包括三层网络的逻辑拓扑、二层网络的逻辑拓扑，这些信息需要由三层路由信息和二层VLAN信息计算；对于连通性信息包括网络OAM信息（Ethernet OAM、MPLS OAM）、故障告警和定位、性能告警等信息；资源可用性信息包括逻辑链路带宽信息、宽带资源池信息等；QoS机制则包括网络设备中采用的具体QoS算法信息，比如采用H-QoS机制就可以进行更精确的RAC计算。在外延上 ，RAC的计算还可以包括更多增值业务资源信息，比如防火墙资源信息、ALG资源信息、DPI处理资源信息，通过将这些信息纳入RAC的计算范畴，就从统一的资源接纳控制角度把所有宽带业务类型都能够管理起来。

宽带网络运营中很重要的一点是网络资源利用率，由于宽带用户的网络使用习惯，通常会使部分资源空置，通过以上信息进行RAC计算并不能解决这一问题。在RAC中有一套重要机制是通过对网络某些业务指标进行预测，减少资源预留份额，从而为更多用户提供业务，达到提高网络资源利用率的目的。目前可实现的机制是通过人工分析，预测出资源预留份额，在RAC计算中降低带宽约束条件，提高网络资源利用率。未来随着技术的发展，用户行为可以自动分析和预测，这一过程就可以由设备自动完成。

图1 RAC过程示意图

RAC过程除了计算特性以外，还需要与网络资源采集、资源申请、资源释放和资源池管理等特性配合，完成资源的预约请求、资源修改请求、资源修改/请求确认、资源释放请求和中止资源预约等功能。根据接入网和核心网不同的资源控制要求，RAC应能够提供接入网资源控制功能和核心网资源控制功能，向业务控制层提供统一的业务控制接口，向网络承载层提供业务策略执行接口，向BSS/OSS系统提供运营支撑接口，向NASS和AAA系统提供用户管理接口等。

采用RAC技术后，宽带网络不仅对宽带接入业务进行差异化运营，增加BOD、VOD、DPI等业务类型，还能保证宽带网络承载SIP业务、IMS业务的质量，是宽带网络作为ALL IP电信网络的基础技术。

为了适应宽带业务的发展，方便业务部署，RAC还需要与策略管理功能配合，构成完整的资源策略控制系统（RPCS）。华为公司2003年11月发布了采用CPCI平台的Quidway RM9000原型产品，2006年7月，采用OSTA 2.0平台的第二代RM9000产品正式发布，能够满足包括BOD、VOD、DPI等宽带增值业务和SIP业务、IMS业务等电信级会话业务的需求。

RAC催生丰富业务

以华为公司RM9000产品为例，基于RAC能够提供丰富的宽带增值业务。

RM9000产品提供宽带增值业务管理和动态策略控制及资源管理功能，支撑宽带增值业务，如BoD业务、QoD业务、DPI业务、Turbo Button业务以及Walled Garden业务等的开展。

在业务运营中，网络运营和服务是可以分离的，以BOD业务为例，完整的业务流程如下：

图2 BOD业务流程图

在海外，很多网络业务提供商NSP（类似国内的运营商）向用户提供较低的宽带业务进入门槛，而通过与Internet服务提供商（ISP）新浪、Sohu等合作并分成的方式来获得收入，将网络管道批发给ISP。这种方式适合较小的NSP和有营收能力的ISP合作运营，因此在BOD业务流程中，NSP AAA服务器需要与ISP AAA服务器确认服务。

国内NSP运营商由于实力强大，在业务提供市场中占据主导地位，不需要与ISP运营商合作就能够达到赢利水平，因此国内NSP运营商开展BOD业务时，NSP AAA服务器不需要与ISP AAA服务器确认服务。但是当NSP建立了自己的合作ISP之后，也可以通过Walled Garden业务将合作ISP的业务与其他ISP的业务隔离开，并通过NSP AAA与合作ISP AAA协商业务接入，确定计费原则和分成方式。

RAC在接入网中的应用

宽带接入网中通常采用BestEffort方式为用户提供宽带接入业务，网络为每个用户提供相同的带宽。但差异化运营情况下，运营商会为用户提供多种套餐服务，用户可能会选择512K～4M、8M不等的带宽接入网络，运营商就不能简单的通过某台设备下能拥有多少个用户来评估网络的服务质量了。保证服务的差异化经营将涉及到必须把用户和相应的带宽都统计出来并根据需求加以评估及控制，业务的带宽需求差别越大，评估越困难。

华为公司RM9000的RAC功能，对用户接入带宽进行计算，条件满足情况下，用户可以获得更高的接入带宽，让游戏用户玩得更爽，让下载大片的用户更快，而运营商则可以利用RM9000作为统一的网络资源控制系统，预规划业务带宽，或者统计实时网络带宽占用率，提高工作的自动化，降低劳动强度。

接入网新技术H-QoS（层次化QoS）能够为宽带接入网提供一种新的带宽调度方法，在业务接入控制点（如MSCG）上，H-QoS根据PUPSPT（Per User, Per Service, Per Tunnel）划分的逻辑链路进行QoS调度，为每一个业务通道保证业务所需的QoS。但是H-QoS并不会判断物理链路带宽是否充足，也不会限制用户使用业务，仅会在每个层次进行流量监管和公平调度，当网络出现拥塞时采用的是丢包方法解决。因此在电信运营进入网络业务定制和保障时代，诸如运营商开展BOD、IPTV和电信级会话等业务时，还需要资源接纳控制技术予以应用。

RM9000的RAC技术应用出发点是为了保证已接入的业务不受影响，对新的业务请求根据当前网络的状况提前进行接纳控制，在新业务的接入超过网络负载能力时，拒绝新的业务接入，保证用户的QoE（QoS on Experience）应用体验质量。因此，结合控制点（MSCG）的H-QoS的调度能力和逻辑链路的带宽保证技术，RM9000的RAC系统能够更好的进行资源接纳控制，提高网络带宽利用率，为运营商开展BOD、IPTV等业务奠定基础。

RM9000结合MSCG的H-QoS之后，接入网具有下面一些优势：

1) RAC功能：RM9000可以获取用户的签约信息、接入网的拓扑和资源信息。RM9000根据这些信息提前进行资源接纳控制，避免网络拥塞，当前正在使用的业务不受影响，保证用户的QoE。

2) 对实时的会话型业务进行接纳控制。大多承载设备是不感知业务的，无法判断当前会话的五元组应该采用怎样的QoS策略，也不能根据当前的业务类型来进行QoS控制。而RM9000作为网络中处于承上启下的层次（处在应用层和承载层之间），可以通过与业务控制层的接口来获取相关业务信息进行策略决策，生成相应的QoS参数，并下发给承载层策略执行点（如MSCG）来执行。

总结

从电信业差异化经营需求和不断的技术应用来看，资源接纳控制（RAC）能够重整网络资源，实现业务按需保障。

华为RM9000资源策略控制系统实现了完整的RAC功能，做到基于会话级别和资源管理的完美结合，同时符合ETSI TISPAN RACS、ITU-T RACF和3GPP QoS模型等相关标准，能够为IMS业务和宽带增值业务提供完善的QoS和动态策略控制保证, 实现差异化服务和精细化运营，防止网络资源被管道化，提高网络资源利用率，促进运营商提升ARPU。