【YD通讯标准】 IP 网络技术要求网络性能指标分配

ICS 33.040.40
中华人民共和国通信行业标准
YD/T 2032-2009
IP网络技术要求
网络性能指标分配
Distribution of Performance Objectives in IP Network2009-12-11发布
2010-01-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前言
1范围·
2规范性引用文件，
3缩略语：
4概述
5IP网络的结构模型
6IP网络性能参数及指标
7IP网络性能指标分配-
附录A（资料性附录）公式推导过程说明目
-KAONiKAca
YD/T2032-2009
YD/T 2032-2009
本标准是“IP网络技术要求”系列标准之一。本系列标准预计结构及名称如下：YD/T1149-2001IP网络技术要求——计费YD/T1170-2001IP网络技术要求—网络总体YD/T1171-2.001P网络技术要求-—网络性能参数与指标YD/T1317-2004IP网络技术要求—-LP网与PSTN、ATM、移动网互通YD/T1381-2005IP网络技术要求—网络性能测量方法YD/T1382-2005IP网络技术要求-—流量控制YD/T2031-2009IP网络技术要求——网络性能测量体系结构YD/T2032-2009IP网络技术要求——网络性能指标分配本标准的附录A是资料性附录。
本标准由中国通信标准化协会提出并归口。本标准主要起草单位：工业和信息化部电研究院、华为技术有限公司、中兴通讯股份有限公司、上海贝尔股份有限公司。
本标准主要起草人：高巍、马科、田辉、陈国义、罗鉴、陈端。H
1范围
IP网络技术要求
-网络性能指标分配
YD/T 2032-2009
本标准规定了IP网络性能指标在一个运营商网络内部各网络层次之间，以及运营商间互联情况下各运营商网络间的分配计算方法。本标准适用于采用IP技术组网的网络。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括期误的内容）或修订版均不适用于本标准。然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本避用于本标准。YD/T 1171-2001
ITU-T M.2301
ITU-T Y.1541
3缩略语
[P网络技术要求—网络性能参数与指标IP网络性能规划和维护中的性能目标和程序基于IP的网络业务性能日标
下列缩略语适用于本标准。
DiffSery
Autonomous System
Differenciated Service
Digital Subscriber Line
Digital SubscriberLine Access MultiplexerEdge Router
Fast Reroute
GatewayGPRSSupportNode
Internet Protocol
IP Packet Delay Variation
IP Packet Error Ratio
IP Packet Loss Rate
IP Packet Transfer Delay
TelecommunicationStandardizationSectorLocal Area Network
Managenent Information Base
Multi-Protocol Lable Switch
Network Access Point
Nelwork Interface
IKAONIKAa-
管理域
区分服务体系结构
数字用户线
数字用户线接入复用器
边缘路由器
快速重路由
GPRS网关支持节点
互联网协议
IP包时延变化
IP包误差率
IP包丢失率
IP包传输时延
国际电信联盟远程通信标准化组局域网
管理信息库
多协议标记交换
网络接入点或互联网交换中心
网络接口
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4概述
Operator Border Gateway RouterPacket Data Service Node
Quality of Service
Remote Network Monitoring
Spurious Packet Ratio
Simple Network Management ProtocolTerminal Equipment
Voice over IP
Virtual Private Network
Video Teleconference
Wireless Local Area Network
运营商边界网关路由器
分组数据服务节点
服务质量
远程网络管理
虚假包比例，
简单网络管理协议
终端设备
通过IP传送语音
虚拟专用网
可视电话会议
无线局域网
随着IP技术的发展，P网络已经不仅仅是用来提供传统的Interlet业务，同时也成为了电信级的多业务承载网络，不仪传统电信网上的语音、专线等业务开始问IP网络迁移，以多媒体为特征的各种数据化音视频业务也将以网络来承载。但各种电信级业务及多媒体业务对网络质量及可靠性等提出了更加严格的要求，为适应这些要求：当前的IP网络从接入层到骨干层提供了DiffSerV、MPLSVPN、FRR等多种技术，这些技术可以保证在广域网范围内的网络能够提供电信级的多业务承载能力。在YD/T1171-2001中，给出了IP网络不同级别的网络质量指标，而在现实网络，不同层次及不同地域的网络可能属于不同的网络管理部门。在我国的网络环境中，还存在两个运营商的骨干网络互联的情况，为了在这些情况下保证端到端的网络质量，要对网络的不同层次或不同网络及其互联链路分别提出性能指标。这样既可以对端到端的网络质量提供保证，同时也方便不同的网络管理机构对网络质量的控制。
本标准主要规定的是P网络中不同层次之间，以及网络互联情况下不同运营商网络间的网络性能指标的分配计算方法，各种保障网络性能的技术或网络性能的测量方法不在本标准的讨论范围之内。5IP网络的结构模型
5.1端到端IP网络结构
一般来说，互联网用户的终端设备（TE）在进行通信时，需要穿越一个或多个运营单位（运营商）的网络，用户数据报文所穿越的端到端网络结构如图1所示。本标准中“端到端网络”是指图中NI1至NI2的网络部分。
根据我国P网络互联互通的规定，各运营商的IP网络之间必须通过骨干层进行互联，同时，不允许运营商IP网络提供穿越服务，因此，在我国P网络的互联模型中只存在运营商IP网络之间进行两两互联这样一种情况。
5.2运营商IP网络结构
百联单
踪致瑞网络
用广到用户连我
图1IP网络的端到端网络结构
互联单
YD/T2032-2009
我国运营商的IP网络结构-般为三级结构或二级结树，三级结构包括：一级全国臂干网、二级省网和三级城域网：出于网络扇平化的考虑，也可划分为二级结构，即包括：一级全国骨于网、二级城域网。运营商的IP网络结构如图2和图3所示。国际出口
金回骨干网
省刚2
臧城网
城域网
图2IP网络的三级网络结构
因际出
全臣骨十网
城续网1
城城网2
城或3
图3IP网络的二级网络结构
在城域网中，包含接入、汇聚、骨三个层次：在省网和全国骨干网中，包括汇聚、骨干两个层次。3
-KAONIKAca
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6[P 网络性能参数及指标
6.1(P网络性能参数
在YD/T1171-2001中，定义了5个P网络性能参数，包括：IP包传输时延（IPTD）
IP包时延变（TPDV）
IP包误差率（IPER）
IP包丢失率（IPLR）
虚假包比例（SPR）
一般对于大多数互联网业务的质量来说，IP包传输时延、IP包丢失率和IP包时延变化三个参数较为重要。
6.2P网络性能指标
表1所示是在ITU-TY.1541中规定的IP网络QoS等级定义和相应的网络性能指标。表 1ITU-TY.1541中IP网络QoS等级的定义和网络性能的指标网络性能
网络性能指标的含义
平均IPTD上限：
PTD不超过概率为1-10-的上限减去 IPTD 的最小值
IP包丢失率的上限
上IP包错误率上限
等级0
1×10-3b
等级1
1×10-35
，在对这些参数进行测登时，数据包信息字段的最大长度是1500节。QoS等级
等级2
1×10~3
1x10-4
等级3
1×10-3
等级4
1×10-3
等级5
未规定
P服务等级0和1的IPLR指标是基于以下的研究结果：在IPLR为103时，高质盘话音应用和话音编解码器并米受显等影响，
”这一数值用于当高层协议对数据包的丢失较敏感时提供业务质望保证。“U表示“不规范”彧“无界\
以上网络性能参数指标均为单向值需要说明的是，以上指标是根据一定的网络规模，在一定假设参考路径上推算出来的，其假设参考路径模型及指标的推算过程见rTU-TY.1541。根据这一推算方法，跨越全国范围（4000km）的端到端网络质量应可达到0级的水平，跨越洲际（22000km）的端到端网络质量应可达到1级的水平。各网络QoS等级对不同业务应用的适用性见表2。表 2 网络 QoS等级的应用
QoS等级
应用（举例)
实时的，对抖动敏感的高质量互动（VoIP，VTC）实时的，对抖动敏感的互动（VoIP，VTC)【事务数据，高度的互动（信令）事务数据，互动
仅要求低丢失率（短暂的交易、批量数据、伯视媒体流）默认卫网络中传统的应用
6.3IP网络性能参数的测量方法
YD/T2032-2009
最常见的IP网络性能测量方法有两类：动测最和被动测量。这两种方法的作用和特点不同，可以相互作为补充
被动测量是指在链路或设备（如路由器、交换机等）上对网络进行监测，而不需要产生流量的测量方法。被动测量利用测量设备监视经过它的流量，凋期性地轮询被动监测设备并采集信息（在SNMP方式时，从MIB中采集)，以判断网络性能和状态。这些设备可以是专用的，如 Sniffer，也可以是嵌入在其他设备（如路由器、防火墙、交换机和主机）之中的，如RMON、SNMP使能设备等。被动测量有时也称无损伤测量。
主动测量是在选定的测量点上利用测量工具有目的地主动产生测量流量注入网络，并根据测量数据流的传送情说来分析网络的性能。主动测量在性能参数的测量中应用「分广泛。因为它可以以任何希望的数据类型在所选定的网络端点间进行端到端性能参数的测量。最为常见的动测量工具就是Pin，它可以测量双向时延、丢包率以及提供其他一些信息，如主机的可达性等。主动测量可以查验端到端的IP网络可用性、延迟和吞吐量等。因为一次主动测量只是查验了瞬时的网络质量，因此有必要重复多次，用统计的方法获得更准确的数据。7IP网络性能指标分配
7.1P网络性能指标分配的说明
LP网络性能指标分配的目的是给出在满足一定网络QoS要求的情况下，端到端网络的各个部分需要达到的网络质量指标。
需要注意的是，接入技术对用户端到端质量会产生极大影响，而实际网络中的接入技术多种多样，数据接入速度及其他性能指标也千差万别，在采用一些低速接入技术的情况下（如33.6kbit/s的拨号接入）端到端网络指标将无法达到较高QoS等级的要求。在本标唯中，端到端卫网络性能指标的计算范围是从用户网络或终端设备接入运督商止网络边缘路由器（ER）的NI接口之问，并不包括用户接入路驻地网络。在本标准中，对网络设备的性能指标估计均假设其处于正常运行情况下，对网络拥塞所导致的网络质量下降情况不在本标推考虑的范围之内。本标准中对时延指标进行计算时均使用两点间的路由距离作为距离参数，对空间距离与路由距离的换算方法如下：
两点之间的空中距离为Dm，路由距离为Rkm，则：当 Dm≤1000m* Rkm1.5×Dxm
当1000≤Dkm≤1200km，Rm=1500km当Dkm>1200km，Rkm=1.25XDgm
需要指出的是，为了方便计算的需要，以下对各网络段间性能指标的分配是基丁网络性能参数具有可叠加性的假设，而实际上IPDV参数受网络中各节点的队列情况及排队策略的影响，并不具备完全的可叠加性。
IKANIKACa
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7.2IP网络性能指标在一个运营商网络内的分配7.2.1一个运营商网络内端到端路径结构在运营商网络采用三级结构的情况下，一个端到端的用户数据传输路径由用户终端设备经三级城域网的汇聚路由器R3D、核心路由器R3c，和省网的汇聚路由器R2n和核心路由器Rzc相连，再进入一级全国骨干网的汇聚路由器R1，经过全国骨干核心层，至另一省网，直至最终的目的用户终端设备。在级网络情况下，端到端路径中取消省网的汇聚路由器R2和核心路由器R2c。一个运营商网络内的端到端路径如图4所示。
DSLAM/
R Rie
图4一个运营商网络内的端到端路径7.2.2一个运营商网络内的QoS指标分配全国性的运营商IP网络大多数采用各省使用各自不同的AS号（公有或私有），全国骨干层拥有独立AS号的管理方式。因此一个全国性运营商网络的端到端路径可以视为3个自治域之问的连接。根据ITU-TM.2301，整个端到端性能指标的2/3分配给各个自治域的内部网络，1/3分配给连接链路（包括图1中NI与ER间的接入链路和自治域间的互联链路），其中自治域间互联链路分配了全部连接链路指标的65%。在本标准中，接入链路（这里接入链路指用户驻地网或接入网络与运营商边缘路由器之间的链路）指标计算入各自所属的白治域指标之中。根据以上原则，可以推导出以下公式：公式1：每个省网自治域所分配的性能指标计算公式每个省网自治域所分配的性能指标一端到端性能指标×（2/3×1/3十0.35×1/3×1/2）公式2：每两个自治域间的互联链路所分配的性能指标计算公式每两个自治域间的互联链路所分配的性能指标=端到端性能指标×1/3×0.65×1/2公式3：骨干自治域所分配的性能指标公式骨干自治域所分配的性能指标=端到端性能指标×2/3×1/3根据公式1，可以推导出在一个运营商网络内，满足各QoS等级时，每个自治域所分配的性能指标，见表3。
网络性能
指标的含义
平均PTD上28ms
表3同一运营商网络内各自治域分配的性能指标QoS等级
等级0
（省网自治域）
(骨干自治域）
IPTD不超过14ms
（省网白治域）『
1-10-3的，11ms
限减去 IPTD
的最小值
（骨于白治域）
IP包丢失率2.8x10-4
的上限
（省网自治域）1
2.2×10-4
【骨干有治域】
等级1
等级2
等级3
（省网自治域）/免费标准下载网bzxz
（省网自治域）
（省网自治域）升
（骨干自治域）
（省网自治域）
（骨干白治域）
（省网自治域）/
(骨干自治域）
（骨于自治域）
2.8×10~4
（骨干自治域）
（省网自治域）
（省网自治域）
2.2×10-4
2.2×10-4
（骨千自治域）
IP包错误率2.8×10-5（省网自治域）2.2×10（骨下自治域）上限
（骨干白治域）
注1：以上性能指标可视为运营商网络中各省网及全国骨平网的平均性能指标要求7.3IP网络性能指标在两个运营商互联情况下的分配7.3.1互联情况下IP网络的结构
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等级4
(省网自治域）
（骨干自治域）
（省网自治域）
（骨干自治域）
等级5
未规定
按照我国互联网瓦联互通的规定，运营商IP网络之问进行互联只能在骨干层面进行，同时不允许运营商间提供等越服务，即运营商网络只能进行两两互联。按照以上规定，在互联双方网络均为三级结构的情况下，双方用户终端设备之问的端到端路径将通过接入设备，经过三级城域网的汇聚路由器R3V、核心路由器R3c，和省网的汇聚路由器R2p和核心路由器R2C再进入一级全国骨干网的汇聚路由器Rip、互联路由器OBGR，经过互联点（直联链路或NAP点），至对方网络中的互联路由器OBGR，进入对方网络，直至目的用户的终端设备。若运营商网络为二级网络结构，则无需经过省网的江聚路由器Rzp利核心路由器R2C：运营商IP网络互联情况下的端到端路径如图5所示。接入设备
(DSLAM)
LAN/WLAN!
CGSN/PDSN)
接入设备
(DSLAM)
LANWLAN!
COSN/PDSN)
Re Rm!
运营商1
运当商2
图5运营商IP网络互联情况下的端到端路径7.3.2互联情况下端到端QoS指标的分配YIKAKAca-
RicyQBGR
RIeVOBGR
YD2032-2009
根据我国运营商只能两两互联的特点，可以将两运营商互联视为两个独立自治域互通的情况。根据ITU-TM.2301，整个端到端性能指标的2/3分配给运营商网络，1/3分配给连接链路（包括图1中NI与ER问的接入链路和运营商间的互联链路），其网间互联链路分配了全部连接链路指标的65%。在本标准中，接入链路指标计算入运营商网络指标之中。根据以上原则，可以推出以下公式：公式4：每个运营商网络所分配的性能指标计算公式单个运营商网络的性能指标=端到端性能指标×（2/3+1/3×0.35）×1/2公式5：网间互联链路所分配的性能指标计算公式网间互联链路的性能指标一端到端性能指标×1/3×0.65根据公式4，可以推导出在运营商互联的情况下，满足各QoS等级时，单个运营商网络所要达到的性能指标，见表4。
表4运营商间互联的情况下单个运营商网络性能指标网络
网络性能指标的含义
平均IPTD 上限
IPTD不超过概率为1-10-3
的上限减去PTD的最小值
IP 包丢失率的上限
IP包错误率土限
等级0
3.5×10-1
等级1
QoS等级
等级2
3.5×10-4
在以上指标中，未包含RI/OBGR设备上互联链路出口队列所产生的性能损失。等级3
140m1s
等级4
3.5×10-4
等级5
未规定
注：根据我国国土面积，每个运营商内部所能产生的最大空间距离约为5000km，即路山距离6250km，所产生的链路传输时延为31.25ms，即从接入设备至R1/OBGR设备间的所有网络设备应产生最大不超过3.75ms的时延。在三级网络结构的情况下，路径上每个网络设备产生的最大平均时延为0.53ms：在二级网络结构的情况下，路径上每个网络设备产生的最人平均时延为0.75ms。这一要求在网络中未产生拥塞的情况下是可以实现的根据公式5，可以推导出在运营商互联的情况下，满足各OoS等级时，运营商间的互联链路所要达到的性能指标，见表5。
表5运营商间互联链路的性能指标树络
网络性能指标的含义
平均 IPTD.E限
IPTD不超过概率为 1-10-3
的上限减去 PTD的最小值
IP包丢失率的.1限
P包错误率上限
等级D
等级1
2.2×10-4
QoS等级
等级2
2.2×10-4
2.2×10~s
等级3
等级4
2.2×10-4
以上指标包含了R1/OBGR设备上互联链路的出口队列以及互联链路或NAP点设备所产生的性能报失8
等级5
未规定
附录A
（资料性附录）
公式推导过程说明
A.1一个运营商网络内的QoS指标分配公式的推导将一个全国性运营商网络的端到端路径视为3个自治域之间的连接。因此有下式：每个省网自洽域所分配的性能指标二接入链路性能指标十省网自治域内的性能指标YD/T2032-2009
(式1)
此时考虑端到端路径中两个省网自治域所分配的性能指标相同，另根据ITU-TM.2301中整个端到端性能指标的1/3分配给连接链路，其中白治域间互联链路分配了全部连接链路指标的65%，即得到：每条接入链路性能指标=端到端性能标×1/3×（1一0.65）×1/2=端到端性能指标×0.35×1/3×1/2
（式2）
根据ITU-TM.2301，整个端到端性能指标的2/3分配给各个自治域的内部网络，而端到端路径上有3个自治域（两个省网自治域和骨干自治域），由此可得到：每个省网自治域内的性能指标=端到端性能指标×2/3×1/3由以上三式可得公式4：
每个省脊网自洽域所分配的性能指标一端到端性能指标×（2/3×1/3+0.35×1/3×1/2）(式3）
(式4）
根据ITU-TM.2301，整个端到端性能指标的1/3分配给连接链路，其中自治域问互联链路分配了全部连接链路指标的65%，另在端到端路径中存在两条自治域间的互联链路，因此可得到公式5：每两个自治域间的互联链路所分配的性能指标一端到端性能指标×1/3×0.65×1/2(式5)
根据ITU-TM.2301，整个端到端性能指标的2/3分配给各个自治域的内部网络，且骨十白治域不存在接入链路、因此可得公式6：
骨干自治域所分配的性能指标=端到端性能指标×2/3×1/3A.2互联情况下QoS指标分配公式的推导(式6）
根据我国运营商只能两两互联的特点，可以将两运营商互联视为两个独立自治域互通的情况。因此有下式：
单个运营商网络的性能指标=接入链路性能指标十运营商网络内部性能指标（式7）
此时考虑端到端路径中两个运营商网络所分配的性能指标相同，另根据ITU-TM.2301中整个端到端性能指标的1/3分配给连接链路，其中自治域间互联链路分配了全部连接链路指标的65%，即得到：每条接入链路性能指标=端到端性能指标×1/3×（1-0.65）×1/2=端到端性能指标×0.35×1/3×1/2
（式8）
根据ITU-TM.2301，整个端到端性能指标的2/3分配给各个自治域的内部网络，而端到端路径上可认为有两个自治域（每个运营商网络认为是一个独立自治域），由此可得到运营商网络内部性能指标一端到端性能指标×2/3×1/2由以上三式可得公式10：
单个运营商网络的性能指标=端到端性能指标×（2/3+1/3×0.35）×1/2TIKAONIKACa-
(式9)
（式10）
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