网络怎么通的？一文读懂运营商基本网络架构

东成西钓

上一期我们讲过运营商的网络、演进和技术趋势
想回顾的小伙伴戳传送门：
<hr/>这一期我们主要聊聊「运营商基本网络架构」：
我们的网络只“透明传送”数据，不处理业务。
过去因为业务单一，只有语音业务，所以核心网承担着一个处理语音交换业务的工作，但是到了现在你会发现，随着网络技术的发展，业务逐渐多元化，新增了很多例如：数据上网业务、视频业务、物联网业务等等。业务一多，处理这些业务的系统也就不同了。
从业务的端到端的角度来看，除了有上面的业务层，还有一个接入不同业务的设备，叫终端。业务从终端侧接入进来之后，经过整体网络送到业务层去处理。现在更多的叫它是业务平台。
整体网络基本不需要处理业务，它仍然相当于是透明传送。既然是透明传送，我们就可以把它看成是很多自来水的水管。
而在管子里面跑的这个业务的数据流，我们可以把它看成是自来水。不同的业务，它可能是不同类型的水，有热水管、有冷水管，不同的管道可以采用不同的技术。这样的话，就形成了这样的一个终端、管道、和基于云的业务平台。而且随着业务云化的发展，云上业务处理能力增强，大多业务都可以放在云上去处理，也就形成了很多个处理不同业务的基于云的业务平台。




最后从整体的端到端的来看，云端有了不同业务的处理平台，中间是对数据“透明转发”的管道，最下面是基于不同的业务的终端设备。
对于终端设备来说，如果是语音业务，终端肯定是个电话机；如果是上网业务，可能是个手机或电脑；如果是车联网，终端可能是一个车载模组；如果是物联网，终端可能是个水表、电表等等这类装置。总之，业务的类型不一样，终端的形态也可能会不一样。
所以当我们谈论网络与业务，可以就用这个未来电信网络的基本的架构“云管端”的模型。它放在任何的业务、任何的场景，任何的网络里面，都可以来进行分析。

既然我们说到通信网络，那通信网络到底是怎么产生的？
自古以来人类就用着肢体语言、对话、飞鸽传书、烽火狼烟等方式进行着通信活动，通信技术也在历史的长河中不断地演进更新。


19世纪，人类接连研制出了电报、电话等终端设备，使得人类通信进入了一个崭新的时代，这时需要用电信号来进行连接和传播了，也就自然而然的有了通信网络。


电话业务发展起来之后，网络中有了很多的电话用户，当我们用两部电话来进行通讯，例如用户A呼叫用户B的时候，既然网络的功能只是透明传送，那为什么通讯一定是A连接到B，而不是A和C或者是A和D之间的通讯？
原来用户要跟另一个用户进行联系的时候，网络当中还有一个来控制你和谁进行通信的业务控制平台，对于原始的语音业务，这个业务控制平台我们把它叫做核心网。


对语音业务流，主要有信令流、媒体流两种数据需要转发。需求处理的指令，通过信令流传到核心网，核心网再通过一些信令协议来控制这些终端呼叫哪位用户。目前比较常用的有SIP、H.248、MGCP协议。而语音通话信息传递则通过媒体流来承载。
如下图所示，如果两部电话连接，用户家里的电话，接入到网络之后，呼叫请求的信令消息需要经过信令流网络透明传送，送到语音的核心网进行处理。针对语音业务信令处理，现在主要是软交换或者IMS来处理。
对用于户的媒体流，就是指语音流。最终处理语音的媒体流是UMG(通用媒体网关)。用户要呼叫谁，核心网根据用户呼叫的电话号码找到对应用户，通知UMG建立话路通道。连接建立后，用户之间就可以语音互通了。


同理两部移动的手机之间的语音业务也是这样连接。
移动终端发起呼叫，呼叫信令也是要经过信令流网络传送到核心层的语音信令处理模块，也是类似于IMS或者软交换。早期也叫做移动交换中心。现在基本上都采用IMS服务器， IP化的服务器。


移动手机与固定电话之间的语音通信也是一样的道理。
所有的呼叫，首先要发起信令，到归属的软交换或IMS, 再找到被叫，如果是不同的软交换下的用户，则需求找到另一个软交换，通过软交换之前的中继信令沟通，然后再找到被叫。各自的软交换，再告知对应的UMG建立媒体通道，这样，两个用户就可以通话了。如下图：



我们每天都离不开的上网业务是怎么连接呢？手机和PC机是怎么样接入和访问internet？


电信运营商早期建网的时候，就对移动业务与固定业务的两个网络做了一定的区分。
早期移动业务主要就是语音业务，需要高质量，所以专门建了一张移动承载的网络。而固定网络的业务，当时基本所有的APP都是安装在固网的终端（即PC）上面，数据业务只能走固网，相对来讲流量比较大，通常会使用另一个网承载，这种走固定网络的业务就叫固定宽带业务（FBB）。
但随着移动互联网的发展，出现智能终端之后，越来越多原安装在PC端的APP迁移到移动终端上来，原来在固定网络里面跑的流量，也跑到了移动网络里。移动网络的流量也变成了宽带流程了，就有了我们常说的移动宽带业务（MBB）。


APP从固定PC端迁移到移动终端后，相当于很多业务也相同了，所以我们现在看到的固定网络和移动网络，它的架构、采用的设备、协议等等都基本上都是类似的。甚至在海外很多的运营商，根本就没有区别，就是固定网络和移动网络的中间承载部分完全融合了，只是在接入部分有固定和无线接入之分。
但移动网络的移动性还是带来了不一样的特性。核心网始终要对移动终端的移动性进行管理。所以移动上网业务都是首先要接入到核心网里面来，做一些相关的处理，然后通过核心网再迂回到 internet。


综上，网络它就相当于一个基础的设施，在这个基础的设施上，我们可以开展很多的业务。而业务就相当于管道里面的流量，所以我可以做热水管、冷水管，也可以做燃气管或石油管道，这些不同的管道里面跑的也就是我们不同的业务。
我们再来看看下图运营商的网络端到端的例子：



先看到下层接入层，从终端接入业务后，经接入网络回传，如果回传距离很远，可能还需要送动上层承载网上或传输网上传送，然后再到核心网或业务层。
图中红线为移动宽带业务流，绿线为固定宽带业务流，同样我们也可以把它们看做冷水管和热水管，不同的业务走不同的管道和线路，形成一个用户端到业务端的网络通道，再到业务端上云处理不同的业务。

子清

多发点，很NICE

远方的阳光

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鞍山捂眼祖

讲的很好