基于A(yíng)TCA架構的LTE網(wǎng)絡(luò )安全解決方案_工控機_移動(dòng)

基于A(yíng)TCA架構的LTE網(wǎng)絡(luò )安全解決方案

Kenton Williston 2010/12/08

　　隨著(zhù)3G網(wǎng)絡(luò )向LTE演進(jìn)，為網(wǎng)絡(luò )架構帶來(lái)了許多新的挑戰，首當其沖的是數據帶寬的爆炸性增長(cháng)。如圖1所示，CISCO預測移動(dòng)數據流量到2014年每年將增長(cháng)一倍，導致這種顯著(zhù)增長(cháng)的是視頻流量，CISCO預計到2014年視頻流量將占全部移動(dòng)流量的三分之二。為了能夠處理這些新增流量，網(wǎng)絡(luò )設備必將在性能上有一個(gè)飛躍，與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò )設備必須滿(mǎn)足一系列新要求，以應對全IP網(wǎng)絡(luò )的到來(lái)，特別是網(wǎng)絡(luò )安全。本文將討論開(kāi)發(fā)人員如何利用ATCA架構應對這些挑戰，同時(shí)展示基于標準的解決方案如何加快上市時(shí)間，并提供網(wǎng)絡(luò )快速演進(jìn)的路線(xiàn)圖。
移動(dòng)數據流量的快速增長(cháng)

圖1 移動(dòng)數據流量的快速增長(cháng)
　　LTE的新要求

　　LTE網(wǎng)絡(luò )具有廣泛的影響，包括基站、核心網(wǎng)設備、數據中心刀片和企業(yè)網(wǎng)關(guān)等。其中，LTE對核心網(wǎng)的影響特別大，如圖2所示，系統架構演進(jìn)（SAE）的主要特點(diǎn)包括：

　　扁平的全IP網(wǎng)絡(luò )實(shí)現MPLS

　　支持40Gbps流量并具有低延時(shí)

　　多種無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)的平滑連接，包括3G、WiFi和WiMAX、以及微蜂窩基站
LTE引入的全IP核心網(wǎng)稱(chēng)為SAE，主要基于A(yíng)TCA、MTCA或運營(yíng)級機架服務(wù)器（CRMS）的解決方案

圖2 LTE引入的全IP核心網(wǎng)稱(chēng)為SAE，主要基于A(yíng)TCA、MTCA或運營(yíng)級機架服務(wù)器（CRMS）的解決方案
　　由于全IP網(wǎng)絡(luò )，網(wǎng)絡(luò )更易受到黑客攻擊或其它威脅，這是因為L(cháng)TE網(wǎng)絡(luò )流量可以傳輸到不是運營(yíng)商所有的網(wǎng)絡(luò )站點(diǎn)上。例如，LTE回程可以離開(kāi)專(zhuān)門(mén)的T1連接而實(shí)現以太連接，出于成本和帶寬的考慮，這種以太回程可以使用商用寬帶鏈路，比專(zhuān)用回程更容易受到攻擊。另外一個(gè)例子是LTE連接到微蜂窩基站和WiFi/WiMAX接入點(diǎn)，因為這類(lèi)接入點(diǎn)往往沒(méi)有全面的保護而使網(wǎng)絡(luò )更易收到攻擊，如圖3所示。為了處理這些網(wǎng)絡(luò )安全問(wèn)題，LTE網(wǎng)絡(luò )安全和加密流量通過(guò)IPsec實(shí)現各種安全措施如防火墻，因此，LTE設備必須提供強大的加密性能使之可以運行最新的安全軟件。
LTE網(wǎng)絡(luò )流量通過(guò)IPsec實(shí)現保護

圖3 LTE網(wǎng)絡(luò )流量通過(guò)IPsec實(shí)現保護
　　3G網(wǎng)絡(luò )向LTE演進(jìn)也帶來(lái)了通過(guò)管理流量來(lái)增加運營(yíng)收入與改善服務(wù)質(zhì)量的機會(huì )。采用深度包檢測（DPI），運營(yíng)商可以劃分服務(wù)等級從而差別化定價(jià)，保證服務(wù)質(zhì)量，限制諸如P2P文件共享之類(lèi)的無(wú)益流量。DPI也是涉及計費系統或法律事務(wù)的關(guān)鍵功能。為了實(shí)現這些服務(wù)，LTE設備需要達到卓越的包處理性能。

　　ATCA架構的作用

　　ATCA為實(shí)現上述要求以及其它LTE要求提供了一個(gè)完美的平臺。ATCA是唯一的支持10Gbps以上背板帶寬的開(kāi)放標準電信平臺。盡管40G ATCA規范仍在制定之中，設計人員現在已經(jīng)能夠通過(guò)多廠(chǎng)商支持的解決方案開(kāi)發(fā)40G系統，這些廠(chǎng)商包括Advantech、Emerson、Kontron和RadiSys，表1展示了多廠(chǎng)商40G ATCA解決方案。

　　ATCA的核心優(yōu)勢是加速產(chǎn)品上市時(shí)間。通過(guò)采用ATCA硬件，開(kāi)發(fā)人員可以縮短硬件開(kāi)發(fā)時(shí)間同時(shí)集中力量增加附加價(jià)值。ATCA在軟硬件上都具有良好的模塊化，例如ATCA機箱能夠支持多達14個(gè)節點(diǎn)刀片，每個(gè)刀片可以具有多種功能，通過(guò)節點(diǎn)刀片的混合與配置，開(kāi)發(fā)人員可以使系統設計具有更好的彈性，并通過(guò)部件復用滿(mǎn)足全部網(wǎng)絡(luò )設備的技術(shù)要求，有時(shí)候，設計人員甚至可以將原本分離的功能集成在一個(gè)平臺上。

Vendor	Product	Sockets	Processor	Unique Features
Advantech	MIC-5320	Single	Intel® Xeon® processor E5645 (Six-core, 2.4 GHz)	• Up to 48 GB memory • Mid-size AMC slot • Onboard USB Flash
Advantech	MIC-5322	Dual	Intel Xeon processor E5645 (Six-core, 2.4 GHz)	• Up to 48 GB memory • Onboard USB Flash • Onboard SSD drive option
Emerson	ATCA-7367	Single	Intel® Xeon® processor L5638 (Six-core, 2.0 GHz)	• Up to 48 GB memory • Mid-size AMC slot • On-board SATA drive option
Emerson	ATCA-7365	Dual	Intel Xeon processor L5638 (Six-core, 2.0 GHz)	• Up to 96 GB memory
Kontron	AT8050	Single	Intel Xeon processor L5638 (Six-core, 2.0 GHz)	• Up to 48 GB memory • Mid-sized AMC • USB SSD Flash daughter board
RadiSys	ATCA-4550	Single	Intel Xeon processor L5638 (Six-core, 2.0 GHz)	• Up to 64 GB memory • Mid-sized AMC• Up to 32 GB of Flash storage
	ATCA–4555	Single	Intel® Xeon® E5645 processor (Six-core, 2.4 GHz)	• Up to 64 GB memory • Mid-sized AMC • Up to 32 GB of Flash storage
	ATCA–4580	Dual	Intel Xeon processor L5638 (Six-core, 2.0 GHz)	• Up to 48 GB memory • ATI ES1000 graphics controller • Up to 32GB of Flash storage

表1 采用Intel 至強5600系列處理器的ATCA刀片

　　表1展示的ATCA刀片均采用Intel 至強處理器5600系列，包括單槽和雙槽兩種規格，它們全部通過(guò)后傳輸模塊（RTM）支持熱切換存儲，并采用串行SCSI控制器實(shí)現RAID0/1支持。單槽ATCA刀片適用于升級現有網(wǎng)絡(luò )設備，可以在不增加電源功耗的情況下提高系統性能，并預留了充足的AMC擴展空間，可以實(shí)現本地存儲等功能，特別適用于LTE無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的控制面和服務(wù)器功能以及IP多媒體子系統。與之相對應，雙槽ATCA刀片則為需要更多散熱能力的新系統設計，尤其適用于需要卓越處理能力的DPI應用。

　　ATCA平臺有助于滿(mǎn)足LTE的許多新要求，這些基于標準的解決方案可以加快上市時(shí)間，為網(wǎng)絡(luò )快速演進(jìn)提供路線(xiàn)圖。與值得信賴(lài)的ATCA廠(chǎng)商協(xié)同努力，開(kāi)發(fā)人員能夠引入最新技術(shù)與最優(yōu)實(shí)踐，實(shí)現自身的最大價(jià)值。

TCA

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