基于ATCA架构的LTE网络安全解决方案_工控机_移动

基于ATCA架构的LTE网络安全解决方案

Kenton Williston 2010/12/08

　　随着3G网络向LTE演进，为网络架构带来了许多新的挑战，首当其冲的是数据带宽的爆炸性增长。如图1所示，CISCO预测移动数据流量到2014年每年将增长一倍，导致这种显著增长的是视频流量，CISCO预计到2014年视频流量将占全部移动流量的三分之二。为了能够处理这些新增流量，网络设备必将在性能上有一个飞跃，与此同时，网络设备必须满足一系列新要求，以应对全IP网络的到来，特别是网络安全。本文将讨论开发人员如何利用ATCA架构应对这些挑战，同时展示基于标准的解决方案如何加快上市时间，并提供网络快速演进的路线图。
移动数据流量的快速增长

图1 移动数据流量的快速增长
　　LTE的新要求

　　LTE网络具有广泛的影响，包括基站、核心网设备、数据中心刀片和企业网关等。其中，LTE对核心网的影响特别大，如图2所示，系统架构演进（SAE）的主要特点包括：

　　扁平的全IP网络实现MPLS

　　支持40Gbps流量并具有低延时

　　多种无线接入网的平滑连接，包括3G、WiFi和WiMAX、以及微蜂窝基站
LTE引入的全IP核心网称为SAE，主要基于ATCA、MTCA或运营级机架服务器（CRMS）的解决方案

图2 LTE引入的全IP核心网称为SAE，主要基于ATCA、MTCA或运营级机架服务器（CRMS）的解决方案
　　由于全IP网络，网络更易受到黑客攻击或其它威胁，这是因为LTE网络流量可以传输到不是运营商所有的网络站点上。例如，LTE回程可以离开专门的T1连接而实现以太连接，出于成本和带宽的考虑，这种以太回程可以使用商用宽带链路，比专用回程更容易受到攻击。另外一个例子是LTE连接到微蜂窝基站和WiFi/WiMAX接入点，因为这类接入点往往没有全面的保护而使网络更易收到攻击，如图3所示。为了处理这些网络安全问题，LTE网络安全和加密流量通过IPsec实现各种安全措施如防火墙，因此，LTE设备必须提供强大的加密性能使之可以运行最新的安全软件。
LTE网络流量通过IPsec实现保护

图3 LTE网络流量通过IPsec实现保护
　　3G网络向LTE演进也带来了通过管理流量来增加运营收入与改善服务质量的机会。采用深度包检测（DPI），运营商可以划分服务等级从而差别化定价，保证服务质量，限制诸如P2P文件共享之类的无益流量。DPI也是涉及计费系统或法律事务的关键功能。为了实现这些服务，LTE设备需要达到卓越的包处理性能。

　　ATCA架构的作用

　　ATCA为实现上述要求以及其它LTE要求提供了一个完美的平台。ATCA是唯一的支持10Gbps以上背板带宽的开放标准电信平台。尽管40G ATCA规范仍在制定之中，设计人员现在已经能够通过多厂商支持的解决方案开发40G系统，这些厂商包括Advantech、Emerson、Kontron和RadiSys，表1展示了多厂商40G ATCA解决方案。

　　ATCA的核心优势是加速产品上市时间。通过采用ATCA硬件，开发人员可以缩短硬件开发时间同时集中力量增加附加价值。ATCA在软硬件上都具有良好的模块化，例如ATCA机箱能够支持多达14个节点刀片，每个刀片可以具有多种功能，通过节点刀片的混合与配置，开发人员可以使系统设计具有更好的弹性，并通过部件复用满足全部网络设备的技术要求，有时候，设计人员甚至可以将原本分离的功能集成在一个平台上。

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 至强5600系列处理器的ATCA刀片

　　表1展示的ATCA刀片均采用Intel 至强处理器5600系列，包括单槽和双槽两种规格，它们全部通过后传输模块（RTM）支持热切换存储，并采用串行SCSI控制器实现RAID0/1支持。单槽ATCA刀片适用于升级现有网络设备，可以在不增加电源功耗的情况下提高系统性能，并预留了充足的AMC扩展空间，可以实现本地存储等功能，特别适用于LTE无线网络的控制面和服务器功能以及IP多媒体子系统。与之相对应，双槽ATCA刀片则为需要更多散热能力的新系统设计，尤其适用于需要卓越处理能力的DPI应用。

　　ATCA平台有助于满足LTE的许多新要求，这些基于标准的解决方案可以加快上市时间，为网络快速演进提供路线图。与值得信赖的ATCA厂商协同努力，开发人员能够引入最新技术与最优实践，实现自身的最大价值。

TCA