IP交换

**IP 交換**（IP eXchange，簡稱：IPX）是一種電信網間互聯（interconnection）模型，用於在各個獨立的移動和固定運營商的客戶之間，以及與其它類型的服務提供商（service provider，例如 ISP）的客戶之間，通過基於 IP 的網路到網路介面（Network-to-Network Interface，簡稱：NNI），來交換基於 IP 的資料流量。IPX 由 GSMA（GSM 聯盟）開發。
IPX 不打算替代網際網路或與其競爭，但是確實為服務提供商提供了一個替代選項。IPX 的目的是在一個商業架構下，在所有的服務提供商類型之間，為基於 IP 的服務提供可互操作性（interoperability），使得價值鏈中的所有的參與方都能獲得一個商業回報。這些商業關係由服務水平協定（Service Level Agreement，簡稱：SLA）來支撐，它確保效能、品質和安全性。
對於終端使用者來說，在「他們服務提供商是否使用了 IPX 模型」這一點上可能並不明顯，但是服務提供商使用 IPX 模型所提供的靈活性而對服務進行差異化處理的能力，最終為終端使用者提供了不同的選擇餘地。

## 背景

傳統上，不同運營商之間的語音流量的網間互聯，已經在使用國際上通用的 SS7/TDM 網路。然而，後來與 VoIP 一同出現的全 IP 示範（all-IP paradigm）正在迅速地被不同的運營商、以不同的形式而引入，例如 IMS。為了最小化封包交換語音和電路交換語音之間的轉換次數，就有了這樣一個明確的需求，要求部署一個基於 IP 的 NNI，也就是一個基於 IP 的網間網際網路（interconnection network）。
同時有一點非常明確，大量的基於 IP 的業務（例如線上狀態和即時通訊）無法使用一個 SS7/TDM 網路來實現網間互聯，更進一步地增加了對於演進到一個基於 IP 的網間網際網路的需求。
從 2000 年起，GSM 運營商已經開始使用 GRX（GPRS 漫遊交換）網路來在拜訪和歸屬運營商之間對基於 IP 的商業漫遊流量進行路由。大部分的 2.5G 和 3G 資料漫遊都已經在使用 GRX 了。GRX 是一個私有的 IP 網路（獨立於網際網路），由通過對等點（peering points）相互連接的多個不同的 GRX 運營商組成。然而，GRX 僅限於 GSM 運營商社群，並且並非所有的 GRX 都能夠滿足即時業務的需求。
儘管 GRX 環境並不完全適合做為一個用於網間互聯和漫遊的公共 IP 網路，它對於 IPX 的開發起了一個很好的頭。從 2004 年開始，IPX 的開發已經在各種 GSMA 的專案（projects）和工作群組（working groups）中被完成。

## 對於一個私有骨幹網的需求

基於 IP 的網間互聯可以利用網際網路來進行處理，因為網際網路生來就支援 IP 協定，並且提供所需的全球連通性（global connectivity）。但是當因為這個特定目的而使用網際網路時，存在一些問題。如 GSMA 的 亞歷克斯・辛克萊（Alex Sinclair）所說：「開放的網際網路是一個極好的的東西，但是當它開始要提供得到保證的業務時，尤其是時間要求非常嚴苛的業務時，還有很長的路要走」。
基本上運營商和其它服務提供商可以自由選擇使用哪種網間互聯方式。同時使用多個不同的方式也是可行的（儘管這會導致複雜度增加）。

## 架構

IPX 架構由不同的 IPX 提供商組成，這些提供商通過一個 IPX 對等點連接在一起，以便進行流量交換。按照 IPX 規範，信令（例如 SIP）和媒體資料（例如 RTP）都被端到端傳輸。如下展示了在一個固網到移動網的網間互聯場景中，一個典型的流量傳輸的端到端路徑：
行動電話 <---UNI---> 運營商 A <---NNI---> IPX 提供商 A <--- 對等點 X---> IPX 提供商 B <---NNI---> 運營商 B <---UNI---> 固定電話

X 是一個對等點（peering point），IPX 提供商 A 和 IPX 提供商 B 在這裡交換資料流量

IPX 同時提供雙邊和多邊的網間互聯。雙邊是指傳統的模式，也就是兩個運營商在建立一個相互之間的連接之前，簽訂一個雙邊的網間互聯合同。多邊另一方面也就意味著 IPX 提供商在一定程度上，同時負責處理合同並代表運營商處理連通性的建立。與數十個甚至上百個其它運營商建立雙邊網間互聯合同和連接，會是一個很重的負擔。因此，允許運營商「通過與 IPX 提供商簽訂單個合同，並建立單個技術連接來打開多個連接」的多邊方式，使得網間互聯的部署變得更容易和快速。

## 關鍵特性

* **開放** - 對於任何想要採納必備的公共 IPX 技術和商業原則並簽約的固網運營商、行動網路業者以及其它服務提供商都開放
* **品質** - 通過使用網路中的技術特性的組合，以及能夠確保所牽涉的所有參與方的之前的合同的執行的模式（端到端 SLA），來提供對 QoS 的支援。
* **級聯支付** – IPX 中的級聯責任是指，傳輸鏈中的每一方都對下一方的效能負責。因為所有的參與者都做出這個承諾，因此，對該服務的提供所涉及的財務收益是順著這個價值鏈而級聯的，使得所有的前設防都能夠因為它們的參與而獲得一個商業上的回報。
* **高效連通性** - 連接到 IPX 的運營商可以選擇一個多邊網間互聯模式，這種模式下，一個多邊網間互聯合同可以開放多個網間互聯合作夥伴
* **全 IP** - 生來就支援基於 IP 的協定（例如 SIP、RTP、GTP、SMTP、SIGTRAN 等）
* **安全** - 不論是邏輯的還是物理的，都完全獨立於公共的網際網路。IPX 在網際網路上無法定址或可見。
* **全球性** - 不局限於某一個特定的地理區域
* **後向相容** - IPX 規範符合現存的規範和建議。不需要為，例如，一個符合 3GPP 的 IMS 核心網，去更新它的介面為一個符合 IPX 的網路到網路介面（NNI）
* **僅 NNI** - IPX 需求僅處理 NNI。使用者到網路介面（User-to-Network Interface，簡稱：UNI）不在它的範圍內。
* **公共技術規範** 端到端地被使用
* **網間互聯和漫遊** - IPX 同時覆蓋網間互聯和漫遊場景。
* **競爭環境 Competitive environment** - IPX 服務由很多個相互競爭的國際 IP 運營商來提供，它們通過一個專用的 IPX 對等點來相互連接。

## 現狀

IPX 的原則已經由 GSMA 成功網地測試和驗證。在 2004 年以前， GSMA SIP 實驗局用多個基於 IMS 的業務測試了基於 IP 的 NNI。IPX 預商用實現實驗局從 2007 年 4 月開始執行，特別專注於封包交換語音業務。

2008 年的 GSMA 通稿聲明，IPX 實驗局完全成功。很多國際運營商都準備推出 IPX 業務，例如 IPX 語音（IPX Voice）、比利時電信國際運營商業務（Belgacom International Carrier Services）、英國電信（BT）、中信國際電訊（CITIC 1616）、德國電信（Deutsche Telekom ICSS）、iBasis、Reach、SAP 移動服務，Syniverse, 塔塔電信等等。這些公司都面向固定和行動業者和其它服務提供商類型做為 IPX 提供商。

GSMA 公開地按需支援進一步的實驗。

## 參見

* 網間互聯（Interconnection）
* 漫遊（Roaming）
* 網路到網路介面（NNI）
* 網際網路封包交換協定（IPX）
* GPRS 漫遊交換（GRX）

## 參照出處

* GSMA IR.34 - 服務提供商間 IP 骨幹網指導原則
* GSMA AA.80 - 用於 IP 封包交換業務的非繫結模板
* GSMA IR.77 - 運營商間 IP 骨幹網安全需求
* GSMA IR.40 - 用於 GRX/IPX 網路基礎設施和使用者終端的 IPv4 定址和 AS 編號的指導原則
* Aicent IPX 白皮書（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

## 外部連結

* IPI and IPX Related Documents - IPI and IPX 相關的文件，包括白皮書、宣傳冊，以及技術和商業規範