摘要：电信网、广播电视网和互联网的融合发展实现了三种网络的资源共享等服务。信息安全问题在三网融合过程中引起了广泛关注。基于信息安全的网络开销优化既要考虑到了信息的安全性又要考虑到了网络的传输性能等问题，有利于降低三网融合下的运营成本，提高信息传输质量。本文首先介绍了三网融合所面临的信息安全问题，总结了不同网络的特点，针对不同网络的特点提出基于信息安全的网络开销优化方法与发展策略。
关键词：信息安全；三网融合；网络开销优化
引言
三网融合指电信网、广播电视网、互联网在宽带通信网、数字电视网、下一代互联网演进过程中，其技术功能趋于一致，业务范围趋同，网络互联互通、资源共享，能为用户提供语音、数据和广播电视等多种服务[1]。在现阶段它并不意味着电信网、计算机网和有线电视网三大网络的物理合一，而主要是指高层业务应用的融合。其表现为技术上趋向一致，网络层上可以实现互联互通，形成无缝覆盖，业务层上互相渗透和交叉，应用层上趋向使用统一的IP协议，在经营上互相竞争、互相合作，朝着向人类提供多样化、多媒体化、个性化服务的同一目标逐渐交汇在一起，行业管制和政策方面也逐渐趋向统一。三大网络通过技术改造，能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信业务。三网融合过程中的信息安全问题主要包括网络安全和内容安全。传统网络中，互联网相对与电信网和广播电视网来说，最大特征是业务与承载网络的分离，所以传统网络中互联网面对的安全问题较为复杂，但又是因为如此，互联网的内容提供商在信息安全方面有一定的经验和抗击能力，这是电信网和广播电视网所薄弱的方面。相对于互联网，传统电信网所面临的安全问题较少。三网融合后，电信网将面临不能明确识别承载网络内容，业务实名推广的问题。而广播电视网传统面临的问题更多是信号被干扰和劫持的信息安全问题。三网高层业务应用等的融合和互联互通将对网络开销有一定的影响。合理运用好三网的内容传输与分配将能够提高网络承载能力，减少网络的开销，达到网络性能的优化。但在信息安全的问题下，网络开销的优化并不能只考虑三网的业务分流，还要结合网络的特点来进行分析。在安全问题下，信息的流向与经过的网络节点将变得重要。三网融合的网络开销优化需要考虑特定的信息需要经过特点节点或者必须不能经过某些节点这一类的信息安全需求。三网融合是信息化发展的方向，已经大量的相关技术和管理的研究在进行中。三网融合背景下国内电信运营商IPTV业务发展和下一代广播电视网(NGB)的构建都是发展的重要内容[2][3][4]。三网融合下的信息安全问题主要有网络安全和信息内容安全，[5][6]中分析了三网中信息内容安全问题，提出了信息安全的发展建议，包括加强信息包的检测技术和加大网络监管系统投入力度以及完善知识产权等。三网融合过程中的网络问题也受到研究者的关注。[7]中基于微分方程分析了三网融合过程中的演化模型，并基于模型对三张网络的用户比例变化评估网络融合过程中的特点。[8]中提出了三网融合过程中的光纤到户（FTTH）网络设计和基于IPACT方法的DBA算法在EPON上采用动态带宽分配，论述了FTTH技术方案具有技术可行性和较低建网成本。[9]从电气信息层面讨论了多种融合网络传输性能的优化方案，主要关注传统网络的特点应用不同协议的优点来支持网络融合。[10]基于GLOBS网络技术及其网络结构，分析了路由优化技术，讨论了三网融合下的“路由层+全光传输层”双层网络结构的路由优化方案。
1网络特征和信息安全问题分析
电信网和广播电视网在传统网络中主要负责承载固定的业务，互联网区别于前两者就在于其承载网络和业务的分离。因此，互联网网络面临的安全问题较前两者复杂得多。信息安全主要包括网络安全和信息内容安全。以下为三种网络的特征和其信息安全方面所面临的问题。1.1电信网的网络特征和面临的信息安全问题传统电信网主要指有线网络，主要为窄带电信网，有以下的特征[6]：（1）由运营商集中负责和管理设备，网络相对来说比较封闭，网络设备不易被外界攻击；（2）带宽较窄，用户终端能力单一，实施恶意行为技术成本较高；（3）网络消息可以溯源，发生的网络安全问题可以来源。随着移动互联网的发展、移动上网的普及，电信网面临安全问题会更为复杂。随着4G、5G的发展，越来越多的用户使用移动设备访问电信网络。宽带化、IP化后的电信网发展将引入互联网的开放性，也就同时具有了互联网的信息安全问题。1.2广播电视网的网络特征和面临的信息安全问题传统广播电视网的信息传播主要有以下几个环节：电视台制作和播出、卫星传送、电视台插转、微波或有线电视网络的传送、用户电视的接收等。它具有以下的特征：（1）网络对实时性要求高，要求网络时延小；（2）对网络稳定性要求高；（3）采用卫星传送方式，转发器的上行频率和技术参数都是公开易受非法信号干扰和覆盖。三网融合提出的下一代广播电视网（NGB）是结合广播电视网和互联网的优势。随着网络传输技术的升级，网络管理监控技术的提升，有线电视网络的光缆化改造等都有利于避免网络传输的信息被非法插播等破坏。广播电视网仍面临的卫星信号被干扰、播出内容篡改等问题，需要进行播出内容监控。传统广播电视网不具有开放性，相对于互联网，应急控制措施的技术难度会降低很多，三网融合后，也会面临着互联网所面临的信息安全问题。1.3互联网的网络特征和面临的信息安全问题互联网是一个承载内容和业务分离的网络。这是互联网区别于其他网络的最大的特征，使得互联网的安全问题变得相对复杂。互联网有以下特征：（1）用户终端能力较强，但各个用户终端自身的防御能力有所差距。这导致恶意代码的传播和信息的窃取在防御能力薄弱节点容易发生，甚至防御能力低的用户终端容易成为傀儡机受其他不法用户的利用和控制，并成为了大规模网络攻击事件的攻击者。（2）互联网网络拓扑复杂，并且其具有一定的脆弱性。尽管互联网运营商会考虑避免单点故障而布置冗余链路，但在受到网络攻击的时候，网络拓扑的自动恢复功能并不能总是保证有效而且迅速。在灾难事件的发生或不法分子高强度的共计项，容易出现网络瘫痪。（3）用户的匿名性以及网络传输的环节复杂，使得各个环节容易遭中间者破坏和篡改，导致用户内容不安全，涉及用户财产的损失不易追回。
2基于信息安全的网络开销优化
BM算法中匹配失败时，用两种机制来确定模式串向右移动的距离：坏字符机制和好后缀机制。
2.1网络框架与定义
基于实际网络的复杂性，我们简化三网的模型，假定三网各占一定比例。本文所分析的网络如图1，三个网络均有用户、网络内转发设备和三个网络公用的边界转发设备。基于以上三网的网络特征和其信息安全的问题，我们提出网络框架如下：我们将具有转发能力的设备称为转发设备，泛指了网络中的交换机和路由器等。需要了解到三个网络是互联的，而且转发设备并没有严格意义上的划分给某个特定的网络，必要时，三个网络的网络设备都可以为其他网络所服务，即为其他网络用户或服务设备转发其所需要的资源。
2.2信息安全下的网络开销分析方法
基于上述框架，三个网络是互联的，即当一个网络需要资源的时候可以从另一个网络获取。也即是说对于同一个资源，可以有多条从源节点到目的节点的路径。考虑到信息内容安全和网络安全，资源所传播的路径可以认为设定为强制经过某一些节点而不经过另外某一些节点。强制经过某一些节点可以为信息筛选和包检测等提供便利，比如广播电视类的资源可以经过某些特定节点去做信息筛选；比如互联网的访问可以经过某些特定节点去判别是否为攻击包等等。强制不经过某些节点可以为网络性能和信息内容安全提供增强作用，比如网络故障或个别网络中间节点繁忙的时候。强制不经过某些节点可以提供网络流通量。而基于信息的敏感性，某些信息不可以在某些网络或某些节点上进行传播，强制不经过某些节点可以使得信息内容的安全得以保障，减少出错可能性。网络开销主要关注网络的传输性能，提高网络的吞吐量，降低网络的使用成本。对于一个在网络上传播的包来说，不同链路所经过的长度不同，传播所需要的时长不同，使用不同链路的成本不同，所以其网络开销即为所有使用链路的成本之和。
2.3基于信息安全的网络开销优化策略
针对以上得出的信息的使用成本，结合软件定义网络(SDN)的可指定包传输路径，网络优化开销的办法可以针对几个方面进行。（1）节点的选择：由于的存在，链路首先应该排除包含有不能经过节点的链路；由于处于信息安全的考虑，会经过必须经过的节点。（2）链路的选择：由于，需要优先选择使用费用低的。由于，链路优先选择多条路径通过时间和费用的乘积的和小的路径。通过时间小则要求链路的剩余可用吞吐量足够，才能使得信息减少通过的时间。而且通过时间与链路长度有关，这要求链路尽量选择短链路并且在多条组合上也是短的链路执行。在带宽充足的情况下，链路会尽量选择最短费用路径；在带宽不足的情况下，链路可以选择长一点的链路但通过时间较短的。综上，基于信息安全的网络开销优化策略，主要为以下几点：（1）考虑信息安全，规范信息传输路径，指定必须经过的节点与不能经过节点，以保证信息安全传输和满足信息筛选的需要。（2）对链路进行监控，得到其当前剩余可用的带宽信息、记录其费用等信息。（3）传输数据时根据网络特点，选择费用和通过时间低的链路。在带宽充足的时候也就是网络较为空闲的时候优先考虑短路径；在带宽紧缺也就是网络负载较重的时候，选择稍微长一点但通过时间短的链路。
3结束语
三网融合下的信息安全问题主要来自电信网和广播网在融入过程中引入的开放性和互动性，而网络开销的优化要同时考虑信息安全和网络传输性能。本文针对三网网络的特点，提出了基于信息安全的三网融合下的网络开销优化策略，降低网络开销的同时保证了信息安全。
参考文献：
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[3]梁彬静.三网融合背景下国内电信运营商IPTV业务发展策略研究[D].北京邮电大学，2011.
[4]贺伟进.构建下一代广播电视网(NGB)实现“三网融合”[J].广播与电视技术，2009.
[5]武传坤.三网融合下的信息安全问题[J].中国科学院院刊，2011.
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[8]何月春.三网融合中的FTTH网络设计与实践[D].湖南大学，2013.
[9]王全科医学论文献冠.融合网络传输性能的优化[D].中国科学技术大学，2013.
[10]黄星元，赵志鹏，施明智.基于GLOBS网络的三网融合路由优化研究[J].光通信技术，2011.
作者：冀鸣 朱江 杨志成 曹雄 单位：广东凯通科技股份有限公司
