IP城域網(wǎng)介紹課件

1、IP城域網(wǎng)介紹崔巖軍八月 22第1頁，共25頁。提綱城域網(wǎng)概述城域網(wǎng)相關(guān)技術(shù)城域網(wǎng)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)城域網(wǎng)路由協(xié)議第2頁，共25頁。城域網(wǎng)概述 城域網(wǎng)的發(fā)展源于企業(yè)的局域網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)之初，主要出發(fā)點是以最少的成本快速建設(shè)一張連通性網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供接入業(yè)務(wù)?？梢哉f當初的城域網(wǎng)結(jié)構(gòu)和企業(yè)網(wǎng)結(jié)構(gòu)沒有本質(zhì)區(qū)別，唯一的區(qū)別就是網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不同。然而以以太網(wǎng)技術(shù)為核心的企業(yè)網(wǎng)架構(gòu)應(yīng)用于城域網(wǎng)后，其應(yīng)用背景發(fā)生了質(zhì)的改變，由一種局域網(wǎng)互連應(yīng)用進入到網(wǎng)絡(luò)運營商進行運營和盈利的經(jīng)營活動中。第3頁，共25頁。提綱城域網(wǎng)發(fā)展與演變城域網(wǎng)相關(guān)技術(shù)城域網(wǎng)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)城域網(wǎng)路由協(xié)議第4頁，共25頁。城域

2、網(wǎng)相關(guān)技術(shù)設(shè)備技術(shù): 節(jié)點設(shè)備是構(gòu)成IP 網(wǎng)絡(luò)的基本元素。 IP 網(wǎng)上的節(jié)點設(shè)備主要分為幾大類型： 骨干網(wǎng)路由器、城域網(wǎng)核心路由器、業(yè)務(wù)路由器、IP 三層交換機、BRAS 等。構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及影響設(shè)備性能的要素包括接口、CPU 芯片、線卡、交換矩陣、背板、對多種協(xié)議及技術(shù)的支持能力等等。第5頁，共25頁。城域網(wǎng)相關(guān)技術(shù)高速接口技術(shù):高速接口主要包括10GE 接口、10G POS 和40G POS 接口。目前10G POS 和10GE技術(shù)在設(shè)備上已得到廣泛支持，國家骨干網(wǎng)的中繼主要采用的是2.5G 和10G POS 技術(shù)，城域網(wǎng)骨干中繼多采用POS 和GE 技術(shù)，40G POS 技術(shù)由于其應(yīng)用尚處

3、初期，設(shè)備不成熟，互通性未完善，價格相對昂貴，大規(guī)模商用還需要一段時期。第6頁，共25頁。城域網(wǎng)相關(guān)技術(shù)路由技術(shù): 支持大型網(wǎng)絡(luò)的IGP 協(xié)議主要有OSPF 和IS-IS 兩種；用于域間路由的協(xié)議目前是BGP。BGP 的發(fā)展主要體現(xiàn)在MP-BGP、ORF（將本端的進站路由過濾安裝到對端的出站過濾上）等技術(shù)上。與OSPF 比，IS-IS 協(xié)議開銷小、路由收斂速度快，可擴展性強，能夠較好地支持大規(guī)模平面路由，更適合超大型網(wǎng)絡(luò)。中低端路由設(shè)備普遍優(yōu)先支持OSPF 協(xié)議，對IS-IS 協(xié)議的支持普及程度相對較低。第7頁，共25頁。城域網(wǎng)相關(guān)技術(shù)路由技術(shù): IGP 路由協(xié)議需要解決的根本問題是網(wǎng)絡(luò)收斂時

4、間和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。IS-IS 對大型網(wǎng)絡(luò)路由的支持能力較OSPF 強，但支持幾百臺設(shè)備、幾千條鏈路以上的超大型網(wǎng)絡(luò)，仍然需要進一步加快收斂速度，提高路由調(diào)整粒度等。IS-IS 協(xié)議目前發(fā)展較快，以加強對超大型網(wǎng)絡(luò)的支持。 網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性一般由鏈路的穩(wěn)定性決定，同時路由器的處理能力也影響網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。影響骨干網(wǎng)IS-IS 路由收斂速度的因素包括拓撲變化檢測時間（failure detect）、信息傳遞時間(LSP propagation)、SPF 計算時間、SPF 計算觸發(fā)等待時間等等。故障檢測時間是指從故障發(fā)生到檢測并確定故障需要的時間；故障檢測的方法包括：物理層檢測、數(shù)據(jù)鏈路層檢測、路由協(xié)議層檢

5、測等。第8頁，共25頁。城域網(wǎng)相關(guān)技術(shù)寬帶接入技術(shù) 以太網(wǎng)接入FTTX+LAN方案利用光纖+5類線方式，采用星形拓撲結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示。第9頁，共25頁。城域網(wǎng)相關(guān)技術(shù)下表對ADSL和LAN兩種寬帶接入方式進行對比：ADSLLAN接入介質(zhì)雙絞線五類線資源利用可利用現(xiàn)有銅纜資源需重新布線接入速率不對稱，上行1M，下行8Mb/s，通常下行限速為1-2Mb/s對稱，上下行可達10Mb/s穩(wěn)定性受線路質(zhì)量和距離的影響穩(wěn)定性較好接入距離3km5km五類線100m實裝率較高，60%以上受接入距離限制，實裝率相對低用戶端設(shè)備ADSL MODEM網(wǎng)卡網(wǎng)卡成本相對較低因?qū)嵮b率低，成本相對較高第10頁，共2

6、5頁。城域網(wǎng)相關(guān)技術(shù)MPLS 技術(shù): 從運營商今后的整體網(wǎng)絡(luò)定位和業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢來看，MPLS 已被國際、國內(nèi)大型電信運營商視為其未來面向傳統(tǒng)和新型業(yè)務(wù)的核心承載技術(shù)。從目前的統(tǒng)計結(jié)果來看，國際范圍內(nèi)85以上的運營商均已選擇MPLS 做為其未來網(wǎng)絡(luò)融合后的統(tǒng)一基礎(chǔ)承載平臺。 MPLS TE 是一種網(wǎng)絡(luò)流量優(yōu)化工具，通過特定的信令協(xié)議（RSVP,CR-LDP）協(xié)商網(wǎng)絡(luò)流量參數(shù)，實現(xiàn)控制和干預(yù)MPLS 流量選路，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)流量和資源利用。MPLS TE 目前有兩種標記分配協(xié)議：RSVP 擴展和CR-LDP。RSVP 是一個比較成熟的協(xié)議，主流路由器廠家如CISCO、JUNIPER 都推薦使用RSVP

7、擴展作協(xié)議作為MPLS TE 的信令。CR-LDP 協(xié)議是對LDP 的擴展，并未得到長期的應(yīng)用，運營商缺少大規(guī)模應(yīng)用經(jīng)驗。 在MPLS TE 基礎(chǔ)上衍生出的快速重路由技術(shù)可以實現(xiàn)在沒有信令介入的情況下，由故障檢測點直接對故障鏈路流量進行重定向，恢復(fù)點即為故障點，恢復(fù)時間50ms。目前有多種快速重路由方案，兩種主流的保護方式為鏈路保護和節(jié)點保護。為簡化實施復(fù)雜度，推薦采用鏈路保護方式。第11頁，共25頁。提綱城域網(wǎng)發(fā)展與演變城域網(wǎng)相關(guān)技術(shù)城域網(wǎng)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)城域網(wǎng)路由協(xié)議第12頁，共25頁。LAN專線用戶2/3層交換機BRAS2層交換機ATM城域核心路由器MPLS CEMPLS PE

8、PADSLPPPoE用戶 Internet寬帶撥號接入業(yè)務(wù)：DSL用戶通過DSL連接到局端DSLAM，連入城域網(wǎng)ATM或以太交換網(wǎng)，終結(jié)到旁掛在匯接2/3層交換機的BRAS； LAN用戶用戶通過小區(qū)LAN連接到以太交換網(wǎng)，終結(jié)到BRAS。LANPPPoE用戶DSLAM小區(qū)交換機 Internet專線接入業(yè)務(wù)：用戶CPE通過光纖連入城域網(wǎng)以太交換網(wǎng)，終結(jié)在2/3層交換機。 MPLS三層VPN業(yè)務(wù)：用戶CE通過光纖連入城域網(wǎng)以太交換網(wǎng)絡(luò)，終結(jié)在PE路由器上。2/3層交換機不具備label-switching功能，只能由核心路由器作P路由器。 注：箭頭指向設(shè)備表示該設(shè)備三層終結(jié)或轉(zhuǎn)發(fā)，直線經(jīng)過設(shè)備表

9、示二層穿透。IP城域網(wǎng)寬帶接入網(wǎng)Chinanet城域網(wǎng)業(yè)務(wù)互聯(lián)4第13頁，共25頁。提綱城域網(wǎng)發(fā)展與演變城域網(wǎng)相關(guān)技術(shù)城域網(wǎng)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)城域網(wǎng)路由協(xié)議第14頁，共25頁。寬帶城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲模型 第15頁，共25頁。寬帶城域網(wǎng)分層模型 寬帶城域網(wǎng)按照網(wǎng)絡(luò)層次分為IP城域網(wǎng)和寬帶接入網(wǎng)。 IP城域網(wǎng)是業(yè)務(wù)控制點以上三層路由網(wǎng)絡(luò)，包括路由器、三層交換機、業(yè)務(wù)接入控制點設(shè)備。業(yè)務(wù)接入控制點設(shè)備指寬帶接入服務(wù)器（BRAS）和專線接入路由器（SR），在目前的城域網(wǎng)架構(gòu)中，SR通常由接入層3層交換機承擔。 業(yè)務(wù)接入控制點是二層網(wǎng)絡(luò)與三層網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換點，以上為三層網(wǎng)絡(luò)，即IP城域網(wǎng)，以下為二層網(wǎng)絡(luò)

10、，即寬帶接入網(wǎng)。 第16頁，共25頁。IP城域網(wǎng)層次結(jié)構(gòu) IP城域網(wǎng)包括核心層、匯接層和業(yè)務(wù)接入控制點,核心層設(shè)備通常由高性能的核心路由器組成,匯接層設(shè)備通常由高性能和較高端口密度的3層交換機或路由器組成。第17頁，共25頁。IP城域網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)（續(xù)）通常核心層采用網(wǎng)狀/半網(wǎng)狀或雙星型結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，核心層與匯聚層采用雙星型結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，匯接層和業(yè)務(wù)接入控制點之間采用雙星型結(jié)構(gòu)組網(wǎng)。 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性最高，節(jié)點之間的路由最優(yōu)，但需要較多的設(shè)備端口和中繼鏈路，適用于節(jié)點較少的核心層節(jié)點組網(wǎng)。雙星型結(jié)構(gòu)在設(shè)備端口和中繼鏈路占用較少的條件下，提供了較高的網(wǎng)絡(luò)安全性和可靠性，但邊緣節(jié)點之間的路由需要

11、核心節(jié)點中轉(zhuǎn)，適用于節(jié)點較多、核心節(jié)點和邊緣節(jié)點之間縱向流量為主的核心層與匯接層、匯接層與業(yè)務(wù)接入控制點組網(wǎng)。 部分城域網(wǎng)核心層和匯接層合并，均由路由器或三層交換機組成核心匯接層。 第18頁，共25頁。IP城域網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)（續(xù)）第19頁，共25頁。交換型城域網(wǎng)和路由型城域網(wǎng) IP城域網(wǎng)按照組網(wǎng)設(shè)備可分為路由器為主的路由型城域網(wǎng)和以三層交換機為主的交換型城域網(wǎng)2類。 路由型城域網(wǎng)的核心、匯接層采用高性能路由器組網(wǎng)，三層交換機只承擔二層匯接和三層接入功能（即業(yè)務(wù)接入控制點SR功能），BRAS直聯(lián)核心/匯接層路由器。 交換型城域網(wǎng)的核心、匯接層以三層交換機為主組網(wǎng)，三層交換機組成二層網(wǎng)絡(luò)和三層網(wǎng)絡(luò)的核

12、心，三層交換機承擔二層匯接、三層接入和三層匯接功能，BRAS直聯(lián)三層交換機。 第20頁，共25頁。提綱城域網(wǎng)發(fā)展與演變城域網(wǎng)相關(guān)技術(shù)城域網(wǎng)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)城域網(wǎng)路由協(xié)議第21頁，共25頁。城域網(wǎng)路由協(xié)議寬帶城域網(wǎng)由于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、中繼鏈路多，需要通過動態(tài)路由協(xié)議得到最優(yōu)的報文轉(zhuǎn)發(fā)路徑。寬帶城域網(wǎng)的動態(tài)路由協(xié)議分為外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP）和內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP）。 目前江蘇電信各寬帶城域網(wǎng)均具有獨立的AS號，ChinaNet骨干網(wǎng)與城域網(wǎng)出口路由器之間通過外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EBGP4交換路由信息、2臺出口路由器之間運行IBGP。 通過BGP協(xié)議，骨干網(wǎng)向城域網(wǎng)發(fā)布Internet路由、城域網(wǎng)向骨干網(wǎng)發(fā)布經(jīng)過路由匯總的城域網(wǎng)路由。 由于Internet路由條目非常多且可能產(chǎn)生路由震蕩，為減輕城域網(wǎng)出口路由器的負擔，通常在出口路由器配置只接收骨干網(wǎng)發(fā)布的默認路由。 城域網(wǎng)出口路由器發(fā)布缺省路由到IGP。 第22頁，共25頁。城域網(wǎng)路由協(xié)議（續(xù)）目前城域網(wǎng)IGP協(xié)議通常采用應(yīng)用廣泛、支持設(shè)備眾多的OSPF路由協(xié)議。 核心層、匯接層和部分業(yè)務(wù)接入控制點設(shè)備運行OSPF協(xié)議 。部分城域網(wǎng)將OSPF路由域劃分為多個AREA，在ABR和ASBR上