ip城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與應(yīng)用設(shè)計(jì)-wenkub

　

【正文】 帶網(wǎng)。城域網(wǎng)可以同時(shí)支持?jǐn)?shù)據(jù)和聲音的傳輸，甚至可以和當(dāng)?shù)赜芯€電視連連通起來。在此，依據(jù)前期國內(nèi)的工程經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了本地網(wǎng)級別的城域數(shù)據(jù)網(wǎng)的建設(shè)特點(diǎn)和規(guī)律。尤其是老字號(hào)通信旗幟 —— 南電信、北網(wǎng)通在 2021 年到 2021 年期間，一方面改造原有的窄帶接入網(wǎng)絡(luò)，整合 FR， DDN 和 163/169 撥號(hào)接入網(wǎng)絡(luò)；另一方面基于 ATM 骨干網(wǎng)整合建設(shè)新的數(shù)據(jù)網(wǎng)，并延伸了城域網(wǎng)的概念，在 IP 領(lǐng)域引入大城域網(wǎng)概念，擴(kuò)大 IP 管理和接入域。 本文簡要研究了寬帶網(wǎng)的層次性結(jié)構(gòu)：骨干層、匯聚層、接入層。IP 城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與應(yīng)用設(shè)計(jì) 1 摘 要 寬帶 IP 城 域 網(wǎng)是采用 TCP/IP 協(xié)議互聯(lián)起來的，以電信網(wǎng)的可管理性、可擴(kuò)充性為 基礎(chǔ)，在城市的范圍內(nèi)匯聚寬、窄帶用戶的接入，面向滿足集團(tuán)用戶 (政府、企業(yè)等 )個(gè)人用戶對各種寬帶多媒體業(yè)務(wù) (互聯(lián)網(wǎng)訪問、虛擬專網(wǎng)等 )需求的綜合寬帶網(wǎng)。 平谷寬帶 IP 城域數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)涉及的主要技術(shù)包括：用戶接入技術(shù)、 IP 傳輸技術(shù)、 IP 路由技術(shù)及 IP 地址分配與管理等。在這個(gè)前提下，承前啟后的城域數(shù)據(jù)網(wǎng)的規(guī)劃工程以本地網(wǎng)為單位先后啟動(dòng)。以此為城域數(shù)據(jù)網(wǎng)的建設(shè)提供參考和建議 [1]。城域網(wǎng)的設(shè)計(jì)，可以拓展到整個(gè)城市的各個(gè)角落。 IP 城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與應(yīng)用設(shè)計(jì) 6 隨著 數(shù) 據(jù) 通信業(yè)務(wù)的日益增長，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)成為電信運(yùn)營商的新的利潤增長點(diǎn)。 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、多媒體通信網(wǎng)發(fā)展迅速，相繼建成了覆蓋各地州市 的 ATM 寬帶 網(wǎng) ，并開展了 IP 寬帶 網(wǎng) 城域 網(wǎng) 的 建設(shè)。 技術(shù)分析。 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展展望。其中在傳輸?shù)幕A(chǔ)上，以寬帶數(shù)據(jù)設(shè)備疊置組建的城域數(shù)據(jù)網(wǎng)是基于寬帶技術(shù)，以電信網(wǎng)絡(luò)的可管理性、可擴(kuò)充性為基礎(chǔ)，在城市范圍內(nèi)匯聚寬帶、窄帶用戶的接入，面向滿足集團(tuán)用戶（政府、企業(yè)等）、個(gè)人用戶對各種寬帶多媒體業(yè)務(wù)（互聯(lián)網(wǎng)訪問、需擬專用網(wǎng)等）需求的綜合寬帶網(wǎng)絡(luò)，是電信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，向上與骨干網(wǎng)絡(luò)相連 [2]。如傳統(tǒng)的 IP業(yè)務(wù)（ 、 FTP、 Web 等）。 業(yè)務(wù)： 利用電子郵件技術(shù)，應(yīng)用于接受信件、發(fā)送信件、文件轉(zhuǎn)發(fā)等。主要應(yīng)用于內(nèi)聯(lián)網(wǎng)互連、外聯(lián)網(wǎng)互連、遠(yuǎn)程用戶接入等。 IP 城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與應(yīng)用設(shè)計(jì) 9 多媒體會(huì) 議業(yè)務(wù) : 基于 TCP/IP 的會(huì)議業(yè)務(wù)，可應(yīng)用于：虛擬專網(wǎng)中的多媒體會(huì)議業(yè)務(wù)、公眾多點(diǎn)多媒體會(huì)議業(yè)務(wù)等。 帶寬和波長出租業(yè)務(wù)主要包括： （ 1） 專線傳輸：提供 Nx64K、第 2 章 城域網(wǎng)技術(shù)簡介 2M 不等速率通道； （ 2） IP 傳送業(yè)務(wù)：提供二層 VPN 服務(wù)，如以臺(tái)透傳、 ATMPVC 等。核心層與匯聚層合設(shè)的基本原則為：寬帶用戶數(shù)小于 10000 戶、窄帶用戶數(shù)小于 30000 戶和城域網(wǎng)覆蓋半徑小于 60 公里；反之核心層與匯聚層分設(shè) [4]。 （ 3）接入層 是直接面對用戶的一個(gè)層面。 IP over ATM IP over ATM 的基本原 理和工作方式為：將 IP 數(shù)據(jù)包在 ATM 層全部封裝為 ATM信元，以 ATM 信元形式在信道中傳輸。 實(shí)現(xiàn) IPoverATM， 把相應(yīng)的解決方案分為兩種模型：重疊模 型和集成模型。 （ 4）對其它幾種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如 IPX 等能提供支持。 IP 和 ATM 基于完全不用的協(xié)議體系（無連接和基于連接），它們都有其各自的地址模型、路由協(xié)議、信令協(xié)議和資源分配方案。 （ 6）由于 ATM SAR 限制了接口的帶寬，目前 ATM 接口最大帶。 支持 IPoverSDH 技術(shù)的協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)和草案主要有： ● PPP 協(xié)議 ● 簡化的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議（ SDL） IP over SDH 具有以下特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)： （ 1）對 IP 路由的支持能力強(qiáng)，具有很高的 IP 傳輸效率。 缺點(diǎn)： （ 1）僅對 IP 業(yè)務(wù)提供好的支持，不適于多業(yè)務(wù)平臺(tái)。 基于第 3/4 層交換的城域網(wǎng)和局域網(wǎng)解決方案的設(shè)計(jì)前提是基于策略的聯(lián)網(wǎng)，它對于有效管理一體化網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要，而且交換機(jī)性能在使用、實(shí)施或跟蹤策略時(shí)不能降低。 DWDM（密集波分復(fù)用）一般峰值波長在 1～ 10nm 量級的 WDM 系統(tǒng)稱為 DWDM。 目前，在局域網(wǎng)中主要采用千兆以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)，此種格式下報(bào)頭包含的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息不多，但由于沒有使用一些造價(jià)昂貴的再生設(shè)備，因而成本相對較低。目前利用光纖或者無線的方式，通過 ATM 或者純 IP 的技術(shù)已經(jīng)解決了寬帶接入到用戶所在的社區(qū)，包括一些用戶相對集中的地方，例如酒店、辦公寫字樓等。 ADSL 在一對銅線上支持行速率 640Kbps，下行速率可達(dá) 68Mbps，有效傳輸距離為35 公里。 FTTx+LAN FTTX+LAN 是一種利用光纖 +5 類線方式實(shí)現(xiàn)“千兆到小區(qū)、百兆到大樓、十兆到家庭”的寬帶接入方案，小區(qū)內(nèi)的交換機(jī)和局端交換機(jī)以光纖相連，小區(qū)內(nèi)采用綜合布線，用戶上網(wǎng)速率可達(dá) 10M/100Mbps，網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性強(qiáng)，投資規(guī)模小。 對于房產(chǎn)開發(fā)商整體開發(fā)的在建或待建的居民住宅小區(qū)，電信局采取與房產(chǎn)商合作的形式，共同建設(shè)信息化小區(qū)。 FTTX+LAN 接入方式的特點(diǎn)： 傳輸帶寬（提供 100 兆到大樓、 10 兆到桌面的高速接入）； 提供各種多媒體服務(wù)； 24 小時(shí)隨意上網(wǎng) ,不受時(shí)間限制； 全新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ,無需使用電話線； 結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便； 可靠性和安全性高、擴(kuò)展性強(qiáng)； FTTX+LAN 接入方式可以提供的服務(wù)： 擁有高帶寬 INTERNET 接口，為用戶提供高速上網(wǎng)； 電子商務(wù)； 提供遠(yuǎn)程多點(diǎn)電視會(huì)議、遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等 業(yè)務(wù)； 視頻點(diǎn)播（ VOD），充足的片源、足夠的帶寬、滿意的效果； IP 城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與應(yīng)用設(shè)計(jì) 15 小區(qū)物業(yè)自動(dòng)化管理（三表抄送、門禁管理 ...）； 組建大用戶 VPN，提供帶寬出租，組建寬帶虛擬局域網(wǎng)。 HomePNA 主要面向高速 Inter 接入 ， LAN 互連等應(yīng)用 Phone line Networking （電話線組網(wǎng)）是目前組網(wǎng)的一種方式。 HomePNA 特點(diǎn)： ? 速度快 HomePNA 的接入速率上下行 1Mbps() / 10Mbps（ )。 ? 共享上網(wǎng) 有的家庭有多臺(tái) PC 機(jī)或便攜式，使用我們的 HomePNA 控制卡可以實(shí)現(xiàn)，公司，家庭內(nèi)部共享和 Inter 共享。 HomePNA 國際標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)是 HomeNet 的解決方案之一。利用現(xiàn)有的有線電視線纜基礎(chǔ)，對有線電視網(wǎng)進(jìn)行雙向和擴(kuò)頻改造，將家庭用戶的計(jì)算機(jī)通過有線電視網(wǎng)接入 Inter。用戶首要定位在各種大客戶，主要有政府機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位、醫(yī)療部門、教育部門等行業(yè)和部門。網(wǎng)絡(luò)根據(jù)功能劃分為三層：骨干核心層、業(yè)務(wù)匯聚層和業(yè)務(wù)接入層。技術(shù)透明度較高、有很好的信譽(yù)、技術(shù)解決方案較完善、網(wǎng)管和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備便于維護(hù)充分考慮網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的先進(jìn)性和成熟性。以市場調(diào)查和市場需求為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的導(dǎo)向。 雖然一期工程的節(jié)點(diǎn)數(shù)少，但必需考慮二期工程中眾多分節(jié)點(diǎn)的接入，而且還要留下充足的余量為以后增加分節(jié)點(diǎn)數(shù)量。 首先，該網(wǎng)絡(luò)是一個(gè) IP 網(wǎng)絡(luò)，以順應(yīng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，提供對絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)即 IP 業(yè)務(wù)的直接支持。 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的技術(shù)要求 根據(jù)上述總體要求，在技術(shù)上必須提供相應(yīng)的支持和保證。 適合大型、高速寬帶網(wǎng)絡(luò)和下一代因特網(wǎng)的特征，提供高速路由查找和包轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制 ； 4. 帶寬優(yōu)化。 主干層網(wǎng)絡(luò)承載能力 主干網(wǎng)絡(luò)中路由器 /交換機(jī)設(shè)備相互連接的帶寬為 622Mbps,并具備升級至 10Gbps的連接能力。 （ 1） 鏈路冗余。這種高速的網(wǎng)絡(luò)自愈特性應(yīng)可以保證不會(huì)引起 IP 路由的重新計(jì)算，不會(huì)引起業(yè)務(wù)的瞬間質(zhì)量惡化，更不會(huì)引起業(yè)務(wù)的中斷。系統(tǒng)具備 %以上的可用性。切換時(shí)間小于 3 秒，以保證大部分 IP 應(yīng)用不會(huì)出現(xiàn)超時(shí)錯(cuò)誤。 擁塞控制與服務(wù)質(zhì)量保障 擁塞控制和服務(wù)質(zhì)量保障 (QoS)是公眾服務(wù)網(wǎng)的重要品質(zhì)。當(dāng)用戶終端不提供業(yè)務(wù)分類信息時(shí)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)根據(jù)用戶所在網(wǎng)段、應(yīng)用類型、流量大小等自動(dòng)對業(yè)務(wù)進(jìn)行分類。 （ 3） 隊(duì)列機(jī)制。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)具備先進(jìn)的技術(shù)，在網(wǎng)路出現(xiàn) 擁塞前就自動(dòng)采取適當(dāng)?shù)拇胧M(jìn)行先期擁塞控制，避免瞬間大量的丟包現(xiàn)象。 （ 1） 交換容量擴(kuò)展。 （ 3） 主干帶寬擴(kuò)展。 （ 2） 支持 RIP、 RIPv OSPF、 IGRP、 ISIS 等多種國際標(biāo)準(zhǔn)的路由協(xié)議。 網(wǎng)絡(luò)管理與安全體系 （ 1） 支持整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)管理。 （ 5） 支持安全監(jiān)控和控制機(jī)制，當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在安全漏洞和遭到攻擊時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知網(wǎng)絡(luò)管理人員，并應(yīng)自動(dòng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┯枰员Ｗo(hù)。 最高傳輸速率為 1Gbps，與以太網(wǎng)技術(shù)、快速以太網(wǎng)技術(shù)向下兼容。 采用高速光纖傳輸，以點(diǎn)對點(diǎn)方式提供從 STM1 到 STM64 甚至更高的傳輸速率。這種技術(shù)提供了帶寬使用的高效率、服務(wù)類別的豐富性以及網(wǎng)絡(luò)的高級自愈功能，從而在現(xiàn)有的一些解決方案基礎(chǔ)上 ，為網(wǎng)絡(luò)營運(yùn)商提供了性能價(jià)格比極好和功能極其豐富的更先進(jìn)的解決方案。 動(dòng)態(tài) IP 光纖傳輸技術(shù) (DPT) 動(dòng)態(tài) IP 光纖傳輸技術(shù) (DPT)，即 Dynamic Packet Transport， 采用了一種全新的機(jī)制，在光纖上直接傳輸 IP 包，而其 MAC 層地址采用空間復(fù)用 MAC 地址。 圖 為了區(qū)分兩個(gè)環(huán)，不妨將一個(gè)叫作內(nèi)環(huán)，另一個(gè)叫作 外環(huán)。同時(shí)，由于控制信號(hào)不受數(shù)據(jù)流干擾 (例如排隊(duì)、突發(fā)擁塞等 )，能夠快速傳輸，從而為帶寬的進(jìn)一步優(yōu)化和網(wǎng)絡(luò)的高速自愈提供了保障 [14]。 ? 公平機(jī)制：所有節(jié)點(diǎn)對帶寬具有同等的控制權(quán)，從而為帶寬的統(tǒng)計(jì)復(fù)用提供了最佳的保障。千兆以太網(wǎng)技術(shù)的主干可靠性一般由所謂的 TRUNK 技術(shù) (在Cisco 即 GEC 技術(shù) )來提供，不僅耗費(fèi)更多的端口，而且在切換時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)自愈等方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能用足光纖網(wǎng)絡(luò)的潛力，不能滿足大型營運(yùn)級 IP 網(wǎng)絡(luò)的要求。 表 1 技術(shù)特點(diǎn)比較 DPT POS ATM GE 可靠性 高 高 中 低 彈性和可擴(kuò)展性 高 高 高 低 帶寬使用效率 高 中 低 中 性價(jià)比 小型網(wǎng)絡(luò) 低 中 低 高 大型網(wǎng)絡(luò) 高 中 低 低 IP 城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與應(yīng)用設(shè)計(jì) 26 網(wǎng)絡(luò)主干拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 根據(jù)網(wǎng) 絡(luò)的層次化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)的主干采用 Cisco 動(dòng)態(tài) IP 光纖傳輸技術(shù) DPT。 網(wǎng)絡(luò)接入結(jié)構(gòu) 以骨干網(wǎng)絡(luò)中的骨干設(shè)備為中心，外圍接入信息匯聚點(diǎn)。接入?yún)R聚點(diǎn)主要負(fù)責(zé)終結(jié)各種網(wǎng)絡(luò)接入，通過 Ether 提供高速專線接入。根據(jù)接入骨干節(jié)點(diǎn)的各 區(qū) 分節(jié)點(diǎn)的數(shù)量做出如下 IP 地址分配： 使用私有 IP 地址，每個(gè)骨干節(jié)點(diǎn)的 IP 地址分配如下： 廣電局中心骨干節(jié)點(diǎn) 分配 8 個(gè) C 類 IP 地址； 個(gè)私營骨干節(jié)點(diǎn) 分配 8 個(gè) C 類 IP 地址； 區(qū) 醫(yī)院骨干節(jié)點(diǎn) 分配 4 個(gè) C 類 IP 地址； 區(qū) 政府骨干節(jié)點(diǎn) 分配 4 個(gè) C 類 IP 地址； 區(qū)教 委骨干節(jié)點(diǎn) 分配 4 個(gè) C 類 IP 地址； 各區(qū)分節(jié)點(diǎn)根據(jù)應(yīng)用的不同，規(guī)劃 IP 掩碼分成不同的子網(wǎng)用于金融 VPN、視頻會(huì) 議、遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等。這樣，它不僅利用了現(xiàn)有工具和設(shè)備中內(nèi)置的管理數(shù)據(jù)資源，同時(shí)為大型、快速變化的企業(yè)網(wǎng)IP 城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與應(yīng)用設(shè)計(jì) 28 絡(luò)提供新的網(wǎng)絡(luò)管理工具 [15]。 （ 2） CWSI Campus： CWSI 承襲了 CiscoWorks for Switched Interworks 的功能。 （ 4） 插入式模塊： CiscoWorks2021 系列產(chǎn)品提供的開放設(shè)計(jì)使 Cisco 可迅速增強(qiáng)產(chǎn)品功能以滿足客戶不斷變化的需求。 骨干路由器作為骨干網(wǎng)上的核心節(jié)點(diǎn)直接接入 DPT 環(huán)中。 金融業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò) VPN； VPN 在表面上是一種聯(lián)網(wǎng)的方式，比起專線網(wǎng)絡(luò)來，它具有許多優(yōu)點(diǎn)。這種隧道技術(shù)使用點(diǎn)對點(diǎn)通信協(xié)議代替了交換連接，通過路由網(wǎng)絡(luò)來連接數(shù)據(jù)地址。 VPN 是一個(gè)虛擬的網(wǎng)，其重要的意義在于 虛擬 和 專用 。 網(wǎng)上視頻會(huì)議； 從會(huì)議電視技術(shù)發(fā)展的歷史來看，目前，會(huì)議電視系統(tǒng) 的建立可以依據(jù) ITUT 的兩大框架建議 和 來進(jìn)行，從而形成兩種不同的建設(shè)方案。這是通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和多媒體技術(shù)飛 速發(fā)展和日益融合所帶來的必然趨勢。 IPV6 的融合 隨著互聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭， IPv4 已經(jīng)難以滿足需要，未來網(wǎng)絡(luò)支持 IPV基于IPV6 已經(jīng)提上日程。 IPv6 繼承了 IPv4 的 DHCP 自動(dòng)配置服務(wù)。 （ 4） IPv6 支持組播功能，能可同時(shí)傳遞數(shù)據(jù)給大量的用戶 ，傳遞過程只會(huì)占有一些公共或?qū)Ｓ脦掗_銷而不會(huì)浪費(fèi)帶寬在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)里廣播。目前 IETF 正在確定兩種方法來完成這種轉(zhuǎn)換處理：隧道技術(shù)和雙協(xié)議棧技術(shù)。 IP 城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與應(yīng)用設(shè)計(jì) 32 核心網(wǎng)絡(luò)向全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展 城域數(shù)據(jù)網(wǎng)的發(fā)展方向?qū)⑹菍?shí)現(xiàn)光層連網(wǎng)（靠光層面上的波長連接來實(shí)現(xiàn)）， ITUT稱光連網(wǎng)為光傳送網(wǎng)，規(guī)定由一組可以為客戶層信 號(hào)提供主要在光域上進(jìn)行傳送、復(fù)用、選路