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1、城域网工程技术与设计 第二分公司 纪忠庆 2009年7月,1,主要内容 第一部分 城域网络简介 第二部分 城域网的以太网技术 第三部分 城域网的弹性分组环技术,2,第一部分 城域网络简介,3,城域网络定义： IP 城域网：在城市或一定地理区域范围内组建的，用于实现个人和企业用户的语音、视频、数据等多种业务接入、汇聚和转发，可独立进行管理的IP 网络平台。,第一部分 城域网络简介,4,建设业务驱动型的移动IP承载网络 业务驱动快速提供新业务支持能力，拓展业务支撑范围,开展全业务运营 成本驱动网络优化，网络融合，降低建设运营成本,网络建设立足高起点,第一部分 城域网络简介,5,多业务发展及网络需求
2、,第一部分 城域网络简介,6,IP城域网网络组织原则 在规划建设IP城域网时，为是网络层次清晰，优化网络结构，降低建设运维成本，该遵循如下原则。 城域网核心层节点数量控制在24个之间，核心点通过点对点链路或环形链路与骨干网络汇接节点连接，核心节点原则上部署在各中心局，采用网状网或不完全网状网连接； 城域网汇接层负责会及分散的业务接入点，进行数据交换。汇接层节点的数量和位置根据各本地网传输资源和业务发展情况选定。汇接层节点之间及汇接层和核心层可以采用环形拓扑。汇聚设备上下行宽带收敛比例在一定的区间内； 城域网与骨干网的互联电路可跨越行政区域的界限，按照优先考虑流量流向的原则进行设置，接入骨干网为
3、两个或两个以上节点。各城域网之间一般不设立直达中继电路； 城域网建设必须协调考虑数据网络与传输资源，目前数据业务传输容量承载，因此在进行数据网建设过程中，必须根据裸纤资源和传输资源情况，适当的引入一些汇聚接入技术，选择性价比最优的方式组网；,第一部分 城域网络简介,7,网络的层次结构 网络终期采用三层结构，即为主干层、汇聚层、接入层，建设采用分期方式，先期规划仅建设汇聚层、接入层二层结构。,第一部分 城域网络简介,8,骨干层主要面向业务范围内的各数据交换节点、关口局、长途局、一干及二干出口节点。其功能体现在网络稳定性和网络安全性，并应能提供大容量的业务调度能力和多业务传输能力，是城域网的核心部
4、分。,第一部分 城域网络简介,9,汇聚层是介于骨干层和接入层之间，对接入层上传的业务进行收容、整合，并向骨干层节点进行转接传送。是一个面向所有业务具有较强的业务汇聚能力，同时又能提供可靠、灵活、传送能力的统一传输平台，一般采用自愈环形的拓扑结构具有良好的可扩展性的层次。,第一部分 城域网络简介,10,接入层处于整个城域传送网网络结构的最底层。主要面向各类业务的接入和相关处理，它不仅是对汇聚层的很好扩展，而且在一些地域环境较为特别的地方可以进行复杂的网络拓扑，可根据业务接入的分布情况，形成多种网络拓扑，如环链混合的拓扑结构方式等。,第一部分 城域网络简介,11,第一部分 城域网络简介,12,核心
5、层 城域核心层相当于PSTN网的长途局，主要承担汇聚层设备的连接和为汇聚层网络提供数据的高速转发，同时提供本地网的高速IP数据出口，实现与IP骨干网络的互联。因此要着重考虑它的处理能力、稳定性和面对未来需要的升级能力。考虑到城域网的安全，该市本地网选择了2个核心节点和IP骨干网实现连接。 核心层设备包括核心路由器和具有三层功能的高端交换机等。设备要求具有很强的路由能力，支持ATM、POS、RPR等接口类型，但主要提供吉比特以上速率的IP接口，如POSGE等。利用传输设备的自愈功能提供网络的可靠性，而GE端口一般使用裸纤直连，少数传输设备可支持GE接口。 应支持ISIS、OSPF和BGP协议，具
6、备超过25kByte的BGP路由表处理能力，支持每秒1000条BGP路由更新，支持200个节点和3000条链路网络的IGP路由处理，支持每秒1GP2次以上状态变化。支持多播PIM-SM和MBGP等相关协议，支持基于DIFFSERV架构的QOS技术，支持MPLS-VPN技术，支持基于SNMP V1/V2/V3及MIB的网络管理，能实现MPLS、VPN、IP、QOS等业务功能。,第一部分 城域网络简介,13,汇聚层 BRAS是面向宽带网络应用的业务接入网关，相当于PSTN网的网关局，是宽带网络实现可运营、可管理、可增值的最重要部分。支持PPPOE和DHCP两种基本的地址管理和用户接入控制方式，支持
7、标准的RADIUS认证、授权和计费协议。支持IGMP Proxy、PIM-SM和IGMP Snooping功能，支持基于RADIUS协议和单个用户的Qos控制，支持VPDN技术，支持1483Route和1483Brige协议。 综合考虑了用户数量、网络结构、承诺带宽带等因素，采用集中和分散相结合的方式设置BRAS。一方面，BRAS用户数量配置不会太小，避免BRAS设备的数量过多、太分散，增加维护管理的难度、增加投资；另一方面也不会太大，以避免增加单点故障的影响、增加设备的负担、增大二层网络的规模。,第一部分 城域网络简介,14,接入层 根据技术成熟和业务开展情况来看，目前运营商能为用户提供的宽
8、带接入业务主要有ADSL、VDSL、LAN和WLAN等。对于各种接入技术，我们正确认识了各自优、缺点合适应用环境的基础上，做到多种接入技术合理定位、相互补充、综合应用、协调发展。近期坚持以介入位主要方式，LAN、WLAN、VDSL接入为辅，并建设综合接入的原则。,第一部分 城域网络简介,15,第一部分 城域网络简介,16,第一部分 城域网络简介,17,认证计费系统 DHCP+Web方式不需要用户安装专门的客户端软件，在以太网接入中有一些应用，目前已在WLAN工程中采用。802.1x是一种基于端口的用户的访问机制，其成本低、良好的业务连续性和扩充性及较高的安全性和灵活性适合于校园网中应用。各种宽
9、带接入方式都考虑支持基于MAC地址、基于IP地址、基于TCP/CDP端口号或基于VLAN的流过滤功能，确保用户的管理、控制、计费信息的采集、安全。 为了方便开展业务，我们使用的BRAS也能够支持多种接入方式，同时支持PPPOE和DHCP+Web接入方式，支持DHCP Relay和DHCP Proxy功能。同时，应积极推广支持多种认证方式且具备自动识别功能的客户端软件的应用，以增加用户使用的便利性，实现网络建设是不通过认证方式的灵活选择。,第一部分 城域网络简介,18,路由器 路由器的GE、POS、EI、ATM等端口通常用于路由器和路由器之间互连，每条互联链路分配4个IP地址。其中第2个IP用于
10、本路由器互联端口，第3个IP用于对对端路由器互联端口。路由器的FE端口通常用于下挂交换机，每个FE端口分配1个IP地址。路由器的CONSOLE和AUX端口用于网络管理信息的输入输出，一般分配1个公有地址或1个私有地址。路由器的LOOPBACK端口是一个虚拟端口，主要用于动态路由协议的设置，每个端口分配1个IP。,第一部分 城域网络简介,19,交换机 交换机的以太网端口本身不需要IP地址，分配给交换机以太网IP地址是给奇侠挂的网络设备使用的，每个VLAN的IP地址需求为该VLAN分配的IP地址段为2N。其中一个IP地址用于Default Gateway,其它IP地址用于各端口下挂的设备。交换机的
11、CONSOLE端口通常用于网络管理信息的输入和输出。可根据实际情况分配或1个私有地址。CISCO交换机还有一个专门的虚拟网络口SCO和SLO，可跟据管理需要分配1个IP地址。每个LOOKBACK端口分配一个IP。,第一部分 城域网络简介,20,用户IP地址分配 应根据用户网络的子网数、主机数及网络发展情况进行分配。地址数量按用户IP地址的利用率初期至少达到50%，1年内达到80%一是那个原则确定；用户网络必须支持CIDR和VLSM，用户网络不能以网络不支持CIDR和VLSM技术为由要求更多的IP地址，对应于主机数少于127的一般采用子网地址方式进行分配，根据用户网络设计的主机数量确定子网掩码，
12、子网划分方法严格按照RFC1878建议的要求，对用户网络要审核网络规模，首先要保证用户网络中主机如DNS Server、Mail Server、Web Server能够使用合法地址，对于以上网浏览为主的终端设备，建议采用NAT转换技术，一般考虑地址与计算机终端数量1：10分配。,第一部分 城域网络简介,21,第一部分 城域网络简介,22,城域网建设经验和思路 在具体城域网建设工程中，个营运商应根据自身的情况，选择合适的技术产品和建设规模，分阶段，分步骤地建设城域网络。下面以某个中型城市新进入的运营建设成语网络为例，从网络建设的各个方面来讨论城域网的建设。,第一部分 城域网络简介,23,从网络层
13、次来看，一般来说，典型的城域网分为骨干层，汇聚层和接入层三个网络层面，层次分明，便于业务开展和扩张，但也带来投资大和设备多的问题。往往可以简化层次，合并设备。初期可以考虑将骨干层和汇聚层合一，总之以业务为建设导向，并有一定发展余量。,第一部分 城域网络简介,24,在设备具体配置方面，可先根据有业务预测，并故语音和数据方面的需求，先上迫切需要的板卡。具体来说城市规模较小或没有交换节点时，考虑上主要通过以太网板卡发展数据业务，可通过透传至会骨干节点等方式来解决、同时在设备上留下扩展空间，随着业务的发展逐渐曾加网络建设投入。在网络节点设置，网络布局方面，应该充分考虑IP网，话音，乃至3G等业务分布情
14、况，结合本地地理，人文环境，城市规划，其他运营商等，综合考虑，来确定网络节点拓扑结构，并不可拘束于环形网的形式，必要时可以先建设1+1链路。,第一部分 城域网络简介,25,除了考虑组网之外，选择网络设备时还要注意设备的升级业务提供能力。带宽城域网的设备点多面广，网管和测试等辅助能力的需要严格，这就要求设备必须具有很好的后续支持能力。同时，带宽网的未来技术发展具有不确定性，难以准确预测哪种产品形态和建网思路符合和未来发展，因此在设备选择时。必须考察厂家的总和技术能力，服务能力和持续改进能力，从这一意义上说，选择主流技术和实力厂家也是建设可扩展，能持续发展的带宽城域网的重要环节。 另外，在光缆管道
15、等方面，各地运营商应结合投入资金，在本地其他运营商网络还有城市建设具体情况下自采自建，买，租结合的方式，以节省投资，完善网络。,第一部分 城域网络简介,26,城域网的发展 在将来的城域网建设中，应该循序渐进，一线满足目前需要为主，着眼长远发展，组不完善现有网络结构，随着业务需求增加，完善各层架构。具体来说，在骨干层可采用大容量交叉系统和城域波分系统，超大城市核心层面，可以在骨干传输节点建立全网状光纤连接或虚拟波长连接，各主干环网之间的“网状网”，采用分布式恢复算法进行保护。也就是在各汇聚层面均为环网的高一级层面建立网状网恢复。将数据接入节点（IP路由器，核心节点交换机等）下放到次节点形成环路，
16、汇聚层和接入层应采用环网结构，可以根据业务类型选择SDH或RPR技术，并根据业务发展调整网络结构和电路配置。,第一部分 城域网络简介,27,IP化演进,第一部分 城域网络简介,28,第二部分 城域网的以太网技术,29,前言 以太网是当今应用最广泛的局域网技术,第二部分 城域网的以太网技术,30,学习指南 理解以太网技术原理，可以遵循两个逻辑：以太网设备的发展和链路物理介质速率提升,第二部分 城域网的以太网技术,31,参考资料 IEEE802.3 IEEE802.3u IEEE802.3z IEEE802.3ab IEEE802.3ae,第二部分 城域网的以太网技术,32,目标 学习完此课程，您将会： 了解以太网相关标准 掌握以太网技术原理和发展过程,第二部分 城域网的以太网技术,33,内容介绍 第1章 以太网相关标准 第2章 以太网技术原理,第二部分 城域网的以太网技术,34,以太网的诞生 以太网最初是由Xerox公司开发的一种基带局域网技术，使用同轴电缆作为网络媒体，采用载波多路访问和碰撞检测（CSMA/CD）机制,数据传输速率达到10Mbps。 以太网被设计用来满
