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1、中国移动IP化及IP专网站点接入方案中国移动通信研究院2010-09目录中国移动IP化IP化驱动力IP化进程IP专网站点接入方案IP化技术的实质IP是一种分组交换、统计复用的技术,来源于互联网,是互联网的最基础技术一种存储转发交换方式用户的报文划分成分组,以分组为单位进行存储转发实质:TDM电路交换-分组交换交换到路由,全部一个平面寻址体系方式变化专用通道 复用通道TDM的时序系统 存储转发的异步系统无极交换,可实现全球互联机制简单,处理高效资源复用,可动调整IP给网络带来的变化注意保密IP化促进网络融合IP化对中国移动的意义1网络融合能力3面向未来的演进能力媒体数据4固定移动IP语音电信2广
2、播互联网低成本,简洁IP转发提高了效率,降低设备成本面向未来,延长设备生命周期新业务支持能力支持带宽弹性,突发型的数据业务支持大带宽的多媒体业务多种网络都走向IP化,IP成为网络融合互通的基础,促进三网融合未来网络构架在全IP基础上,IP化是现有网络向未来网络演进的前提TDM based CSSAEIMS内部资料三网融合CS/IMS融合2G/TD融合目录中国移动IP化IP化驱动力IP化进程IP专网站点接入方案业务平台IP化RANLC信令网网络IP化的领域专线接入PSTN/PLMNIT支撑系统MMSWeb SVRWAP GW第3方应用业务网Content ServiceComputerWDM/D
3、WDMSDH同步网SMSCSMSBSSBSCPCUBTSBTS企业用户个人用户LMDS业务管理SMS-GWSCPINIP专网传送网GGSNSS7信令网HLR软交换汇接网TMSSTMGMSC核心网 STPGSM TDM汇接网GMSCTMSCSTPSTP控制层承载层NodeBNodeBWLANRNC2G BSS接入网 IP化 终端和卡3G RANIP化CMNet传送网面向IP平台LCSIP化GPRS交换网IP化SGSN内内来看城域数据网规模较小彩彩铃IP化:已完成试点,现网正在改造电电路域:网内逐渐IP化,TDM仅存边缘信信令网:基于TDM承载,省际层面和省内层CM-IMS域域和PS域:全IP化网
4、络面面按需引入新平台STPIPIP专网承载软交换业务,包括Mc接口、Nc接口口和Nb接口IPIP专网承载Gb接口、Iu-CS/Iu-PS接口、IMS以汇汇聚/接入层采用SDH/MSTP传传输部部分省份已建设了城域数据网,从全国范围接入网 GSMTD-SCDMA:Iub/Iu-CS接口基于ATM承TD-SCDMA载载,Iu-PS接口全部IP化核核心层以上主要采用IP over WDM架构用户集团支撑网业务网核心网CMNMSSMGWMISR4软交换网OSS分组域ePDG S-GWP-GW MMEGGSN SGSNTD-SCDMA/HSPA(TDD)个人IP专网省际/省内干线BSS信令网CMNET承
5、载网传送网城域网NG-PONWLAN家庭FiberTD-LTECable城域数据/传送网心层以上主要采用IP over WDM架构聚/接入层采用SDH/MSTP 输分省份已建设了城域数据网,从全国范围来看城域数据网规模较小接入网GSM:Abis接口、A接口基于TDM承载,Gb接接口IP化正在部署 内部资料 注意保密Iub/Iu-CS接口基于ATM承,Iu-PS接口全部IP化铃IP化:已完成试点,现网正在改造NGCC:广州和南方基地新建IP化平台核心网路域:网内逐渐IP化,TDM仅存边缘令网:基于TDM承载,省际层面和省内层按需引入新平台STP承载网专网承载软交换业务,包括Mc接口、Nc接和Nb
6、接口专网承载Gb接口、Iu-CS/Iu-PS接口、IMS以及IP化化的NGCC和彩铃平台CMNET承承载PS域业务,包括Gn接口和Gi接口网络IP化发展现状业务网接入网IP化IP化能够大大提高设备整机吞吐量,节省接口硬件成本和电路传输成本。我公司自08年开始实施无线接入网络IP化,截至目前在国际上处于领先地位。BSCBTSP-GWE-NB2G3GLTEGbIu-CSAPCUAbisIu-PSRNCNodeB IubS1X2Gb接口IP化同厂家现网试点制定A接口IP化国际标准Iu-PS接口IP化商用2008CSMSCMGWGb接口IP化商用A接口IP化实验室测试Iu-CS IP化二阶段试点Iub
7、 IP化二阶段试点,局部现网试商用LTE规模试验2010SAES-GWMMEGb接口IP化异厂家现网试点Abis IP化实验室测试Iu-CS IP化实验室测试及一阶段现网试点Iub IP化实验室测试及一阶段现网试点2009PSGGSNSGSNMSC MGW内部资料注意保密接入网IP化2GAbisBTSCS CoreHLRIP BackboneSGSN GGSNABSC GbGbAAbis现状:现网已商用(10年新建网络)驱动力:有利于MSC POOL规模部署,并有利于2/3G融合组网;IP化后可减少编解码转换次数,提升语音质量现状:已完成中兴/华为/爱立信/摩托4个核心网&无线网厂家的同厂家测
8、试现状:已完成实验室测试A接口:完成实验室异厂家测试及现网试点A接口IP化实验室测试情况及结论试点对A接口IP化的基本功能、协议一致性、TrFO功能、SCTP/M3UA协议及IP化功能进行了测试。测试中发现4处潜在问题,均已提供软件补丁或补丁计划解决相关问题,现已具备现网试点条件下一步工作计划 Gb:完成新建及扩容的SGSN与BSC/PCU的Gb 接口IP化建设。对于现有SGSN与BSC/PCU设备,综合考虑各种因素,逐步开展Gb接口IP化改造。驱动力:有利于今后SGSN Pool的部署,提高网络可靠性Iu-CS IP化二阶段现网试点结论Iub IP化二阶段现网试点结论试点对Iu-CS IP化
9、的业务回归、IP化功能、组网可靠性、业务质量及长时间(至少两周)稳定性进行了测试。测试发现了7处问题,各厂家均已提供软件补丁或补丁计划解决,已具备现网引入条件。试点对Iub IP化的业务回归、IP化功能、业务质量及长时间(至少两周)稳定性进行了测试。测试发现部分厂家RNC暂不支持跨板卡负荷分担功能外,其它测试结果均满足测试规范要求,已具备现网引入条件。IubBTSHLRCS CoreMSC MGWGGSNSGSNIP BackboneIu-CSBSC Iu-PS接入网IP化TD-SCDMA驱动力:有利于今后SGSN Pool及Direct Tunnel的部署Iu-PS现状:自08年(TD二期)
10、现网已商用,并已完成全网改造驱动力:有利于MSC POOL规模部署,有利于2/3G融合组网;Iu-CS现状:已完成两地市两核心网&无线网同厂家的IP化一阶段试点,及十地市三个核心网&三个无线网厂家的IP化二阶段试点驱动力:有利于1588v2的部署,解决GPS安装难的问题Iub现状:已完成五地市四TD厂家基于MSTP/PTN承载的IP化一阶段试点,及六地市三TD厂家基于PTN承载的IP化二阶段试点下一步工作计划 Iu-CS:完成新建及扩容RNC、软交换端局的Iu-CS接口IP化建设。对于不需扩容的现网RNC、及软交换端局,综合考虑各种因素,逐步开展Iu-CS接口IP化改造。 内部资料 注意保密
11、Iub:完成新建TD基站的IP化建设,并逐步实施对现有TD基站的Iub接口IP化改造。SGW接入网IP化LTEMPLS-TPMMESGWeNBCEPTNCEPTNMMESGWeNBIP RAN内部资料MME注意保密eNBLTE网络架构eNodeBeNodeBeNodeBX2EPCS-GWS1-CPDN-GWMMES-GWS1-UCNRAN现状:已完成LTE大规模试验实验室测试中eNB承载的多厂家测试测试情况及总结:大部分厂家对eNB承载IP化功能支持良好,满足基本IP化需求厂家普遍只支持对eNB地址动态分配协议,而IP地址仍由网管预先配置下一步工作计划进行LTE大规模试验eNB承载外场测试确定
12、LTE回传承载方案,并进行测试制定LTE承载总体技术要求和测试规范需重点关注事项LTE回传方案选择LTE基于全IP架构,信令和媒体面都由IP承载内部资料注意保密核心网IP化电路域积极、稳妥地推进扁平化网络结构MSSMGWMSSMGWTMGTMGMSSMGWMSSMGW核心网IP化前媒体面两级结构TMSS TMSS核心网IP化后,引入CMN,媒体面一级结构TMSS/CMNTDM/G.711IP/AMR2TDM资源向网络边缘迁移汇接局:2005年开始汇接局IP化改造,引入华为平面;2009年西门子TDM平面全部退网,汇接局IP化改造全部完成端局:2005年底开始端局IP化改造;目前端局IP化改造已
13、达到90%以上HSTPDRA信令网IP化:在现有TDM信令网中引入IP承载,原有网络结构不变。信令IP化:信令网中引入IP信令和IP信令转接点。承载MAP/CAP现有信令网存在主要问题:TDM链路带宽受限,面临较大网络调整。部分省HSTP之间、 HSTP-LSTP之间、LSTP之间已达到TDM链路带宽上限(16条2M链路),后续若不能满足需求,将面临较大网络调整;IP承载可提升链路带宽,满足较长时期业务需求,利于网络稳定。省际层面省内层面省际层面HSTP省内层面STP-SP之间信令接口IP化TDM信令网HSTPHSTPHSTPLSTPLSTPHLRMSCMSSSCPSMSCHSTPSTP-ST
14、P之间信令接口IP化HSTP信令承载IP化HSTP HSTPLSTPLSTPHLRMSCSCPSMSCMSS引入新平台STP省际层面省内层面HSTPHSTPLSTPLSTP引入DiameterDRADRAMSSSCPSMSC HSS MME PCEF PCRF转接节点。CSHSTP信令本身IP化DRA SAE积极推进信令网IP化技术研究完成信令网体制、新平台STP设备规范、接口IP化规范、测试规范等大力开展实验室测试(2006年-2008年)涉及11个厂家6类网元24个设备。现网试点方案(2010年启动)分省内、省际两个阶段,涵盖华为、上海贝尔等多个厂家。承载MAP/CAP承载MAP/CAP/
15、Diameter引入LTE后,信令网需引入DRA节点(Diameter Routing Agent)负责Diameter信令目的地址翻译和转接。LTE用户的鉴权、位置更新、计费管理等信令采用Diameter。LTE提供漫游地服务,全网MME-HSS之间、PCRF-PCRF之间存在全连接关系。归属地HSS、PCRF需要通过IMSI索引和路由。Diameter信令传送面向连接,采用IP承载。核心网IP化信令网和信令业务平台IP化稳步推进、按需实现呼叫中心平台IP化呼叫中心NGCC彩铃平台已经发布的NGCC企业标准提出了呼叫中心IP化整套解决方案,可有效指导呼叫中心平台IP化建设工作扩容、新建呼叫中
16、心采用IP化平台,已有TDM平台暂不改造结合实际情况有步骤分批实施改造工程根据省内设备的特点和业务发展的情况合理选择采用现网设备升级或新建IP化彩铃平台的建设方式根据各省情况选择采用彩铃平台TDM与IP承载混合组网或全IP承载的组网方式,通过CE设备接入IP承载网实现与话路网网元的互通下一步重点工作加强基于NGCC的多媒体视频客服的研究与试点工作,结合一级客服系统的建设,推动呼叫中心全国IP化联网工作积极跟踪资料15内部注意保密15骨干传送网IP化09131012点对点WDM系统OTN接口IP over DWDM适应大颗粒传送需求已经实施积极试点,适时引入OTN组网在干线逐步引入100G WD
17、M系统(目标方案)在骨干、省干和城域核心大规模引入OTN交叉加载GMPLS控制平面40G WDM线路系统OTN组网骨干引入40G WDM省干和城域核心引入OTN交叉,提高端到端调度能力OTN-光传送网络定义:引入电域子层,为客户信号提供在(子)波长上进行传送、复用、交换、监控和保护恢复的技术优势:实现端到端业务调度、提供高效保护;构建带宽池;完备的故障和性能管理40G/100G WDM解决带宽问题,OTN解决组网和调度问题,可根据实际需求分别或并行引入100G WDMOTN组网和控制平面FE、 GEE1、 STM-N ATM、内部资料注意保密城域传送网IP化E1、 STM-NATMVC交叉连接
18、(TDM)E1、 STM-N ATM、客户侧接口FE、 GE分组交换客户侧接口客户侧接口VC交叉连接(TDM)SDHPTN城域网由SDH/MSTP演进到PTN分组特性传送特性MSTP交换内核IP化提供多业务承载能力,对于IP分组业务承载效率高具备强大的保护能力,完善的OAM机制和网管功能多业务PTN同步具备统计复用和QoS能力,保障高等级业务质量提供精确时间和频率同步能力,满足TD系统GPS替代要求面向IP化基站回传需求,城域传送网规模引入PTN接口IP化?4000承载网IP化IP专网IP专网是移动网IP化接口最主要的承载网络,包括电路域Nc、Nb、Mc、Iu-CS、A、Iur-g+接口,分组
19、域Iu-PS、Gb接口,NGCC,IP化彩铃平台等IP专网规模810 2000随着IP化的不断深入,越来越多的业务系统接入IP专网,专网网规模面临迅速膨胀的风险,未来可见将达2000台设备全球范围内,现有最大规模的商用网络尚未超过1800台(AT&T)专网规模控制方法 提升单节点设备容量 采用高密度端口板卡 引入集群路由器内部资料 注意保密单自治域网络规模有限路由节点规模有限设备实际支持能力有限超大规模网络难以管理管理系统、体制问题网络稳定性问题网络规模的迅速膨胀带来巨大挑战承载网IP化站点面临问题通过部署统一站点方案,合理规划业务系统的承载网接入,提高设备和带宽利用率建立统一的各业务系统接入
20、方案接入CE根据业务系统分类设置同类业务系统共用接入CE、统一规划地址和VPN路由、OAM和故障快速检测、 故障保护技术对业务系统按类划分,同一类业务系统共用CECS类PS和IMS类支撑类(网管、计费和OA)统一维护接入路由器统一维护,独立于业务系统内部资料 注意保密CE数量激增专网端口利用率低现网CE路由器总量已达4000余台IP专网接入路由器大量端口带宽利用率仅在10%左右MGWCS接入CEMSSIP专网CSCFBSC/RNCBSC/RNC GSNARPS/IMS接入CE站点已成为IP化发展的基础设施之一站点SBC内部资料注意保密目录中国移动IP化IP专网站点接入方案站点接入方案站点接入技
21、术Gb/注意保密内部资料站点接入方案IP专网CMNETRNCBSC/PCU局房1Nc/McFWGGSNMGWRNCBSC / PCUGbIu-PS Iu-PSIu-CS/Iur-g+A/Iur-g+Nb局房2Iu-PS/GbGi/GnSGSNGi/GnNc/Nb/McIu-CS/A/Iur-g+GbIu-PSA/Iur-g+Iu-CS/Iur-g+Iu-CS/A/Iur-g+Iu-PS/GbCS CEPS/IMS CECS CEPS/IMS CECMNET CEMSCCSCFSBC内部资料注意保密IP专网VPN规划CS域系统VPN规划IP专网设置全网统一的CS信令VPN和CS媒体VPNCS域相
22、关接口共用CS信令VPN和CS媒体VPNIu-CS、A、Iur-g+、Nc、Nb、McPS/IMS系统VPN规划Iu-PS信令VPN分省设置、Iu-PS媒体VPN全国统一设置Gb VPN分省设置IMS信令和媒体VPN全国统一设置内部资料注意保密CE设置原则业务系统分类CS域系统(主要包括软交换、彩铃平台、NGCC)PS域/IMS系统支撑业务系统(主要包括网管、BOSS、OA)内部资料注意保密CE设置原则同局址同类型业务系统共用CE局址是以建筑物为单位,即同大楼或相邻大楼不同机房应视为同局址同局址CS域接口可共用CE,不与PS域和CM-IMS系统共用CEIu-CS、A、Iur-g+、Nc、Mc、
23、Nb同局址PS域和IMS系统可共用CE,不与CS域共用CE;PS和IMS应分别设置接入IP专网和CMNET的CE,原有同时接入IP专网和CMNET的CE建议改造为专用的CMNET CE,并新增IP专网CE用于接入IP专网共用接入IP专网的CE:Iu-PS、Gb、IMS核心网接口共用接入CMNET的CE:Gi、Gn、IMS用户接口同局址同类型设备应尽量共用CE,以充分节省CE及AR资源根据当年业务量预测,当至少满足下列约束条件之一时,才可在同局址增设新的接入CE:已有接入CE无空闲槽位已有接入CE无法满足端口扩容要求已有接入CE系统峰值负荷=85%系统最大处理能力业务网元与已有接入CE需通过网线
24、连接,而且距离超过100米Gb/注意保密内部资料CE与IP专网的连接关系新建CE应直接与IP专网AR连接已建CE可保持原有连接方式(比如CE汇聚)IP专网CMNETRNCBSC/PCU局房1Nc/McFWGGSNMGWRNCBSC / PCUGbIu-PS Iu-PSIu-CS/Iur-g+A/Iur-g+Nb局房2Iu-PS/GbGi/GnSGSNGi/GnNc/Nb/McIu-CS/A/Iur-g+GbIu-PSA/Iur-g+Iu-CS/Iur-g+Iu-CS/A/Iur-g+Iu-PS/GbCS CEPS/IMS CECS CEPS/IMS CECMNET CEMSCCSCFSBC内部
25、资料注意保密CE与业务系统设备间连接关系CE成对设备并与业务系统设备的一对负载分担或主备接口连接业务系统设备接口优先选用负载分担方式主备方式下可能要求CE运行VRRP,当VRRP心跳线中断时会出现VRRP双主从而导致部分流量转发失败。应尽量避免CE运行VRRPCE与业务系统之间应启用故障检测机制,如BFD、802.3ah等内部资料注意保密目录中国移动IP化IP专网站点接入方案站点接入方案站点接入技术IP基础技术以太网基础技术CE部署技术AR部署技术技术应用演示IP报文IP是TCP/IP协议族中最为核心的协议.所有的TCP、UDP、ICMP及IGMP数据都以IP数据报文格式传输。IP提供无连接的
26、数据服务。链路头IP头IP数据IP地址对网络的通信节点进行标识,作为访问寻址的依据表示方法:A.B.C.D,比如1.2.3.4子网掩码:划分IP的网络地址段和主机地址段IP报文结构地址:200.1.1.1/8地址:200.1.1.1掩码:255.0.0.0内部资料 注意保密网络地址 主机地址内部资料注意保密IP路由路由概述路由是IP报文转发的依据,记录了到达不同地址的路径出口路由器根据IP报文的目的IP地址,查找路由表,决定如何转发路由表示方式:网络地址/掩码,比如10.0.0.0/255.0.0.0或10.0.0.0/8路由分类链路层协议发现的路由(也称为接口路由或直连路由)静态路由:手工配
27、置动态路由:通过路由协议动态学习内部资料注意保密IP路由路由表路由表是路由器或其他三层设备用来记录路由信息的,其中每个表项的内容通常包括:目的地址:标识IP数据报的目的地址或目的网络网络掩码:与目的地址一起来标识目的主机或路由器所在的网段的地址出接口:指明IP报文将从该路由器的哪个接口出去下一跳IP地址:指明报文将到达的下一个路由器的地址Cost:该路由器与目的网络之间的距离路由优先级:用于表示不同路由类型的优先级路由表示例:内部资料注意保密IP路由路由匹配原则对于具体的IP地址是否匹配某条路由,处理流程如下:将IP地址和路由的掩码进行“与”逻辑运算,得到的结果如果等于路由表项中的目的地址,那
28、么结果为匹配;否则不匹配如果IP地址能够匹配多条路由,那么掩码最长的那条路由为最终结果比如:IP地址1.1.1.1可匹配路由1.0.0.0/255.0.0.0;如果在路由表中还存在路由1.1.0.0/255.255.0.0,那么匹配结果为1.1.0.0/255.255.0.01.0.0.0/81.0.0.0/8S1S12.0.0.0/82.0.0.0/8S2S21.0.0.0/8S22.0.0.0/8S31.0.0.0/8S3内部资料注意保密IP转发IP转发以报文的目的IP为依据查找路由表,并从匹配的路由表项中得到出口信息R3S1R1S2S1S1R2S2S3S3源10.1.1.1目的1.1.1
29、.1S31.0.0.0/8S32.0.0.0/8S2S2S3内部资料注意保密目录中国移动IP化IP专网站点接入方案站点接入方案站点接入技术IP基础技术以太网基础技术CE部署技术AR部署技术技术应用演示冲突域内部资料注意保密VLAN以太网的CSMA/CD(载波侦听与冲突检测)机制:载波侦听:发送之前的检测冲突检测:发送过程中的检测HUB冲突域广播域传统交换机RR广播域无法隔离广播域,对广播风暴束手无策VLAN802.1q标准定义了VLAN TAG,插入到以太网帧头,提供了逻辑上划分广播域的方法RVLAN1广播域RRRRRVLAN2广播域内部资料注意保密内部资料注意保密VLAN802.1q基本帧格
30、式0x8100:VLAN tag标志Priority:优先级标志CFI:媒介标志,通常为0VLAN ID:12bit,支持4094个VLAN内部资料注意保密vlan2vlan2Untagged frameUntagged framevlan1Untagged frameUntagged framevlan1vlan2 taggedframevlan1 taggedframevlan1VLANVLAN工作方式vlan2内部资料注意保密链路聚合/端口捆绑链路聚合是指将一组物理端口绑定在一起作为一个逻辑接口使用标准:IEEE802.3ad(LACP),支持以太网口功能:线性增加带宽提高链路可靠性负载
31、分担(Load balance)内部资料注意保密链路聚合方式手工方式:指定端口加入指定聚合组,无需配置协议聚合组所有up成员端口都处于转发状态,流量在这些链路上进行负载分担该方式实现简单,应用最为广泛半动态方式:指定端口加入指定聚合组,成员端口下配置LACP聚合组成员端口状态通过LACP协议控制定的不稳定性动态方式:直接在指定端口下配置LACP聚合组动态生成,聚合过程基于IEEE802.3ad标准LACP控制端口属于哪个聚合组,及其工作状态该方式进一步简化配置,可能带来一定的不稳定性聚合组通过LACP协议交互双方的系统ID、端口ID、优先级等信息该方式可以发现一些手工聚合下被忽略的配置问题,可
32、能带来一,按标准进行一系列判断后,决定聚合组内成员的状态内部资料注意保密链路聚合的负载分担逐包分担,分担效率高,但是会带来乱序问题逐流分担,分担效率取决于流的识别和分担算法。流的识别区分可包括以下信息源MAC目的MAC源IP目的IPIP协议号TCP/UDP源端口号TCP/UDP目的端口号内部资料注意保密目录中国移动IP化IP专网站点接入方案站点接入方案站点接入技术IP基础技术以太网基础技术CE部署技术AR部署技术技术应用演示内部资料注意保密VRF(Multi-VRF)VRF(Virtual Routing and Forwarding)是一种虚拟路由器技术每个VRF拥有独立的路由表每个VRF可
33、运行独立的动态路由协议实例每个VRF的路由和转发等互不干扰VPN VPNVRF VRFMPLSMPLSVPNVPNVRF VRFMPLSIP承载网软交换端局AR2AR1端局CE端局CEOSPF1OSPF2OSPF1OSPF2OSPF1 OSPF2VRRP2信令VRRP1媒体逻辑上相当于使用了两台CE设备逻辑上相当于使用了两台CE设备内部资料注意保密OSPFOSPF是一种基于链路状态的动态路由协议,用于自治域内部的路由交互。 它属于应用层协议,以IP报文封装,协议号为89。OSPFIP(protocol=89)链路层内部资料注意保密OSPF重要概念Router ID:一个32bit的无符号整数,
34、是一台路由器的唯一标识,在整个自治系统内唯一LSA (Link State Advertisement):链路状态通告,其中包含了路由器对自身链路状态的描述LSDB (Link State DataBase):链路状态数据库,保存了路由器收集到的所有链路状态信息,作为拓扑和路由计算的原始数据AREA:通过区域划分网络层次,包括骨干区域和非骨干区域内部资料注意保密OSPF五种报文HELLO报文:发现及维持邻居关系DD报文:交换LSDB的摘要LSR报文:向对端请求自己没有的LSALSU报文:回应对方的LSA请求,或通告LSA更新LSAck报文:收到LSU之后,进行确认五种LSARouter-LSA
35、 由每个路由器生成,描述了路由器的链路状态和花费。传递到整个区域Network-LSA,由DR生成,描述了本网段的链路状态,传递到整个区域NetSummary-LSA,由ABR生成,描述了到区域内某一网段的路由,传递到相关区域AsbrSummary-LSA,由ABR生成,描述了到ASBR的路由,传递到相关区域AS-External-LSA,由ASBR生成,描述了到AS外部的路由,传递到整个AS内部资料注意保密OSPF区域划分与路由器角色RTARTBOSPF规定所有0区以外的区均需要与0区直接相连换句话说:所有ABR必须都在0区Area 0Area 2Area 1RTDAS500BGPRTCAB
36、R (Area Border Router): 区域边界路由器ASBR (AS Border Router): 自治系统边界路由器骨干区域: 即为Area 0内部资料注意保密OSPF邻居建立及链路状态信息交互过程R1R2Hello,建立连接交换DD,检查数据库请求缺少的LSA通告被请求的LSA确认已收到请求缺少的LSA通告被请求的LSA确认已收到双方数据库同步完毕,邻居full周期发送Hello维持邻居关系注意保密内部资料OSPF路由计算过程LSDBRTA的LSARTB的LSARTC的LSARTD的LSA1253RTARTBRTCRTDACDB1253DCB123DCB123ADCB123AD
37、CB123AA(一)网络的拓扑结构(二)每台路由器的链路状态数据库(三)由链路状态数据库得到的带权有向图(四)每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树,并根据叶子得到最终路由内部资料注意保密OSPF区域与路由计算区域内路由通过计算最短路径树得到区域间路由通过DV算法得到,以ABR为转接区域外路由通过DV算法得到,以ASBR为转接非骨干区域之间的路由均通过骨干区域进行交互LSA与路由计算Router LSA和Network LSA用于计算最短路径树以及区域内路由NetSummury LSA用于计算区域间路由AsbrSummury LSA和External LSA用于计算自治域外部路由内部资料注
38、意保密OSPFOSPF基本特点可适应大规模网络路由变化收敛速度快无路由自环支持区域划分提供路由分级管理支持验证host 1host 3host 2VRRPVRRP要解决的问题通常,在主机设置一条缺省路由,下一跳指向一个路由器,从而实现了主机与外部网络的通信。networkRouter 1Gateway:10.100.10.1Ethernet显而易见的问题:当路由器Router 1坏掉时,本网段内所有以Router 1为缺省路由下一内部资料 注意保密跳的主机将断掉与外部的通信。内部资料注意保密host 1host 3host 2VRRPVRRP(Virtual Router Redundency
39、 Protocol)是一种热备协议,它保证当主机的下一跳路由器坏掉时,可以及时由另一台路由器来代替,从而保持通讯的连续性和可靠性。networkVirtual IP10.100.10.1Router 1Router 2EthernetGateway10.100.10.1注意保密VRRPVRRP工作原理通过发送VRRP通告报文进行选举VRRP优先级高的路由器成为Master,继续周期发送VRRP通告报文(通常周期为1s)备份路由器成为Backup,仅侦听Master发送的VRRP通告报文Master负责回应主机对虚拟网关IP的ARP请求Master负责转发主机的访问流量R1R2networkMa
40、sterBackupVRRPAdvertisement=Gateway 内部资料Virtual IP注意保密VRRPVRRP主备切换当Backup持续无法收到原Master发送的VRRP通告报文时(通常为3s),自己转换成为Master新的Master继续周期发送VRRP通告报文新的Master负责回应主机对虚拟网关IP的ARP请求新的Master负责转发主机的访问流量R1R2networkMasterBackupVRRPAdvertisementx=Gateway 内部资料Virtual IP内部资料注意保密VRRPVRRP心跳线:用于维持Master与Backup之间的连通,避免主备间的来
41、回切换R1R2路由器需支持桥接业务系统设备应避免内部二层通路,防止出现环路业务系统设备心跳线同一VLAN路由器不需支持桥接业务系统设备提供内部二层通路,作为心跳线R1心跳线 同一VLAN业务系统设备R2心跳线注意保密VRRPVRRP的Track功能路由器检测与上行网络之间接口的状态发现上行链路故障时,Master降低自己的优先级Backup收到Master发送的低优先级VRRP通告报文后,自己转换成为MasterR1R2networkBackupx=Gateway 内部资料Virtual IPMasterMasterPri 10 Pri 88VRRPAdvertisementBackup77内
42、部资料注意保密IP头IP数据DiffServDiffServ是一种QoS技术,以报文里的优先级字段进行等级识别和处理对普通IP报文来说,目前通常DSCP字段作为优先级标识链路头DSCP(6bit)保留(2bit)内部资料注意保密DiffServ在每个节点上部署,节点之间不需要信令互通网络入口,进行分类和标记、限速在每个路由器的端口上,配置队列调度、拥塞避免、流量整型等内部资料注意保密1212分类和标记将1标记为红色将2标记为绿色队列调度拥塞时优先保证红色,可丢弃绿色111DiffServ端口拥塞内部资料注意保密DiffServ分类和标记将IP包按照一定规则分为几大类(一般情况下分为38类)EF
43、 时延和带宽保证,如语音AF 带宽保证,如VPN数据BE 尽力而为,如普通Internet流量分类信息存储于IP头的DSCP中队列调度根据IP包所属类别,在每一路由器对其进行不同方式的处理网络未发生拥塞时,所有流量都可顺利转发,高优先级数据得到优先转发,时延小、稳定网络拥塞时,低优先级数据包先被丢弃,高优先级数据包得到转发内部资料注意保密检测到链路故障,立刻通知上层路由重新计算BFD背景通常的动态路由协议都以一定的周期对邻居关系进行检查,在大多数情况下,这种机制需要几十秒甚至更长时间才能检测到邻居故障,然后重新进行路由计算。x无法检测到链路故障,只能等待路由协议超时重新计算路由需要引入能够快速
44、检测连通性的机制!内部资料注意保密BFDBFD(Bidirectional Forwarding Detection,双向转发检测)是一套全网统一的检测机制,可以为各上层协议如路由协议、MPLS等统一地快速检测两台路由器间双向转发路径的故障。BFDBFD工作流程步骤1:上层协议发现邻居后并建立连接;步骤2:上层协议在建立了新的邻居关系时,将邻居的参数及检测参数(包括目的地址和源地址等)通告给BFD步骤3:BFD 根据收到的参数进行计算并建立邻居,周期检测连步骤1:BFD检测到链路/网络故障步骤2:拆除BFD邻居会话步骤3:BFD通知本地上层协议进程BFD邻居不可达步骤4:本地上层协议中止上层协
45、议邻居关系步骤5:如果网络中存在备用路径,路由器将选择备用路径通性通过设置BFD的检测周期,可实现毫秒级的检测 内部资料 注意保密内部资料注意保密BFDBFD的连通检测机制控制报文方式:链路两端会话通过控制报文交互来监测链路状态Echo报文方式:链路某一端通过发送Echo报文由另一端转发回来,实现对链路的双向监测BFD通常可与以下协议联动工作静态路由OSPF/ISIS/BGPMPLSVRRP内部资料注意保密目录中国移动IP化IP专网站点接入方案站点接入方案站点接入技术IP基础技术以太网基础技术CE部署技术AR部署技术技术应用演示内部资料注意保密ISISIS-IS:Intermediate Sy
46、stem to Intermediate System最早是为ISO的CLNP(Connectionless Network Protocol)而设计的动态路由协议(ISO/IEC 10589或RFC 1142)对IP的支持在RFC1195中扩展为Intergrated IS-IS(或叫Dual IS-IS),以能在CLNP和IP双环境中使用采用的算法和作用同IP的OSPF一样,IS-IS也是层次性的,基于链路状态路由算法的协议,在AS(自治系统)内做IGP(Internal Gateway Protocol)使用ISIS直接运行在链路层(Layer 2)上链路层ISIS报文头ISIS DAT
47、A注意保密ISISRTAArea 3ISIS的路由器类型Area 1RTCRTDArea 2RTEL1/L2L2L1内部资料RTBL1/L2L1Level-1路由器只与同区域的路由器建邻居只维护区域内Level-1链路状态数据库以同区域距离最近的L2路由器为缺省路由出口Level-2路由器可与不同区域的路由器建立邻居维护所有区域的Level-2链路状态数据库Level-1-2路由器同时充当两个角色,作为跨区域桥梁同时维护Level-1和Level-2两套链路状态数据库注意保密ISISRTARTBISIS的区域Area 1RTCRTDArea 2RTEL1/L2L2L1L1内部资料L1/L2Ar
48、ea 3ISIS中所有的L2和L1/L2路由器组成骨干所有L2和L1/L2路由器必须连续ISIS只分为Level-2、Level-1两个层次Backbone内部资料注意保密ISIS邻居建立及链路状态信息交互过程R1R2Hello,邻居建立通告链路状态信息确认已收到通告链路状态信息确认已收到双方数据库同步完毕周期发送Hello维持邻居关系L1路由器只能和同区域的L1路由器建立邻居L2路由器只能和任意区域的L2或L1/L2路由器建立邻居L1/L2路由器可以和同区域的L1路由器、任何区域的L2路由器建立邻居内部资料注意保密ISISISIS的路由计算与OSPF类似,首先区域内同层次(Level-1或L
49、evel-2)的路由器同步链路状态数据库根据链路状态数据库计算最短路径树根据叶子计算得到路由如果是Level-1路由器,计算出缺省路由指向距离最近的Level-1-2路由器比较点ISISOSPF使用范围大型ISP企业和ISP复杂度LSP类型少,一般一个区域LSA类型繁多,一般采用多个区域可扩展性可支持相当大的单区域大型网络需划分为多个区域可适应性通过TLV扩展很难调节内部资料注意保密ISIS与OSPF比较共同点基于链路状态的自治域内部路由协议支持区域划分,两层拓扑结构无路由自环提供路由分级管理支持验证不同点链路层内部资料注意保密BGPBGP简介边界路由协议(Border Gateway Pro
50、tocol)自治系统之间传播路由的动态路由协议的标准路由信息记录了它经过的自治系统,是一种距离矢量路由,从设计上保证无环路路由信息包含了路由的属性,便于控制对网络拓扑没有任何限制支持无类别域间路由(CIDR)传送协议:TCP,端口号179BGPTCP(Port = 179)IP内部资料注意保密BGPBGP报文种类OPEN:用于邻居关系建立UPDATE:用于通告路由更新信息NOTIFICATION:同于通告错误,中断邻居关系KEEPALIVE:用于维持邻居关系,周期性发送BGP邻居关系建立及路由交互R1R2OPEN,邻居建立发送路由更新信息发送路由更新信息周期发送KEEPALIVE维持邻居关系内
51、部资料注意保密AS3IGPIGPBGPBGP的两种邻居关系AS1AS2EBGPIBGPEBGPIGPBGP路由器从EBGP邻居获得的路由会向它所有BGP邻居通告(包括EBGP和IBGP)BGP路由器从IBGP邻居获得的路由不向它的其他IBGP邻居通告(为了防止环路)BGP路由器从IBGP邻居获得的路由会向它所有EBGP邻居通告x10.0.0.0/8 AS内部资料注意保密BGPBGP防止路由环路对于AS间路由:路由属性AS-PATH记录了路由经过的自治域,如果路由器收到AS-PATH中包含了自己所在的AS号,那么拒绝该路由对于AS内路由:通过原则“从IBGP邻居获得的路由不向它的其他IBGP邻居
52、通告”保证AS1AS2AS3IGPIGPEBGPIBGPEBGPIGP10.0.0.0/81,AS3,AS2EBGPBGPBGP路由反射器由于从IBGP获得的路由不向其它IBGP邻居通告,所有IBGP路由器必须在逻辑上全连接,会导致在大规模网络中BGP邻居数量过大AS1IBGPEBGP内客 料 和 保密AS1IBGPRR反射器EBGP客户机非客户机客户机从客户机学来的路由,反射给所有部资户机注意非客户机从非客户机学来的路由,只反射给客户机EBGP非客户机内部资料注意保密BGPBGP的路由属性表达了路由的特征通过路由属性选择最优路由通过路由属性对路由进行灵活的控制1.2.3.4.5.Origin
53、AS-PathNext hopMEDLocal-Preference6.7.8.9.10.Atomic-AggregateAggregatorCommunityOriginator-IDCluster-List内部资料注意保密BGPBGP如何选择最优路由首先丢弃下一跳(next hop)不可达的路由优选最高本地优先级(local-preference)的路由优选本路由器始发的路由 (network / aggregate)优选经过AS(AS-Path)最少的路由优选起点类型(origin)最低的路由优选MED值最低的路由优选从EBGP学来的路由优选AS内部IGP的Metric最低的路由优选BG
54、P ID最低的路由器发布的路由内部资料注意保密MP-BGPMP-BGP是在BGP基础上进行的多协议扩展,目的是为了能够携带其他协议的路由信息MPLSMulticastIPv6定义了新的属性,通过地址族字段区分不同的协议类型MP_REACH_NLRI:多协议可达性信息MP_UNREACH_NLRI:多协议不可达信息内部资料注意保密链路层隧道标签VC标签IP头+IP数据标志外层隧道路径标志内层VPN信息MPLS L3 VPNMPLS VPN是一种基于MPLS技术的IP-VPN,结合传统路由技术和标记交换来实现虚拟专网的相互隔离和转发控制MPLS标签栈内部资料注意保密VPN 1CECEPEPE2VP
55、N 1CECE VPN 2PE1MPLSBackbonePPPMPLS L3 VPNMPLS L3 VPN的基本结构VPN 2 CECE:CustomerEdgedevice,纯IP转发。PPE:ProviderEdge device,负责学习VPN路由并与其他PE交互。负责IP和MPLS的相互转化。P:Providerdevice,MPLS内部路由器,只进行MPLS的标签交换,并不学习VPN路由。102 1内部资料注意保密VPN 1 CECEVPN 2 CEPEVPN 1CECE VPN 2PE1PPMPLS L3 VPNMPLS L3 VPN的公网隧道LSP(标签转发路径)就是MPLS L
56、3 VPN的公网隧道,它用来连接MPLS网络内部的PE和P设备,PE和P通常用一个IP地址来标识自己。IP:1.1.1.11.1.1.1PE23101 1.1.1.1P PMPLSBackbone.1.1.1LSP:1.1.1.1102(公网标签)分配标签.0/0.1内部资料注意保密VPN 1 CECEVPN 2 CEPEPE2VPN 1CECE VPN 2MPLSBackbonePPPPMPLS L3 VPNMPLS L3 VPN的VPN路由传递VPN路由由CE发送给PEPE为VPN路由分配私网标签PE将VPN路由和对应私网标签通过MP-IBGP传递给其他PE其他PE将VPN路由发送给它下挂
57、的CE100.1.1.0/24VPN2: 100.1.1.0/24VPN标签:15536MP-IBGP10.124VPN2: 100.1.1.0/24VPN标签:15536下一跳:PE2PE1IPL2 53.1.0.110L2目VPN标签隧道标签的IP:VP0.1.1.:15注意保密VPN 2 CEPEVPN 1CECE VPN 2PE1PPPVPN1VPN2 VPNxPE VPN路由表不同VPN的路由彼此隔离在PE到PE之间建立MPLS隧道,数据包通过该隧道通过网络,不在网络中停留查找IPMPLS L3 VPN报文封装和转发PE 的LSP隧道内部资料PE 1 P P PE2PE1依据目的IP
58、查找VPN路由表封装VPN私网标签PE1依据VPN路由查找结果确定PE2,并根据MPLSLSP表确定隧道标签VPN 1 CECE:的1目的IP:100.1.1.1:15536:102L2目的IP:100.1.1.1VPN标签:15536隧道标签:101L2PBackbone签目N标 1016PE2目的IP:100.1.1.1L2内部资料注意保密PECESite-1OSPF,RIP,MBGP,StaticSite-2MPLS L3 VPNPE与CE之间运行标准的动态路由协议静态路由RIPOSPFISISEBGPCE内OSPF多实例OSPF多实例创建独立的OSPF进程将OSPF新进程与某个VPN绑
59、定新的OSPF实例完全独立于原有OSPF实例(数据库、运算处理等)OSPF的downbit用于防止双归属时出现环路要求CE支持忽略downbitPE丢弃downbit置位的路由PESite-1CEPE发送OSPF路由downbit=1OSPFCESite-2CE忽略 部资料 注意保密downbit,继续向其他CE通告CE忽略downbit,继续通告PE识别出downbit置1,丢弃通告x内部资料注意保密目录中国移动IP化IP专网站点接入方案站点接入方案站点接入技术IP基础技术以太网基础技术CE部署技术AR部署技术技术应用演示各技术应用演示AR1AR2CE2IP专网MGWCE1VLAN 10媒体链路聚合VRRPCE间为心跳线,采用BFD检测主备OSPF10可能运行BFDVLAN 10与VRF10绑定VLAN10与媒体VPN绑定ISIS、BGPMPLS L3 VPNCE与业务系统设备间运行BFD进行故障检测谢谢!谢谢!