通信网IP

第4章1现代通信网郑玉峰2013年秋季第4章2第4章基于IP的通信网主要内容4.1IP网络基本概念（不讲）4.2以太网（不讲）4.3宽带IP城域网4.4路由器及IP网的路由选择协议（不讲）第4章34.3宽带IP城域网4.3.2宽带IP城域网结构的分层结构4.3.1宽带IP城域网的概念第4章4宽带IP城域网的概念宽带IP城域网是一个以IP和SDH、ATM等技术为基础，集数据、语音、视频服务为一体的高带宽、多功能、多业务接入的城域多媒体通信网络。从传输上讲，兼容现有的SDH平台、光纤直达平台，为现有的PSTN、移动网络、计算机通信网络和其它网络提供业务承载功能；从交换和接入讲，为数据、语音和图像提供可以互联互通的统一平台；从网络体系结构讲，综合传统时分复用电信网络完善的网络管理和因特网开放互联的特点，采用业务与网络相分离的的思想来实现统一的网络，用以管理和控制多种现有电信业务，使之易于生成新的业务。第4章54.3.2宽带IP城域网结构的分层结构为了便于网络的管理、维护和扩展，网络必须有合理的层次结构。一般将城域网的结构分为三层：核心层、汇聚层和接入层。注：RTU包括ADSL-MODEM和分离器。图4-11宽带IP城域网分层结构示意图第4章64.3.2宽带IP城域网结构的分层结构1．核心层核心层的作用主要是负责进行数据的快速转发以及整个城域网路由表的维护，同时实现与IP广域骨干网的互联，提供城市的高速IP数据出口。核心层的设备一般采用高端路由器。其网络结构核心节点间原则上采用网状或半网状连接。2．汇聚层（1）功能①汇聚接入节点，解决接入节点到核心节点间光纤资源紧张的问题。②实现接入用户的可管理性。③除基本的数据转发业务外，汇聚层还必须能够提供必要的服务层面的功能，包括带宽的控制、数据流QOS优先级的管理、安全性的控制、IP地址翻译等功能。（2）典型设备汇聚层的典型设备有高中端路由器、三层交换机以及宽等带接入服务器等。（3）网络结构核心层节点与汇聚层节点采用星形连接，在光纤数量可以保证的情况下每个汇聚层节点最好能够与两个核心层节点相连。3．接入层接入层的作用是负责提供各种类型用户的接入，在有需要时提供用户流量控制功能。第4章74.3.3宽带IP城域网的骨干传输技术宽带IP城域网的骨干传输技术指的是核心层和汇聚层的传输技术，主要有：IPoverATM、IPoverSDH、IPoverDWDM和千兆以太网等。第4章84.3.3宽带IP城域网的骨干传输技术2IPoverSDH（POS）1IPoverATM（POA）3IPoverDWDM（POW）4千兆以太网技术(GE)第4章9IPoverATM（POA）1．传统的IPoverATM（1）IPoverATM的概念IPoverATM（POA）是IP技术与ATM技术的结合，它是在IP路由器之间（或路由器与交换机之间）采用ATM网进行传输。（2）IPoverATM的分层结构IPoverATM将IP数据报首先封装为ATM信元，以ATM信元的形式在信道中传输；或者再将ATM信元映射进SDH帧结构中传输。图4-12IPoverATM的分层结构第4章10（3）IPoverATM的优缺点①优点ATM技术本身能提供QOS保证，具有流量控制、带宽管理、拥塞控制功能以及故障恢复能力，这些是IP所缺乏的，因而IP与ATM技术的融合，也使IP具有了上述功能。这样既提高了IP业务的服务质量，同时又能够保障网络的高可靠性。适应于多业务，具有良好的网络可扩展能力，并能对其几种它网络协议如IPX等提供支持。②缺点网络体系结构复杂，传输效率低，开销大。由于传统的IP只工作在IP子网内，ATM路由协议并不知道IP业务的实际传送需求，如IP的QoS、多播等特性，这样就不能够保证ATM实现最佳的传送IP业务，在ATM网络中存在着扩展性和优化路由的问题。第4章11IPoverSDH（POS）1）IPoverSDH（POS）的概念IPoverSDH（POS）是IP技术与SDH技术的结合，是在IP路由器之间（或路由器与交换机之间）采用SDH网进行传输。具体地说它利用SDH标准的帧结构，同时利用点到点传送等的封装技术把IP业务进行封装，然后在SDH网中传输。（2）IPoverSDH的分层结构IPoverSDH的基本思路是将IP数据报通过点到点协议（PPP）直接映射到SDH帧结构中，从而省去了中间的复杂的ATM层。具体作法是：先将IP数据报封装进PPP帧，然后再利用高级数据链路控制规程HDLC按照RFC1662的规定组帧，最后按字节同步映射进SDH的虚容器中，再加上相应的SDH开销置入STM-N帧中。图4-15IPoverSDH的分层结构第4章12（3）IPoverSDH的优缺点①优点IP与SDH技术的结合是将IP数据报通过点到点协议直接映射到SDH帧，其中省掉了中间的ATM层，从而保留因特网的无连接特性，简化了IP网络体系结构，减少了开销，提供更高的带宽利用率，提高了数据传输效率，降低了成本。保留了IP网络的无连接特征，易于兼容各种不同的技术体系和实现网络互连，更适合于组建专门承载IP业务的数据网络。可以充分利用SDH技术的各种优点，如自动保护倒换（APS），以防止链路故障而造成的网络停顿，保证网络的可靠性。②缺点网络流量和拥塞控制能力差。不能像IPoverATM技术那样提供较好的服务质量保障（QOS）。仅对IP业务提供良好的支持，不适于多业务平台，可扩展性不理想，只有业务分级，而无业务质量分级，尚不支持VPN和电路仿真。第4章13IPoverDWDM（POW）1．IPoverDWDM的概念与网络结构IPoverDWDM是IP与DWDM技术相结合。首先在发送端对不同波长的光信号进行复用，然后将复用信号送入一根光纤中传输，在接收端再利用解复用器将各不同波长的光信号分开，送入相应的终端，从而实现IP数据报在多波长光路上的传输。2．IPoverDWDM分层结构图4-17IPoverDWDM的分层结构第4章14IPoverDWDM（POW）IPoverDWDM在IP层和DWDM光层之间省去了ATM层和SDH层，将IP数据包直接放到光路上进行传输。各层功能如下：IP层产生IP数据报，其协议包括IPv4、IPv6等。光适配层负责向不同的高层提供光通道，主要功能包括管理DWDM信道的建立和拆除，提供光层的故障保护/恢复等。DWDM光层包括光通道层、光复用段层和光传输段层。光通道层负责为多种形式的用户提供端到端的透明传输；光复用段层负责提供同时使用多波长传输光信号的能力；光传输段层负责提供使用多种不同规格光纤来传输信号的能力。这三层都具有监测功能，只是各自监测的对象不同。光传输段层监控光传输段中的光放大器和光中继器，而其他两层则提供系统性能监测和检错功能。第4章153．优缺点IPoverDWDM简化了层次，减少了网络设备和功能重叠，从而减轻了网管复杂程度。可充分利用光纤的带宽资源，极大地提高了带宽和相对的传输速率。技术还不十分成熟。第4章16千兆以太网技术(GE)1．概念在IP路由器之间（或路由器与交换机之间）可以采用千兆以太网技术进行传输。2．千兆以太网的优点（1）升级平滑、实施容易；（2）传输距离较远，可达100km；（3）性价比高和易管理；（4）原来以太网的不足，如多媒体应用及QOS、拓扑结构不可靠和多链路负载分享、虚拟网等，随着新技术和新标准的出现已得到部分解决。第4章17拥有8.4万公里波分系统(截止5.2期)大部分段落预留了8-10个冗余保护波道海口图例:10G平台2.5G平台阜新哈尔滨长春沈阳大连青岛济南天津北京武汉石家庄郑州合肥南京无锡上海杭州福州厦门深圳南昌长沙重庆成都拉萨林芝昌都西安太原大同张家口呼市银川兰州西宁乌市格尔木哈密昆明贵阳广州南宁湛江中国移动骨干光传送网系统情况（1）沧州第4章18中国移动骨干光传送网系统情况（2）SDH10Gb/s系统161个；2.5Gb/s系统115个；全网有154条10G电路；232条2.5Gb/s电路；961条155Mb/s电路；41188条2Mb/s电路。（截止5.1期）第4章19移动骨干光传送网情况一览表（3）长度系统容量设备厂商32x2.5/10Gb/s阿尔卡特40x10Gb/s烽火3902.3公里7x2.5Gb/s2148.3公里2x2.5Gb/s+3x10Gb/s565.4公里2x2.5Gb/s+4x10Gb/s华为6×10G华为10331公里40x10Gb/s西门子MTS2.012960公里40x11Gb/s华为OptiXBWS3662公里7x10Gb/s+4x2.5Gb/s5210公里4x10Gb/s+3x2.5Gb/s1053公里5x10Gb/s898.6公里6x10Gb/s2574.54公里1x10Gb/s4198.87公里4x10Gb/s2091.6公里2x11Gb/s2879.6公里2x12Gb/s-87*10Gb/s32x2.5Gb/s（A平面）中兴ZXWM-32(V1.1)40x10Gb/s（B平面）中兴ZXWM-M9006198公里9x2.5Gb/s6692公里10x2.5Gb/s4534公里6x2.5Gb/sSDH阿尔卡特沈阳-大连段东北I东北II东北环WDM1+1MSP东部III环东部II-2环1+1MSP4688公里东部II-1环东部II环东部II-1-1东部I环东部环WDMSDH西门子SL64、SMA16、SMA1K华为Optix2.5G,Optix10G,OSN3500,OSN9500东部I-1环东部I-2环西部环WDM20365.87公里SDHIII环IV环VII环华为OptiX2500+,OptiX10G，OSN3500，OSN9500第4章20中国电信的IP网络包括骨干网和城域网，骨干网分为ChinaNet和CN2两个并行的、各自拥有独立公有AS号的网络。ChinaNet网络定位于公共信息交换平台，承载基本的互联网接入业务CN2网络定位于承载有QoS要求的业务和中国电信自身的关键业务，网络基本覆盖到各地市城域网统一承载各类业务，包括基本的互联网接入业务、有QOS要求的业务及电信自营业务，同时上连ChinaNet和CN2IDC统一承载各类公众业务和自营业务，同时上联ChinaNet和CN2MCE网络定位于承载中国电信自身的关键业务，如软交换、IMS、移动数据增值业务、移动宽带业务等，以地市为单位进行网络部署，就近与CN2进行互联分组域网络定于承载中国电信的移动宽带业务和移动数据增值业务，以省为单位进行部署城域网CN2境外运营商国内其他运营商省内国际ChinaNet省内国际境外境内境外运营商城域上联17304G网内带宽8370G省际带宽13970G城域上联1969G互联互通约450G国际C-I440G国际C-I80G两网互连140GMCE分组域IDCIDC上联3576GC网上联364GIDC上联约80GIDC：互联网数据中心第4章21网络模型核心层汇聚层接入层业务接入控制层城域骨干网BRASMANSRDSLAM园区交换机CN2SRCN2骨干网ChinaNet骨干网宽带接入网汇聚交换机/MSTP/RPR(可级连)楼道交换机骨干网核心路由器(可级连)CPE铜缆五类线终端第4章22ChinaNet由核心、汇接两个层次组成，实现结构扁平化核心层九个节点(北京、上海、广州、南京、武汉、成都、天津、西安、杭州)全互连，其中京、沪、穗为国际出入节点和互联互通节点.中心节点数量还要扩展汇接层在每省设置两个汇接节点，上联两个或3个核心节点。各省接入层设备扁平化后，由城域网核心设备承担，并直接上挂骨干汇接或者核心设备（北方部分省份还保留有省网核心同骨干汇接的背靠背结构）。2009年扩容后，ChinaNet省际总带宽达到近13970G，国际出口带宽440G，互联互通带宽450G第4章23互联互通国际出口全互连核心核心核心核心汇接汇接1城域网核心层汇接层汇接2ChinaNet扁平化演进示意图城域网核心汇接接