中国运营商网络分析

技术参考文档1中国运营商网络分析1、前言目前国内主要有中国电信、中国联通、中国网通、广电、移动等几个主要的宽带数据网络运营商（都拥有自己的传输网和宽带数据网）。网络建设也经过了窄带到宽带的转变，所提供的业务类型也在技术不断发展的过程中越来越多，到底运营商的网络架构的情况是哪种模式？到底运营商的下一步的发展方向在什么地方?等等，这些都是需要提供网络建设服务的集成商所应该提前分析和预见的内容，不管是技术的分析还是市场的分析，都应该对我们的技术积累和市场定位有所帮助，所以这篇文章也是围绕着“技术”和“市场”这两条主线进行的，应该说，这也只是很肤浅的泛泛分析了，希望会对大家的工作有所帮助。2、网络架构分析在网络架构分析部分中，将在中国电信的网络架构分析中重点介绍网络相关技术及组网细节，其他运营商网络的介绍中就不再对组网的技术细节进行描述了。因为基本上的网络应用技术都差不多。2.1、中国电信网络（中国公众计算机互联网）架构分析该分析的网络架构是中国电信在2000年的组网形式，后期也经过了多次的网络扩容和建设，但大致的网络拓扑、路由设计没有大的变化。2.1.1、网络结构Chinanet骨干网的拓扑结构逻辑上分为两层，即核心层和大区层。技术参考文档21核心节点服务节点天津1呼和浩特石家庄太原重庆2成都拉萨贵阳楚雄荆州洛阳衡阳柳州三亚哈尔滨1沈阳长春青岛无锡芜湖杭州南昌Internet西安银川西宁乌鲁木齐渭南兰州昆明内江重庆1成都唐山北京2大连吉林北京沈阳济南合肥九江福州厦门宁波上海2南京长沙武汉郑州南宁海口深圳南京上海天津2西安哈尔滨2武汉2*OC-481*OC-484*OC-33*OC-32*OC-31*OC-3汇接节点广州1）核心层核心层由北京、上海、广州、沈阳、南京、武汉、成都、西安等八个城市的核心节点组成。核心层的功能主要是提供与国际Internet的互联，以及提供大区之间信息交换的通路。其中北京、上海、广州核心层节点各设有三台国际出口路由器，负责与国际Internet互联，以及两台核心路由器与其他核心节点互联；其他核心节点各设一台核心路由器。核心节点之间形成以北京、上海、广州为中心的三中心结构，其他核心节点分别以两条高速链路与这三个中心相连。2）大区层全国31个省会城市按照行政区划，以上述8个核心节点为中心划分为8个大区网络，这8个大区网共同构成了大区层。大区层主要提供大区内的信息交换以及接入网接入Chinanet的信息通路。每技术参考文档3个大区网内的各节点呈不完全网状连接，大区网除与本区的核心节点相连之外，还有另一出口与其他核心节点相连。大区之间通信必须经过核心层。2.1.2、网络相关节点的构成1）超级核心节点：北京、上海、广州To本片区汇接节点和其它超级核心节点To普通核心节点省网骨干业务路由器/服务器国际出口网关如上图所示，超级核心节点包含四台路由器，从功能上可分为两组：第一组包含1号和2号路由器，连接本区域内的汇接路由器（对于有第二出口的省，该路由器只包含负责连接超级核心节点的汇接路由器）、国际出口路由器并和第二组路由器组成环行连接，北京、上海、广州间的连接也连到这组路由器上。其中与区域内汇接路由器的连接根据连接带宽和预计的接入流量尽可能平均的分配到两台路由器上，以实现槽位资源和处理能力的合理分担，保证设备的合理使用。其负责疏通的流量有：区域内汇接节点间的流量、各汇接节点与国际间的流量、北京、上海、广东三省市间的流量。第二组包含3号和4号路由器，连接核心节点的路由器并与第一组路由器组成环行连接。其中与核心节点路由器的连接根据连接带宽和预计的接入流量尽可能平均的分配到两台路由器上，以作到槽位资源和处理能力的合理分担，保证设备的合技术参考文档4理使用。其负责疏通的流量主要是五个核心节点汇集上来的流量，主要是国内流量，也可以包含一定的国际流量，主要连线的分布综合考虑了路由政策的实现和负载的均衡分配。考虑到正常情况下除1号和2号路由器之间有流量之外，其他路由器间没有业务流量，因此两组路由器之间采用环行连接，以最大可能的减少对资源的占用，同时不会对两组路由器之间的备份作用造成影响。2）普通核心节点：西安、成都、武汉、南京、沈阳本节点汇接路由器To北京、上海、广州核心路由器To本大区其它汇接路由器普通核心节点包含两台路由器，组成一组，连接本大区内与核心节点相连的汇接路由器和超级核心路由器（西安、成都之间有直接连接，但没有到上海的直接连接），负责跨区域流量和本大区内流量的疏通。这些流量以国内流量为主，根据具体的流量政策，也可以包含一定的国际流量。两台路由器上的连接综合考虑了路由政策的制定和资源的合理使用。汇接节点：技术参考文档5To核心节点汇接路由器省网骨干业务路由器/服务器To另一核心节点或省内另一出入口每个汇接节点包含一台路由器。每个省根据业务情况有一个或两个汇接节点。位于同一省内的汇接路由器组成一组，分别负责两个方向的连接和流量疏通。每一组路由器分别连接一个超级核心节点和核心节点，配合适当的路由政策，尽量作到两条电路的负载分担和相互间的有效备份。2.1.3、设备及线路情况Chinanet骨干网共有大概近90台路由器设备，在目前主要的路由器以12000为主，其中，根据路由器的功能划分为核心层路由器和大区层路由器。核心层路由器共24台，北京、上海、广州每个节点7台（分别包括3台国际交换路由器IXG）其余5个核心点各2台，另外包括一台NAP点路由器；大区层路由器除北京、上海、广州每个节点两台外，其余省份一省一台。Chinanet骨干网的线路随着业务量的增长在不断地进行调整，骨干的电路由ATMPVC和SDH线路组成，速率从几十兆到2.5G不等。目前Chinanet骨干网的7500路由器大多已经被替代为12000系列的路由器，骨干网的线路也基本上达到了2.5G。2.1.4、路由协议在北京、上海和广州这三个国际出口分别设立国际出口路由器，与国际技术参考文档6Internet运营商相连。Chinanet骨干网申请的自治域号为4134。根据BGP协议要求，这所有的路由器之间运行全闭合网Full-Mesh的IBGP。为了解决这个问题，Chinanet骨干网直接使用AS4134，在骨干内部采用IBGP的Reflector技术解决IBGP的全互连问题。这样，Chinanet骨干网就采用AS4134分别与国际Internet以及各省网交换路由信息，在内部用私有AS号交换路由。在ChinaNET骨干网中使用IS-IS作为IGP。即核心层及八个大区层网络中使用同一个Tag(core)的IS-IS。2.1.5、路由策略2.1.5.1、总体路由设计整个骨干网是一个自治域(包括核心和汇接)。北京、上海、广州三个节点的国际出口网关（IXG）路由器与国外Internet节点之间采用BGP-4；CHINANET与其客户的互联也必须采用BGP-4；CHINANET骨干网与省网的互联也必须采用BGP-4。域间路由协议BGP-4在CHINANET中起着承载、分配和控制外界路由的作用。域内路由协议（IGP）在CHINANET中起着连通骨干、选径和自动迂回的作用。IGP通过计算每条路径的权值来寻找最佳路径。IGP并不承载外界路由，但所有外界路由在BGP-4中都有“下一跳”（next-hop）这个属性，IGP通过对next-hop的选径来控制到外界的数据流。在目前，可以用于大规模的ISP同时又基于标准的IGP的路由协议有OSPF和IS-IS。两种路由协议均是基于链路状态计算的最短路径路由协议，采用同一种最短路径算法(Dijkstra)。两种协议在实现方法、网络结构上均相似，在大型ISP网络中都有成功案例。技术参考文档7IS-IS为ISO标准路由协议，可支持CLNS协议和IP协议。目前，大多数Tier1ISP的IGP路由协议均采用IS-IS。同时CHINANET一直采用IS-IS作为IGP路由协议。2.1.5.2、IGP路由策略北京、上海、广州三个超级核心节点各四台路由器，超级核心节点的四台路由器从功能上分为两类：1号和2号路由器负责连接国际Internet出口路由器、其余两个超级核心节点（与1号或2号路由相连）、本大区各省汇接节点的第一出口链路，可能个别含第二出口链路（如北京汇接2与北京核心1相连）；3号和4号路由器负责连接其余5个核心节点，个别连接到省网第二出口（如上海汇接2与上海核心3相连）。根据上面的描述，在超级核心节点（北京、上海、广州），1、2号路由器与3、4号分别承担不同的功能，在IGP路由策略中，在设置1、2号路由器与3、4号路由器之间的metric时，适当设置得大些（如900）（大于普通核心节点间的metric（如500）），可以逻辑上抽象成两个传输平面：平面一：由三超级核心节点的1、2号路由器及其链路，各省第一出口链路组成。由于各省的第一出口链路都与三超级核心节点的1、2号路由器相连，而超级核心节点的1、2号路由器与国际出口路由器相连，因此在实际的应用中，在平面一上实现下列流量交换：各省的国际出口流量，通过各省第一汇接出口直接转发到平面一，通过北京、上海、广州的1、2号路由器转发；片区内各省节点间的流量，通过本大区超级核心节点的1、2号路由器转发；各超级核心节点所在省网间的流量，通过平面一上的链路转发（如北京省网与广东省网间的访问，通过北京1和广州1间的链路来转发）。也就是说平面一负责全部国际流量交换和大约1/3的国内流量交换。平面二：由普通核心节点到超级核心节点的链路和各省第二出口的链路组成，技术参考文档8负责跨大区间的流量转发，约占国内2/3的流量。2.1.5.3、IGPMetric设置考虑到方便网络的维护和管理，以及将来网络结构和metric值的调整，Chinanet在链路metric的设计时，将链路metric设置归为几类，各类之间的metric留有余地，便于以后调整。平面一与平面二间的metric设为900，主要目的时隔离两平面，防止流量在两平面间不必要的穿越，浪费网络资源；核心节点间链路的metric设置：北京、上海、广州核心节点间的链路metric设为900，西安、广州核心节点间链路的metric设为550,其它核心节点间链路的metric设为500。各省网的两出口链路,第一出口链路metric设为500，第二出口链路设为300；北京、上海、广州的第二出口设为270；跨片区的拉萨、福州和厦门、洛阳和郑州，第一出口链路metric设为1000，第二出口链路metric设为700。超级核心节点1、2号路由器之间，3、4路由器之间，metric设为50，武汉核心1、2间的链路的metric为特殊情况，设为25，其它普通核心节点的1、2号路由器之间metric设为20。同一省的两汇接节点间的metric设为30。上述metric的设置是实现Chinanet的流量流向控制的具体一种实施手段，不是唯一的。2.1.5.4、国际流量策略各省的两条出省链路，其第一出口链路到三超级核心节点之一，第二出口链路到五普通核心节点。由于超级核心节点的1、2号路由器与国际出口路由器直接相连，因此各省的国际访问流量直接通过其第一出口电路，经过核心节点的1、2号路由实技术参考文档9现与国际Internet的数据转发，通过适当设置metric值，使各省通过第二出口链路到达国际出口的Metric值大于通过第一出口到达国际出口即可，实现访问国际Internet的流量直接由平面一来完成数据转发，而不会通过平面二，然后再由平面一转发。如陕西省网访问国际Internet，则省网流量通过渭南或者西安汇接节点直接到达超级核心节点北京1，通过北京核心1与国际出口路由器相连的链路访问国际Internet;陕西省网不会通过西安或者渭南汇接节点到达西安核心节点，然后通过核心节点西安和核心节点北京3之间的链路、北京3和北京1之间的链路，访问国际Internet,因为后者的metric值（1200或者1220）大于前者（400或者430）。其它节点道理相同。2.1.5.5、国内流量策略片区