IP城域网培训设计(工信部组织)

IP城域网设计北京阿法迪信息技术研究中心年10月（一）IP城域网组网演进分析（二）IP城域网应用需求（三）IP城域网网络设计（四）IP城域网关键技术（五）IP城域网的安全策略（六）IP城域网接入方式（七）IP城域网应用案例解析IP城域网设计1、IP城域网回顾2、IP城域网面临的挑战IP城域网组网演进分析IP城域网回顾网络IP流量增长的构成z2012年全球流量平均增长7倍，国内主流宽带运营商流量预期增长10~20倍。z视频流量（IPTV、VoD、互联网视频）是驱动网络快速升级扩容的主要因素，其中IPTV流量增长13倍（复合增长率70％）。z流量与收入之间存在错位，网络发展需要把握好二者之间的平衡。IP业务收入的构成IP城域网回顾新业务发展自营IPTV业务(高清视频)高带宽高质量高体验移动宽带业务高带宽高质量IP化政企大客户全业务高质量协同办公问题：如何构建一个满足有线、无线统一承载的高带宽、高质量和可控的网络？xDSLDSLAMOLTPONLSWLSWBRASSRRCR163骨干网家庭宽带接入骨干网城域网（本地网）MSTP接入环MSTP汇聚环WDMMSTP骨干环CN2骨干网AGWNGN语音接入政企专线接入低带宽、高SLA质量的网络高带宽、普通SLA质量的网络现有业务NGN业务企业专线2G3G语音家庭宽带Internet视频WiFi2G/3G语音接入IP城域网面临的挑战•宽带用户的加速度逐渐放缓，ARPU值在下降。•普通宽带上网业务占据了绝大部分的城域网带宽，由于P2P的缘故，单位带宽的收益在下降，同时P2P还给城域网带来了沉重的扩容压力•宽带业务缺乏差异化（缺少内容，无法形成TriplePlay是主因），三网融合后，随着广电的全面进入，宽带接入将成为红海业务，面临非常激烈的竞争。•传工信部选定的三网融合试点城市：上海、南京、杭州、深圳、哈尔滨、重庆、武汉、长沙、沈阳、忻州。•广电也在选择自己的试点城市。•三网融合的第一阶段(2010-2012)，若广电的试点城市，传统电信企业无法提供TriplePlay三重播放，那么竞争态势将非常严峻。•各运营企业已建成覆盖全国的3G网络，确立了优势。随着移动业务的发展，移动互联网流量迅速增加，给部分热点地区基站移动回传造成压力。•E1+MSTP的方式在回传带宽需求增加到一定程度时，在基站侧和MSTP侧都会出现成本瓶颈。•基站侧提供FE接口是趋势，移动回传网络需用IP的方式实现。宽带业务增量不增收三网融合试点需求移动业务快速发展（一）IP城域网组网演进分析（二）IP城域网规划设计要求（三）IP城域网网络设计（四）IP城域网关键技术（五）IP城域网的安全策略（六）IP城域网接入方式（七）IP城域网应用案例解析IP城域网设计IP城域网规划设计要求•在进行的城域网的规划和设计工作中，应当遵照城域网建设总体思路和原则进行。•对城域网进行规划和设计，实现二、三层网络的分离，新、老用户的区分，3G/IPTV/Internet等多业务综合承载等为基本基本目标，打造“客户可识别、业务可区分、质量可控制、网络可管理”的电信级宽带城域网。总体思路：¾理清层次¾提升功能¾规范设备¾注重实效规划原则：¾网络层次清晰化¾网络结构扁平化¾网络质量差异化¾管理控制集中化¾设备要求规范化IP城域网规划设计要求DSLAM园区交换机骨干网汇聚交换机(可级联)楼道交换机核心路由器（可级连）业务路由器政企客户NGNAGMSTP等家庭网关终端宽带用户数据业务接入部分语音业务接入部分BRASOLTONU政企客户政企客户家庭网关终端宽带用户家庭网关终端宽带用户IP城域网城域骨干网宽带接入网核心层接入控制层汇聚层接入层城域网骨干相关设备核心路由器CRCR位于城域网的核心层CR主要完成城域网与骨干网设备的出口对接，完成对城域网内部的SR/BRAS的汇接，及在城域网开展MPLS后充当城域网的P设备。T级别集群路由器＋40G接口＋NSR＋ISIS快速收敛＋MPLS标签容量30万条城域网骨干相关设备业务路由器SRSR位于城域网的业务接入控制层SR主要完成专线用户的接入及充当城域网的PE设备。随着全业务的运营，主要满足CDMA核心网电路域、分组域和业务网承载需求的CE设备，其设备技术要求与SR基本一致10GE、10GPOS接口＋高速背板＋SVLAN＋VRRP＋策略控制城域网骨干相关设备BRASBRAS是面向公众用户宽带网络应用的接入网关，是城域网的业务接入控制点，位于IP城域网的骨干网内的业务接入控制层。BRAS主要完成公众用户PPP拨号接入、IPOE接入、专线用户的接入及充当城域网的PE设备。下一代BRAS发展的方向是MSE（Multi-serviceEdge)，融合BRAS、SBC（sessionBordercontrol）防火墙等多种产品，具有更强的业务感知和控制能力，为用户提供单边缘的接入控制。与SR同步演进＋对L2VPN的终结＋全面的组播和用户统计能力宽带接入网相关设备汇聚交换机汇聚交换机是IP网络业务的接入设备，位于城域网的接入层，用于公众业务的接入与汇聚，并传送至三层网络。随着FTTx用户的发展，汇聚交换机还需提供下联PON接口，具备OLT的功能。汇聚交换机将演进为具备交换机和OLT两种设备形态的融合汇聚交换机。256G以上整机容量＋SVLAN＋端口聚合＋组播＋三层能力＋BFD＋OAM宽带接入网相关设备园区交换机园区以太交换机是IP网络业务的接入设备，位于城域网的接入层，起到业务接入和汇聚功能。PON口支持，具备ONU能力＋BFD＋OAM宽带接入网相关设备DSLAMDSLAM是IP网络业务的接入设备，位于城域网的接入层。它是DSL接入复用设备，位于DSL宽带接入的局端。ADSL2+/VDSL2/EPON接口支持＋大容量＋跨VLAN组播复制＋整机性能提升。（一）IP城域网组网演进分析（二）IP城域网规划设计要求（三）IP城域网网络设计（四）IP城域网关键技术（五）IP城域网的安全策略（六）IP城域网接入方式（七）IP城域网应用案例解析IP城域网设计1、IP路由及组网技术2、IP路由规划与设计3、IP城域网自治域设计4、IP城域网中IP地址的规划5、IP网络中的流量工程设计IP城域网网络设计IP路由及组网技术核心层：由核心路由器组成，大型IP城域网可设置两级级联的核心路由器，中型和小型IP城域网仅设单级核心路由器（分类标准主要以预测宽带用户数为依据），适当控制城域骨干网各层次设备数量的比例。主要采用裸光纤承载网络设备间的中继链路，在传输距离长或光纤资源紧张的情况下，也可采用大容量WDM/SDH/MSTP承载。城域骨干网主要依赖IP网络自身的机制实现路由保护。IP路由及组网技术（续）业务接入控制层：应采用大容量、高密度设备。业务接入控制点的布放应以综合成本最低为原则，综合考虑光纤、传输资源条件和用户数量。相对集中布放宽带接入服务器（BRAS）和业务路由器（SR），覆盖至有足够业务需求的端局，在满足性能要求的前提下，部分BRAS可兼作SR。BRAS和SR需要支持SVLAN（Q-in-Q）。IP路由及组网技术（续）宽带接入网汇聚层采用以太网和MSTP/RPR作为基本组网技术。主要采用裸光纤承载网络设备间的中继链路，可为重要用户适当提供保护。从用户CPE（包括xDSLModem、IAD等）到业务接入控制点之间的设备（不含CPE和业务接入控制点设备）原则上不超过三级，边远地区最多不能超过五级。应采用SVLAN解决端口绑定和用户隔离问题，并为实现区分服务提供条件。DSLAM应尽量靠近用户设置，缩短铜缆半径，城区内最好控制在1.5公里以内，最好在1公里以内，原则上不允许级联。IP路由及组网技术（续）IP城域网路由设计路由协议分类：路由协议可根据应用的范围分为：IGP（某区域内路由协议）BGP（AS之间的路由协议）IGP根据协议的工作原理，可分为：距离矢量路由协议（OSPF、ISIS）链路状态路由协议（RIP）静态路由IP城域网路由设计-IGP链路状态路由协议是目前使用最广的一类域内路由协议。它采用一种“拼图”的设计策略，即每个路由器将它到其周围邻居的链路状态向全网的其他路由器进行广播。这样，一个路由器收到从网络中其他路由器发送过来的路由信息后，它对这些链路状态进行拼装，最终生成一个全网的拓扑视图，近而可以通过最短路径算法来计算它到别的路由器的最短路径。IP城域网路由设计-IGP路由器通过构造拓扑数据库来反映整个拓扑的变化,并根据SPF算法决定到达目的地的最佳路由,因此,链路状态的路由信息具有最大的可靠性和真实性.通过层次化的构造建立起完善的地址分配预案,并使拓扑变化集中在本地区域不会造成全网的翻动.因此链路状态路由协议适合于大型网络.链路状态路由协议链路状态路由协议快速收敛:当发生拓扑改变时,受影响的路由器通过发送改变的LSA(链路状态通告)迅速通知区域内所有路由器,而其他路由器通过对LSA的学习,重新进行SPF计算,然后在路由表中正确的反映出变化的路由信息.完全避免路由环路:路由器通过对其他路由器发出的LSA的学习,使得本身知道网络的拓扑.因此,就像生成树一样,完全构造出一个无环路的拓扑生成树出来。链路状态路由协议本身有强大的可靠性机制:每个LSA都有源的标识和携带的序列号,通过序列号确保LSA的新旧;而发送的LSA也必须有确认,确保LSA信息准确无误.对网络设计有严格的要求：因为分层,地址分派和汇总是链路状态路由协议的命脉,要求工程师具有丰富的知识和专业经验.IP城域网路由设计-IGPIS-ISIS-IS协议是Intermediatesystemtointermediatesystem（中间系统到中间系统）的缩写，属于链路状态路由协议。标准IS-IS协议是由国际标准化组织制定的ISO/IEC10589:2002所定义的，标准IS-IS不适合用于IP网络，因此IETF制定了适用于IP网络的集成化IS-IS协议（IntegratedIS-IS）。和OSPF相同，IS-IS也使用了“区域”的概念，同样也维护着一份链路状态数据库，通过最短生成树算法（SPF）计算出最佳路径。IS-IS的收敛速度较快。集成化IS-IS协议是ISP骨干网上最常用的IGP协议。IP城域网路由设计-IGPIP城域网路由设计-IGPOSPFOSPF协议是“开放式最短路径优先(OpenShortestPathFirst)”的缩写，属于链路状态路由协议。OSPF提出了“区域（area）”的概念。区域又分为骨干区域（编号必须为0）和非骨干区域（非0编号区域），如果一个运行OSPF的网络只存在单一区域，则该区域可以是骨干区域或者非骨干区域。如果该网络存在多个区域，那么必须存在骨干区域，并且所有非骨干区域必须和骨干区域直接相连。OSPF利用所维护的链路状态数据库，通过最短生成树算法（SPF算法）计算得到路由表。OSPF的收敛速度较快。由于其特有的开放性以及良好的扩展性，目前OSPF协议在各种园区网络中广泛部署。IP城域网路由设计-IGPIP城域网路由设计-IGPIP城域网路由设计-IGPIP城域网路由设计-BGPBGP为了维护各个ISP的独立利益，标准化组织制定了ISP间的路由协议BGP。BGP是“边界网关协议(BorderGatewayProtocol)”的缩写，处理各ISP之间的路由传递。BGP运行在相对核心的地位，需要用户对网络的结构有相当的了解，否则一旦配置或操作出现问题，可能会造成较大损失。BGP提出了AS（自制系统）的概念，通常为每个运营商分配一个AS号码。IP城域网自治域设计-BGPBGP需要运行在IGP基础之上。MPLS/VPN需要运行在BGP之上。IP城域网路由设计-BGPBGP引入了邻居/对等体的概念。与IGP不同，成为邻居的路由器不必再在物理链路上直连。IP城域网路由设计-BGP如果两台成为邻居的设备不在相同的AS内，这个邻居关系被称为EBGP。IP城域网路由设计-BGP如果两台成为邻居的设备在同一个A