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建设新一代宽带IP城域网

来源:用户上传      作者: 张智勇 杜凤霞

  【摘要】宽带IP城域网在中国已经初具规模。如何顺应用户需求,对现有的宽带网络进行更新换代,满足个人和企业用户越来越高的宽带需求,成为电信运营商建设网络的方向。本文分析了宽带IP城域网的网络结构,并分析了目前的宽带IP城域网存在的主要问题,简要论述了利用MPLS为核心技术建设新一代宽带IP城域网的思路。
  【关键词】IP,MPLS,改进,城域网
  宽带IP城域网在中国已经初具规模,宽带接入成为用户的首要接入方式。中国联通、中国电信等运营商根据其自身的用户发展情况,在中国的许多地市都建成了其自己的宽带IP城域网。
  目前的宽带IP城域网,其网络结构可以分为四层:核心层、汇聚层、小区层和楼宇层。核心层和汇聚层可以泛指为城域网的骨干,其建设由运营商负责;小区层和楼宇层泛指为接入网。考虑到网络的扩展性和稳定性,在网络骨干层中一般采用路由技术,而交换只发生在接入网部分,用户的以太网数据流在网络汇聚层转变为路由方式进行传送。就如何建设新一代的宽带IP城域网,本文分析如下:
  一、目前的宽带IP城域网常用组网方式没有很好地解决如下问题:
  1、缺少传输业务和数据业务的融合
  常用的城域网组网方案采用Ethernet over Fiber方式,设备之间的互连通过裸光纤。在距离足够的情况下,光纤的作用只是连接两个节点,每一对光纤上的数据流带宽仅为1Gbps;并且当光纤出现故障的情况下,数据流不能实现备份。
  目前通过802.1p、IntServ、DiffServ等技术,单纯路由的宽带IP网还只能实现简单的CoS,还不能够实现复杂的QoS。但是简单的CoS保障并不能够满足企业用户的需要,企业用户需要的是能够有服务质量保证的网络。因此,目前的宽带IP城域网的主要用户还是普通的住宅用户,而企业用户大多还是选择SDH、DDN、ATM、Frame Relay等方法联网。
  2、缺少多业务的提供,只能完成Internet接入
  目前宽带IP城域网提供的业务还主要是Internet接入业务,网络业务比较单一。由于没有很好的QoS保障和考虑到网络扩展性因素,多媒体业务和VPN业务发展比较缓慢:
  3、缺少对不同级别用户管理和计费的手段
  对于路由器、路由交换机等设备而言,其处理对象为每一个IP数据包,对于这些设备来说并没有“用户”的概念。路由器、路由交换机根据每一个IP包中的目的IP地址进行数据包的转发,他们并不关心这些数据包是由哪一个用户发出的,根据不同的用户需求,数据包的处理应该有什么不同。目前对于ADSL用户来讲,通过PPPoE拨号可以进行用户的认证、计费,但是对于以太网用户,由于BRAS数量的限制以及投资的问题,还不能够为以太网用户提供经济的认证方案。
  4、缺少先进的用户隔离手段
  通过VLAN可以进行用户的隔离,但是由于VLAN数量的限制,我们不能将VLAN划分得很细。VLAN Stack可以扩展VLAN的数来,但是由于其业务实现比较复杂,并且各厂家之间在互通方面存在问题,因此其实现并不广泛。
  10G以太网、CWDM(疏分波分复用)和Split—MLT可以在一定程度上对目前的城域网进行优化。
  WDM(Wave Division Multiplex波分复用)是一个崭新的技术,它通过在一根光纤上传送不同波长的光波来扩展网络带宽。通过在路由交换机上支持CWDM模块,可以将数据网络和光网络进行更好的融合,以节省投资。
  MLT(Multi-Link Trunk)技术可以将多个链路捆绑在一起,在提高可靠性的同时,大大增加了链路的中继带宽。Split-MLT功能将MLT延伸到多台交换机之间,此时当一条链路出现故障时,数据流可以在1秒钟之内自动转换到另外一条链路上。此种技术特别适合于解决由于VLAN配置限制所不能够解决的BRAS之间的备份问题。
  二、改造传统网络,建设新一代宽带IP城域网
  通过10G以太网、CWDM和Split-MLT技术所实现的传统城域网网络结构的改进(MSTP Ring在网络中起到数据收集的作用,本文不做详细阐述):城域网络虽然在网络带宽、可靠性方面做了一些改进,但是其没有QoS保障、业务单一、没有为企业用户量身定做网络的特点并没有变,因此我们可以说改进的网络的本质并没有变,它实际上还是主要以普通住宅用户为服务对象,网络业务还主要是Internet接入业务。
  为了解决以上城域网的不足,解决方案以MPLS技术为核心,通过MPLS Layer2 VPN解决方案为企业用户提供Any-to-Any的网络连接方式,基于MPLS的服务质量保证了企业用户的需要。
  在OE V2中,MPLS的作用为:
  1、通过显示路由可以很容易地完成IP流的流量工程
  2、提供ATM-like QoS
  3、通过提供控制标记隧道机制完成虚拟专用网络(VPN)。基于MPLS的VPN可以分为MPLSLayer3VPN和MPLSLayer2VPN。对于MPLSLayer 3 VPN来讲,用户节点从ISP接受IP层服务,Customer Edge(CE)与Provider Edge(PE)在数据链路层和IP层相邻,PE基于IF报头转发数据包,CE视PE为路由器,即运营商网络中的设备(PE)需要参与用户的路由工作。
  正是由于运营商的设备需要参与用户的路由,因此如何解决MPLS Layer 3 VPN的扩展性问题是每个运营商所面临的非常棘手的问题。对于MPLS Layer 2 VPN来讲,用户节点从ISP接受数据链路层(Layer2)服务,Customer Edge(CE)与Provider Edge(PE)在数据链路层,而不是IP层相邻,PE基于数据包的数据链路层报头,如FRDLCI或者802.1q VLAN标记进行数据包的转发,CE视PE为第二层设备。由于MPLS Layer2 VPN的解决方案,运营商的设备PE不需要参与用户的路由工作,因此运营商在提供VPN业务时,其网络扩展性得到了很大的改善。
  结束语:建设新一代宽带IP城域网,以提供更具有扩展性的MPLS Layer 2VPN业务为核心,通过丰富的QoS保障措施保证宽带IP城域网络在提供给个人方便 的Internet访问的同时,更加适合企业用户的需要。
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