IP城域網(wǎng)本地優(yōu)化及保護策略探討

山西信息規(guī)劃設(shè)計院有限公司 何永鋼 樊勇田

IP城域網(wǎng)本地優(yōu)化及保護策略探討

山西信息規(guī)劃設(shè)計院有限公司 何永鋼 樊勇田

IP城域網(wǎng)是電信公司最為重要的承載網(wǎng)絡(luò)，對于IP城域網(wǎng)而言網(wǎng)絡(luò)能力和安全性是核心也是關(guān)鍵。隨著社會的不斷發(fā)展，近年來我國電信運營商之間的競爭越來越激烈，各家電信運營商為了提高自己的競爭能力，都在不斷的加大寬帶城域網(wǎng)的建設(shè)力度，而IP城域網(wǎng)也在此背景下得到了飛速的發(fā)展。對于電信運營商而言，想要在激烈的競爭市場中獲得占據(jù)穩(wěn)定的地位，就需要不但加快建設(shè)和優(yōu)化本地的IP城域網(wǎng)，這樣才能獲得更多的用戶。近年來隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛普及，寬帶業(yè)務(wù)用戶規(guī)模在不斷的增長，這對于各大電信運營商而言，即是機遇也是挑戰(zhàn)。人們對網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量、速度等都提出了更高的要求，這就需要各大運營商根據(jù)時代發(fā)展的需求對IP城域網(wǎng)進行優(yōu)化以及保護。本文就IP城域網(wǎng)本地優(yōu)化進行詳細的探討，并提出一些相關(guān)的保護策略。

IP城域網(wǎng)；優(yōu)化；保護；探討

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前我國通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展環(huán)境也發(fā)生了巨大的變化，而近年來，隨著中國電信市場的逐步開放，一系列新出臺的電信法規(guī)政策都旨在鼓勵競爭。在加上上現(xiàn)如今寬帶網(wǎng)絡(luò)成為了人們生活中不可或缺的一部分，面對用戶急劇增加，電信運營商之間的競爭就越來越激烈。而隨著人們對寬帶網(wǎng)絡(luò)提出的更多更高的要求，IP城域網(wǎng)面臨業(yè)務(wù)容量擴大、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量保障、網(wǎng)絡(luò)安全性保障的壓力也越來越大。就目前來看，IP城域網(wǎng)還有一些普遍存在的問題，比如網(wǎng)絡(luò)功能單一、用戶和業(yè)務(wù)沒有服務(wù)質(zhì)量保障能力等，而這些問題的存在都會在很大程度上影響運營商的發(fā)展。同時，隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量不斷的增加，以及本地基于寬帶IP城域網(wǎng)的各種新型業(yè)務(wù)應(yīng)用越來越多樣化，IP城域網(wǎng)本地優(yōu)化的重要性就越來越日突出。企業(yè)只有順應(yīng)時代發(fā)展的需求，不斷對本地IP城域網(wǎng)優(yōu)化，并加強保護以及提高質(zhì)量，才能在競爭市場中占據(jù)穩(wěn)定的地位。

1.IP城域網(wǎng)本地網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

IP城域網(wǎng)是指城市范圍內(nèi)以ATM和IP電信技術(shù)為基礎(chǔ)，以語音、視頻、數(shù)據(jù)等服務(wù)為一體的多媒體同通信網(wǎng)絡(luò)，其具有覆蓋面廣、靈活性強的特點。IP城域網(wǎng)發(fā)展至今已經(jīng)成為了人們生活中不可或缺的重要部分，其為人們的生活和工作提供了巨大的便利。IP城域網(wǎng)本地網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般可以分為城域骨干網(wǎng)與城域接入網(wǎng)，按層次劃分則可以分為核心層、匯聚層、業(yè)務(wù)控制層三個層次[1]。首先，核心層。核心層主要是提供寬帶的業(yè)務(wù)傳輸、承擔(dān)城域網(wǎng)縱向流量轉(zhuǎn)發(fā)、本地其他業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等任務(wù)，可以說核心層是完成IP城域網(wǎng)交換路由的核心。IP城域網(wǎng)中核心層的主要設(shè)備十分關(guān)鍵和重要，所以一般都是放置在主要城區(qū)內(nèi)，一些發(fā)達的是城市中核心層主要設(shè)備有6個左右，中小城市又4個左右。核心層搭建結(jié)構(gòu)的選擇有很多，可以根據(jù)核心層節(jié)點的數(shù)量來選擇，比如一些大城市節(jié)點較多就可以選擇樹形結(jié)構(gòu)，該搭建結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，而一些中小城市節(jié)點較少就可以選擇星型結(jié)構(gòu)，該搭建結(jié)構(gòu)相對而言要簡單一些。其次，匯聚層。匯聚層主要有匯聚交換機組成，匯聚交換機可以將二層設(shè)備匯聚，也可以將業(yè)務(wù)分別送到三層控制設(shè)備終結(jié)。匯聚層是三個層次中最多的一層，所以其主要是由網(wǎng)絡(luò)運行商進行維護。另外，匯聚層還有一個重要的作用，就是管理設(shè)備并對撥號用戶分心認(rèn)證管理，所以說，匯聚層在IP地域網(wǎng)中發(fā)揮著重要的作用[2]。在對IP城域網(wǎng)優(yōu)化過程中，在無法改變上聯(lián)現(xiàn)有總寬帶的情況下，匯聚層的優(yōu)化改造具有一定的難度。最后，業(yè)務(wù)控制層。業(yè)務(wù)控制層與匯聚層以及核心層不同，其是一個邏輯層次，主要作用就是為運營商提供用戶管理、擴展核心層節(jié)點的端口、設(shè)備接口流量控制等功能[3]。業(yè)務(wù)控制層位于接入層，所以不會直接面向用戶。圖1是一張IP城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與業(yè)務(wù)分層圖。

圖1 IP城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與業(yè)務(wù)分層圖

2.部署現(xiàn)狀及問題

2.1 業(yè)務(wù)中心機房

業(yè)務(wù)中心機房一般都是部署在傳統(tǒng)區(qū)、縣、鎮(zhèn)政府中心城區(qū)中，因部署B(yǎng)RAS/SR設(shè)備，其直接業(yè)務(wù)匯聚區(qū)域中繼鏈路距離短，所以業(yè)務(wù)擴容能力強，并且安全性也非常高。但是一般來說城市的中心區(qū)人口密集，其業(yè)務(wù)密集度較高，所以BRAS設(shè)備端口的占用率也隨之增高，這就會導(dǎo)致設(shè)備端口緊張，進而影響業(yè)務(wù)質(zhì)量。因此，在這種情況下就需要換板或者新增BAS擴容，以此來滿足中心區(qū)的業(yè)務(wù)需求。業(yè)務(wù)中心機房除了存在BRAS設(shè)備已有槽位端口緊張問題，同時還存在跨局中繼纖芯消耗大的問題，這是由于業(yè)務(wù)中心區(qū)機房SR還承擔(dān)其他類型機房專線業(yè)務(wù)匯聚以及接入控制職能等。就目前業(yè)務(wù)中心機房部署現(xiàn)狀來看，其在規(guī)劃建設(shè)中主要面臨的問題有兩個方面，一是業(yè)務(wù)密集產(chǎn)生的設(shè)備容量問題、二是機房空間和下行中繼纖芯資源容量問題[4]。因此，IP城域網(wǎng)本地優(yōu)化改造過程中，要考慮到業(yè)務(wù)中心機房中存在的問題。

2.2 次中心機房

次中心機房一般是部署在區(qū)、縣、鎮(zhèn)政府中心城區(qū)，中心城區(qū)的人口也十分密集，所以次中心機房與業(yè)務(wù)中心機房類似，其業(yè)務(wù)密集度也十分高。由于次中心機房的業(yè)務(wù)密度比較高，所以設(shè)備容量問題以及機房空間問題也是次中心機房中面臨的重要問題。就次中心機房部署現(xiàn)狀來看，業(yè)務(wù)次中心機房規(guī)劃建設(shè)中面臨的問題有設(shè)備容量、機房空間、中繼纖芯三方面問題。

2.3 匯聚機房

匯聚機房主要部署匯聚交換機、OLT設(shè)備，其上行至BRAS/SR設(shè)備機房的中繼光路容量和安全性是規(guī)劃建設(shè)和優(yōu)化的重點。另外，由于纖芯資源和早期規(guī)劃的原因，業(yè)務(wù)匯聚機房匯聚交換還作為部分OLT的上行匯聚設(shè)備，受集團公司對VLAN的邏輯規(guī)劃影響。規(guī)劃建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程還需要考慮VIAN邏輯資源不足而產(chǎn)生的新建匯聚設(shè)備要求。

3.優(yōu)化保護策略

3.1 IP城域網(wǎng)本地優(yōu)化保護原則

IP城域網(wǎng)的優(yōu)化是一項系統(tǒng)性的工程，因此在進行城域網(wǎng)優(yōu)化改造時，應(yīng)該先對諸多方面的因素進行全面的了解，并將方面諸多方面的因素綜合考慮到城域網(wǎng)優(yōu)化與保護策略中。首先就需要對當(dāng)?shù)氐貐^(qū)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、基礎(chǔ)狀況、人口密度等進行全面的了解，并將近年來的業(yè)務(wù)經(jīng)驗進行總結(jié)，其次再提出科學(xué)、系統(tǒng)、有效的優(yōu)化方案[5]。在IP城域網(wǎng)本地優(yōu)化中要注重幾點原則。首先，要依照三個網(wǎng)絡(luò)層次進行IP城域網(wǎng)的優(yōu)化與改造，比如接入層要避免級聯(lián)情況出現(xiàn)，如果出現(xiàn)無法避免的級聯(lián)情況，那么在實際運用過程中也不能超過三層級聯(lián)。其次，要遵循網(wǎng)絡(luò)路優(yōu)化的原則，交換網(wǎng)絡(luò)由于穩(wěn)定性和安全性都比較差，所以就必須采用高性能路由器建設(shè)IP城域網(wǎng)的核心層和匯聚層，以此來提高路由型城域網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性。

3.2 IP城域網(wǎng)的優(yōu)化

對IP城域網(wǎng)實行優(yōu)化改造是電信運營商業(yè)務(wù)發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的需要，并且，隨著市場環(huán)境的不斷變化，IP城域網(wǎng)的優(yōu)化和保護越來越重要和迫切。IP城域網(wǎng)在優(yōu)化過程中，運營商要考慮到各地區(qū)的經(jīng)濟業(yè)務(wù)發(fā)展情況以及網(wǎng)絡(luò)實際情況，根據(jù)實際情況制定出相應(yīng)的規(guī)劃。規(guī)劃的目的就在于滿足各個地區(qū)經(jīng)濟業(yè)務(wù)的需要，同時有效的規(guī)劃也能提高IP城域網(wǎng)優(yōu)化的質(zhì)量和效果，以及節(jié)省大量的資源[6]。就目前來看，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛普及，城市IP業(yè)務(wù)在急劇增長，IP城域網(wǎng)的優(yōu)化迫在眉睫，只有通過不斷的優(yōu)化和改造，才能提高網(wǎng)絡(luò)承載能力，推動城域網(wǎng)穩(wěn)定發(fā)展。目前現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)承載力正在不斷的突破，為了保證用戶網(wǎng)絡(luò)使用質(zhì)量，這就需要對組網(wǎng)方式和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，保持網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的效率、提高網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)性等，以此來滿足經(jīng)濟發(fā)展形式的需求。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。IP城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般是有核心層、匯聚層和業(yè)務(wù)控制層組成，然而這種分層方式雖然簡單，但是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不夠清晰，因此，可以對這三層進行細化優(yōu)化，細化后的IP城域網(wǎng)由城域骨干網(wǎng)和寬帶接入網(wǎng)組成。城域骨干網(wǎng)是業(yè)務(wù)接入控制點以及控制點以上的核心路由器組成的三層路由網(wǎng)絡(luò)，其劃分為核心層和業(yè)務(wù)接入控制層兩層。寬帶接入網(wǎng)是城域骨干網(wǎng)業(yè)務(wù)接入控制點以下、用戶CPE以上的二層接入網(wǎng)，層次分為匯聚層和接入層。

路由優(yōu)化。在城域網(wǎng)中引入獨立出口路由器，同時連接 Internet 和 CN2 網(wǎng)。 城域網(wǎng)盡量采用獨立的 AS。IP 城域網(wǎng)與骨干網(wǎng)之間的 EGP（Edge Gateway Protocol，外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議）采用 BGPv4；IGP(Interior Gateway Protocol，內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議)路由協(xié)議運行到業(yè)務(wù)接入控制點設(shè)備。 IP 城域網(wǎng)為需要穿越 CN2的高質(zhì)量用戶（VIP用戶、RP、組播應(yīng)用服務(wù)器）和穿越 China Net的普通用戶分配不同網(wǎng)段的 IP地址，標(biāo)記不同的 QOS 等級，便于實現(xiàn)業(yè)務(wù)分流。分配給高質(zhì)量用戶的IP地址段應(yīng)相對連續(xù)。IP 城域網(wǎng)與骨干網(wǎng)之間原則上通過EBGP交換路由信息，城域網(wǎng)出口路由器對 IP 城域網(wǎng)路由做匯總后，發(fā)布給CN2和 China Net，同時還把 VIP客戶路由、組播 RPF路由（含城域網(wǎng)內(nèi) RP和組播應(yīng)用服務(wù)器的路由）發(fā)送給CN2。特大型 IP城域網(wǎng)可接受來自 China Net的全Internet路由，其余IP城域網(wǎng)只從China Net接受缺省路由。所有IP城域網(wǎng)從CN2接受CN2 網(wǎng)絡(luò)、VIP客戶、組播RPF路由。IP城域網(wǎng)不允許配置指向CN2的缺省路由。

內(nèi)部設(shè)計優(yōu)化?，F(xiàn)如今用戶對于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的要求越來越高，很多基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)已經(jīng)無法滿足用戶的個性化需求，因此，運營商應(yīng)該重視用戶的個性化需求。比如通過支持QOS、VPN、組播等新業(yè)務(wù)的服務(wù)功能，來促進網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能多樣化。網(wǎng)路內(nèi)部設(shè)計主要根據(jù)城域網(wǎng)的IGP路由規(guī)劃入手， 根據(jù)用戶特點匹配相應(yīng)的路由[7]。即在城域網(wǎng)的出口處部署兩個高性能的路由器，通過路由器的內(nèi)部設(shè)置，完成基源地址網(wǎng)絡(luò)的快速路由任務(wù)。比如對于一些商業(yè)用戶，由于其對網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)功能以及質(zhì)量要求比較高，所以就可以直接通過城域網(wǎng)出口處的路由器與省網(wǎng)骨干互通，這樣可以有效加快路由速度提高設(shè)備的網(wǎng)管要求。只有滿足了不同用戶的不同需求，并提高了網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)性和安全性建設(shè)，才能算是實現(xiàn)了IP城域網(wǎng)本地優(yōu)化。

3.3 IP城域網(wǎng)的保護

隨著社會的不斷發(fā)展，我國的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展也得到了有力的推動。就目前來看，我國網(wǎng)絡(luò)發(fā)展十分迅速并且現(xiàn)狀良好，尤其是近幾年網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更是得到了廣泛的普及，而IP城域網(wǎng)的發(fā)展也是十分迅速?，F(xiàn)如今，隨著網(wǎng)絡(luò)信息時代的不斷深入，中國電信、中國移動、中國聯(lián)通三大網(wǎng)絡(luò)運營商都將重心放置在了城域網(wǎng)建設(shè)方面，這也是促進IP城域網(wǎng)的不斷進步和發(fā)展的重要因素。在近兩年，電信運營商在城域網(wǎng)建設(shè)方面已經(jīng)取得了一定的成果，但是在網(wǎng)絡(luò)運營是也面臨著多樣性和實用性的選擇。如何利用最先進的技術(shù)以及最經(jīng)濟的成本滿足用戶的需求是電信行業(yè)所需要考慮的問題，也是其追求目標(biāo)。而在實現(xiàn)此目標(biāo)過程中，離不開IP城域網(wǎng)的保護策略。IP城域網(wǎng)的保護策略關(guān)系到IP城域網(wǎng)的穩(wěn)定運行和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量等，為了加強對IP城域網(wǎng)的保護，就必須制定一系列的保護策略，而IP城域網(wǎng)的保護離不開政府的支持。同時，網(wǎng)絡(luò)運行商自身制定的經(jīng)濟規(guī)劃在IP城域網(wǎng)中其起到了重要的保護作用，所以說IP城域網(wǎng)的保護需要企業(yè)和政府共同努力才能實現(xiàn)。

4.網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及未來的技術(shù)演進

IP城域網(wǎng)的快速發(fā)展最主要的原因就是市場環(huán)境的變化和用戶需求提高而推動，在用戶需求不斷提高的形式下，IP城域網(wǎng)必須要加快建設(shè)從而滿足用戶不同的需求。就目前來看，城域網(wǎng)的發(fā)展會朝大容量、大寬帶、高可靠性方向趨勢前進。就比如過去人們滿足于2G網(wǎng)絡(luò)，而現(xiàn)如今4G網(wǎng)絡(luò)都無法滿足用戶的需求，在此形勢下，人們的需求還會隨著時代的發(fā)展而提高，比如希望網(wǎng)速能夠更加快速、網(wǎng)絡(luò)運行更加穩(wěn)定等。而萬兆技術(shù)就可以適應(yīng)骨干網(wǎng)大容量、高寬帶的需求，可以滿足未來更多業(yè)務(wù)發(fā)展需求。另外，IP城域網(wǎng)智能化也是一個發(fā)展趨勢，只有智能化的城域網(wǎng)才能保證網(wǎng)路在出現(xiàn)故障的情況下繼續(xù)工作，同時未來的城域網(wǎng)應(yīng)該具有更強的互操作性和多支持性。

就目前城域網(wǎng)IPv4地址資源來看已經(jīng)十分短缺了，而隨著市場環(huán)境不斷的變化，新業(yè)務(wù)的不斷增加，IPv4地質(zhì)資源一定會面臨分配完的困境，那么IPv6演進就勢在必行。IPv6擁有近乎無限的IP地質(zhì)空間，在此基礎(chǔ)上其還優(yōu)化了QOS移動IP和安全機制,可說IPv6是滿足新業(yè)務(wù)發(fā)展需求的重要措施，已成為必然要求。當(dāng)然，城域網(wǎng)IPv6的演進是需要一個過渡時期，并且還需要運營商制定一個全面有效的演進過渡方案，在盡量不影響用戶網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的前提下，適時部署IPv6。

5.結(jié)束語

隨著市場環(huán)境的不斷變化，IP城域網(wǎng)的優(yōu)化改造以及加強保護是電信運營商發(fā)展中應(yīng)該重點考慮的問題。IP城域網(wǎng)在優(yōu)化改造過程中，應(yīng)該重點結(jié)合當(dāng)前實際網(wǎng)絡(luò)情況以及用戶需求來制定一個符合實際的短期目標(biāo)，進而采取相應(yīng)的措施實現(xiàn)目標(biāo)。同時，還要采用分步走的方法對現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)加強保護，為用戶網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量提供保障，進而提升IP城域網(wǎng)的經(jīng)濟效益促進發(fā)展。在不斷的優(yōu)化改造過程中，應(yīng)該注重聽取用戶的意見并不斷積累經(jīng)驗，加強個性化優(yōu)化改造，以此來提高IP城域網(wǎng)的高度靈活化，進而滿足用戶的個性化需求。IP城域網(wǎng)只有不斷加強建設(shè)、優(yōu)化改造、加強質(zhì)量等，才能在競爭市場中占據(jù)一定的地位，從而獲得持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。

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何永鋼（1978—），男，山西黎城人，本科，山西信息規(guī)劃設(shè)計院有限公司工程師，研究方向：數(shù)據(jù)通信。