IP专线接入（DIA）产品技术手册.doc

ip 专线产品技术手册 集团网管中心编制 集团内部使用请勿外传 1/19 文档编号：cncnmc-wl-dia ip 专线接入（dia）产品技术手册 version1.0 2005-11 中国网通集团网管中心 ip 专线产品技术手册 集团网管中心编制 集团内部使用请勿外传 2/19 目录目录 一、序言一、序言.3 1.1目的3 1.2适用范围3 1.3文档保密规定3 1.4文件组织3 1.5文件审定3 二、产品说明二、产品说明.4 2.1 产品定义.4 2.2 产品功能.4 2.3 产品分类.4 2.3.1 bgp协议方式接入4 2.3.2 静态方式接入5 三、三、组网技术和网络能力组网技术和网络能力.5 3.1 bgp 协议.5 3.2 ip peering与 ip transit.8 3.2 cncnet与 china16910 四、四、客户接入规范和资源需求客户接入规范和资源需求.15 4.1 用户设备要求.15 4.2 地址和 as 号的要求16 五、五、业务网络质量指标业务网络质量指标.16 5.1 业务网络质量指标16 5.2 影响网络质量指标因素和解决方法.17 【附件一附件一】缩略语解释缩略语解释.18 ip 专线产品技术手册 集团网管中心编制 集团内部使用请勿外传 3/19 一、序言 1.1 目的 本手册是公司内部介绍在承载在集团 ip 网的专线接入产品（以下简称 dia）的专 用技术手册。 本手册从产品定义、产品功能、实现技术、网络能力等多个方面对 ip 专线接入产 品涉及的问题进行说明和解释，用于对产品售前方案的制定、工程实施、网络维护和监控 参考，作为公司内销售、和实施 ip 专线接入产品的工作人员的参考手册。 1.2 适用范围 本产品技术手册针对的是 ip 专线接入产品的各项技术内容，超出技术方面的内容 请参考公司其它文件。本文对产品涉及到的通信协议将做一个概要的描述，更详细的请参 考相关的 rfc 文档。 1.3 文档保密规定 本手册作为网通公司的内部文档，限于开发、包装和销售 ip 专线接入产品和维护 改业务的网络技术人员阅读使用，未经集团网络管理中心许可，不得提供给除以上人员 外的公司员工和客户或拷贝复制本文件。 1.4 文件组织 全文由手册主体和相关附件组成，手册主体是对产品技术内容的总体说明，其中内 容比较复杂的部分将通过附件专门澄清，所有附件作为手册的一部分共同颁布执行。手 册主体按照产品说明、技术要点和特别专题三个层次组织：其中产品说明介绍了该产品 的定位、功能和特性，属于一般产品常识；技术要点则从几个大方面对产品涉及到的技 术内容做详细解释和规定。 本文件中所有出现的英文名称、专业术语请参考附件 1名词解释 。 1.5 文件审定 根据网络发展，设备特性的增加，市场对产品的进一步需求的增加，文件将不定期 地修改和补充相应的内容。文件由网管中心技术与产品支持部审定完成和发布。 ip 专线产品技术手册 集团网管中心编制 集团内部使用请勿外传 4/19 二、产品说明 2.1 产品定义 ip 专线接入产品（以下简称 dia）是用户采用 ip 协议（即：网络的三层协议）通 过专线的方式接入到公司的 ip 网，用户接入路由器与 cnc 的专线业务接入路由器通过 bgp 路由协议（或通过静态的方式）按照事先的约定交换路由信息，为用户提供 internet 的连接，使用户可以通过集团的 ip 网访问 internet，实现 ip 层以上的各 种应用如：电子邮件、web 站点访问等。 2.2 产品功能 dia 产品的功能很简单：提供给用户网络接入带宽，并使客户网络中的主机到既定 网络的 ip 地址目的可达。 2.3 产品分类 ip 专线接入的方式从路由协议角度来讲有两种：以 bgp 协议的方式接入和静态 路由的方式接入。 2.3.1 bgp 协议方式接入协议方式接入 具备以下条件的 ip 专线客户通常以 bgp 动态路由协议的方式接入： 客户网络有一个以上的 as 互连接口； 客户网络规模较大（通常 bgp 接入的客户可能是一个 isp） ； 客户网络有公网 as 号（即：客户所拥有的自治域号码必须在合法的互 联网注册管理机构进行注册） ； 如下图所示： as100 as200 as300 internet 客户网络客户网络 isp1 isp2 ip 专线产品技术手册 集团网管中心编制 集团内部使用请勿外传 5/19 2.3.2 静态方式接入静态方式接入 如果客户没有公有的自治域号码，则以静态路由的方式接入。 三、 组网技术和网络能力 3.1 bgp 协议 在 dia 业务中的关键技术点是 bgp 协议。本节概要介绍 bgp 协议。 as 介绍 bgp 协议之前，需要了解前面提到的 as 的概念。在 ietf 的 rfc1771 中关 于 as 的定义是：同一个技术管理下的一组路由器，它们使用一种内部网关协议和同一 种度量尺度来对数据包进行 as 内部的路由，而使用外部网关协议来对发向其他 as 的 数据包进行路由选择。简单的讲就是：共享统一路由选择策略的一组路由器。 每一个 as 都有唯一的一个标识，也就是 as 号，是由 iana（international assign number authority）来授权分配，as 号是一个 16 位 2 进制数，范围为：165535，其 中 6541265535 在 rfc2770 中定义为预留，作为私有 as 号使用。 igp 与与 egp 这样路由协议分为 igp 和 egp 两种。igp 定义在自治域内部使用的路由协议。包 括动态路由协议和静态路由。它完成数据包在 as 内部的路由选择。igp 包括： rip、ospf、is-is，igrp 和 eigrp。egp 是 as 之间的路由协议，它完成数据包在 as 间的路由选择。目前 egp 大多情况下使用的是 bgp4 协议。见下图所示： as100as200 bgp4 is-isospf ip 专线产品技术手册 集团网管中心编制 集团内部使用请勿外传 6/19 bgp 基本概念基本概念 bgp 是通过 tcp 的 179 端口进行通信会话。正因为如此，两个相互不直连的路由 器可以进行 bgp 消息的互通。 frame payload packet payloadframe headerip header protocol number tcp header port no.179 segment payload crc bgp 消息有四种类型：open,update,notification 和 keepalive。 open 报文消息是在建立 tcp 连接后，向对方发出的第一条消息，用于建立 bgp 连接。它包括版本号、两个路由器各自所在的 as 号、bgp 标识符等协议的参数； notification 报文消息用于差错控制； keepalive 报文消息由路由器定期发送，用于监测 tcp 的可达性，如果在 open 报 文协商的最大间隔时间内没有收到就认为对应的连接中断，需要重新建立 bgp 的会话 连接。 update 报文消息是 bgp 真正传递路由信息的报文。它由 nlri(network layer reach ability information)、withdraw、route attributes 三部分组成。nlri 是网络层可 达性信息也就是针对目的地址的路由信息，withdraw 是对失效路由的通知，route attributes 是路由属性用于路由器对最佳路由的选择的判断。对于同一目的地址的多条路 径，路由器协议栈会根据路径的不同属性进行选优，将最优路由加入路由表，并将最优 路由通过 update 报文发送给建立起 bgp 邻居关系的路由器。bgp 路由属性比较多，并 且有扩展性。下面列出了目前常见的几种属性（详细可以参见 rfc1771、1996，1997，1966，1863） ，按照优选顺序排列为： weight（该属性是 cisco 路由器专有的，非标准定义） local preference as-path length origin med bgp 的工作流程如下： 1）在要建立 bgp 会话的路由器之间建立 tcp 会话连接； 2）通过交换 open 信息来确定连接参数，如运行版本、会话双方 as 号，bgp 标识符、会话保持时间等。 3）建立对等体连接关系后，最开始的路由信息交换将包括所有的 bgp 路由，也 就是交换各自 bgp 路由表中所有的条目。 ip 专线产品技术手册 集团网管中心编制 集团内部使用请勿外传 7/19 4）初始化交换完成后，只有当路由条目发生改变或者失效的时候，才会发送增量 的触发性的路由更新。增量指的是并不交换整个 bgp 表，而只是更新发生变 化的路由条目；触发性指的是只有在路由表发生变化时才更新路由信息，而不 是周期性发送路由更新。 在 bgp 协商发生错误的时候，bgp 双方会发送 notification 消息来通知错误。 ibgp 和和 ebgp bgp 分为 ibgp 和 ebgp。ibgp 在单个 as 内部完成 bgp 更新信息的交换； ebgp 完成 as 之间路由交换，在 as 边缘和其他 as 做 ebgp 连接的路由器被称为 as 边界路由器 asbr。如下图示： bgp rr 一个 as 内如果 bgp 路由器较多，为减少 as 内的 bgp 会话连接数，往往通过 bgp 的路由反射器（bgp route reflector）来进行相互路由的传播。 as100as200 ebgp ibgp ebgp as300 as100 bgp rr bgp bgp bgp bgp as100 bgp bgp bgp bgp asbr1asbr2 asbr3asbr4 ip 专线产品技术手册 集团网管中心编制 集团内部使用请勿外传 8/19 3.2 ip peering 与 ip transit ip transit 一般称为穿透，指的是流量通过 as，如下图所示： as1-as2-as3 as1 访问 as3 的流量经过了 as2，那么 as2 就给 as1 提供了到 as3 的穿透。如下图示： 穿透 cnc 网络（as9929 或 as4837）可达的网络范围，在技术上都是通过 bgp 协议通告路由的方式实现的，通告路由多少，决定了穿透流量访问的范围的大小。 根据路由通告的范围，可以将 ip transit 分为如下几种： 一） 国内穿透 指提供 bgp 用户到国内运营商 as 网络流量的穿透，也就是 bgp 客户可以通过我 们访问国内运营商的网络； 二） 国际穿透 指提供 bgp 用户到国际运营商 as 网络流量的穿透，也就是 bgp 客户可以通过我 们访问国际运营商的网络； 三） 全穿透 指提供 bgp 用户到国内运营商和国内运营商的网络流量穿透，也就是国际国内 穿透； 四）指定穿透 指提供 bgp 用户到指定 as 网络流量的穿透，也就是 bgp 客户可以通过我们访问 指定 as 网络，通常这种方式比较少见。 ip peering 一般称为对等连接，关键点是路由的对等通告，具体指两个 as 边界路由器建立 ebgp 会话，只相互通告自己 as 内的路由信息给对方，这样使得双方只能互访对方网 络内的地址，而不能通过（流量穿过）对方访问其他的 as。比如：as2 分别和 as1 和 as3 做 peer，那么 as2 和 as1、as2 和 as3 可以相互访问，但是 as2 不允许 as1 和 as3 相互访问的流量它。如下图示： as2 as3as1 asbr1asbr2 asbr3 asbr4 traffic ip 专线产品技术手册 集团网管中心编制 集团内部使用请勿外传 9/19 peer 通常情况下是网络规模相当的两个 as 做的互连，从商业角度它分为两种 peer： 一）public peer 双方根据流量对等关系协商后做互连双方互不收费，通常称为 public peer。 二）private peer 虽然路由的通告对等的，但是由于流量的不均等，主动请求 peer 连接的一方 须向互连对方付一定的费用，通常称为 private peer。比如：as1-as2 peer 互连 as1 网内的内容比较多，那么 as2 访问 as1 的流量就比较大，as2 提出和 as1 做 peer，as1 往往向 as2 收取一定费用。从 as2 的角度来讲，as2 在衡量利弊 后往往是愿意交这些费用的，这可以给 as2 带来一些好处： 1.减少其网内用户访问 as1 的时延。 因为在路由上少了很多跳，as2 和 as1 直接 peer 连接比 as2 隔着一 个或几个 as 访问 as1 的时延要小很多。 2.降低 as1 的运维成本。 as2 as3as1 asbr1asbr2 asbr3asbr4 traffictraffic traffic as1as2 as1as2 traffic traffic ip 专线产品技术手册 集团网管中心编制 集团内部使用请勿外传 10/19 下图举例说明： as1 通过 as10 的 transit 互连链路获得访问 internet 的出口，as1 须为这条 transit 链路每月付费 100 万元，但是发现在这条链路上的流量较多是访问 as2 的。如果 as1 和 as2 直接做 peer 互连，可以大大减少 as1 在和 as10 做 transit 互连的流量，那么可以将其带宽降低，从而每月可以减少付给 as10 的费用。 与 as2 做 peer 前与 as2 做 peer 后 付给 as1060 万 付给 as10100 万 付给 as210 万 费 用 组 成 总计100 万 费 用 组 成 总计70 万 费用减少：费用减少：30 万万 由以上的表格可以看出，与 as2 做 peer 后 as1 成本可以减少 30 万。 也就是说如果做 peer 互连后付给 as10 减少的费用，比付给 as2 做 peer 的 费用多的话，可以为 as1 节约运维成本。 3.2 cncnet 与 china169 目前 cncnet 和 china169 网均提供 dia 业务的接入，两个网络的 as 号如下： 网络名称as 号 cncnet9929 china1694837 china169 china169 网络覆盖全国 31 个省、市、自治区，网络节点遍布全国 47 个城市，共 54 个 pop 节点。拓扑示意图如下： as1as2 到到as2的访问流量居多的访问流量居多 as3 as4 as10 ip 专线产品技术手册 集团网管中心编制 集团内部使用请勿外传 11/19 国内 as 互连方面： china169 （as4837）与中国电信、中国联通、中国移动、 教育网、中国科技网、经贸网、中国铁通、总参长城网均有互连。示意图如下： ip 专线产品技术手册 集团网管中心编制 集团内部使用请勿外传 12/19 国际 as 互连方面：china169 与国外多家运营商有互连，具体为： 运营商名称自治域号 sprintas1239 at 3）以 bgp 方式接入的客户所拥有的 ip 地址掩码长度须小于等于 24，即至少是 可以汇聚成 1 个 c 的 ip 地址 五、 业务网络质量指标 5.1 业务网络质量指标 dia 业务主要提供给客户访问 internet 的接入，以下两个指标作为衡量其业务的 网络质量指标： 1.时延（时延（latency）： 通常用源 ip 地址到目的 ip 地址两点往返时间的平均值表示。 2.丢包率（丢包率（packet loss ratio）： 通常用源 ip 地址到目的 ip 地址往返过程中，由于各种原因丢失的数据 报文的个数占转发总数据报文个数的比率表示。 以上两个指标通常采用 ping 和扩展 ping 的方式测试获得，在网管手段上通常采 用 snmp ping 的方法采集。也可通过在客户端或在距离客户端最近的地方安装探针， 探针按照预先配置定义的策略发送探测报文，采集时延、丢包等数据，网管系统通过 snmp 协议获得数据并以各种形式呈现。 目前 dia 业务的 sla 在各个运营商都较难具体实施，主要有以下几个原因： 1）客户访问 internet 目的地址的不确定性； 每一个运营商都不能保证客户只访问自己管辖的 as 内部，运营商不能够将客 户访问流量限制在自己的网内。并且每一个运营商对于非自己管辖的 as 网络情 况是无法控制和细致了解的。两方面决定了 dia 客户全程全网的 sla 难以实施。 2）客户访问 internet 应用的多样性； 一方面客户流量流向不确定使得流量会有突发，可能造成网络部分链路的拥 塞，另一方面基于 ip 网络的上层应用越来越多，各种应用对网络质量的要求不一 样。就目前的技术成熟度来讲，ip 网络在保证 qos 的技术方面手段有限。 ip 专线产品技术手册 集团网管中心编制 集团内部使用请勿外传 17/19 3）ip 网络 qos 控制手段不完善 考虑到目前的技术成熟度、设备稳定性可靠性以及网络和设备改造资金的投 入产出比，并参考其他运营商的经验，目前尚未在全网大规模实现 qos 策略。 5.2 影响网络质量指标因素和解决方法 根据长时间的经验积累和网络运行分析报告数据，目前影响到 dia 业务的时 延大的环节在 as 互连的国际、