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华为PTN技术培训-传输数据中心,目录,路由基础及MPLS介绍,2,传输层协议,TCPTransmissionControlProtocol，RFC793提供可靠的、面向连接的服务UDPUserDatagramProtocol，RFC768提供面向无连接，尽力而为的传输服务,TCP连接三次握手,Internet,Client,Server,SYN(Seq=a),SYNACK(Seq=b,a+1),ACK(Seq=a+1,b+1),滑动窗口,Len1024/Win4096,Len1024/Win4096,Len1024/Win4096,Len1024/Win4096,Ack4097/Win2048,Len1024/Win2048,Len1024/Win2048,Ack6145Win2048,Server,Client,地址解析协议（ARP）,IP:10.0.0.1/24MAC:00-E0-FC-00-00-11,IP:10.0.0.2/24MAC:00-E0-FC-00-00-12,ARPRequest,IneedtheEthernetaddressof10.0.0.2,ARPReply,MyEthernetaddressis00-E0-FC-00-00-12,网际控制消息协议（ICMP）,ICMPEchoRequest,IsBreachable?,ICMPEchoReply,Yes,Imhere.,A,B,IP地址,IP地址唯一标示一台网络设备，由32个二进制位组成IP地址分为两部分：网络部分和主机部分网络部分连接到同一物理和逻辑链路的所有设备的公共标识，对不同的物理或逻辑链路应该唯一主机部分唯一标识连接到链路的特定设备IP地址通常采用点分十进制的格式标识如：10.1.1.1,192.168.1.1,etc,二进制和十进制转化,27,26,25,24,23,22,21,20,8bits,128+64+32+16+8+4+2+1=255,二进制和十进制转化（举例）,27,26,25,24,23,22,21,20,128+64+32+0+8+0+0+1=233,IP地址分类,0,Network(7bits),Host(24bits),1,Network(14bits),Host(16bits),0,1,Network(21bits),Host(8bits),0,1,1,MulticastAddress,0,1,1,1,0,1,1,1,Reserved,ClassA,ClassB,ClassC,ClassD,ClassE,1.0.0.0126.255.255.255,128.0.0.0191.255.255.255,192.0.0.0223.255.255.255,224.0.0.0239.255.255.255,240.0.0.0255.255.255.255,首字节法则,私有IP地址,私有IP地址10.0.0.010.255.255.255172.16.0.0172.31.255.255192.168.0.0192.168.255.255,掩码（AddressMask）,掩码用来标识IP地址的网络部分和主机部分。32bits长，用点分十进制表示A类地址掩码：255.0.0.0B类地址掩码：255.255.0.0C类地址掩码：255.255.255.0,And,IP地址,地址掩码,网络地址,子网和子网掩码,192,168,1,17,NetworkPart,SubnetPart(nbits),HostPart(mbits),IP子网:192.168.1.16255.255.255.240或192.168.1.16/28子网数计算:2n(n=4,24=16)主机数计算:2m-2(m=4,242=14),案例：IP子网规划,某公司有一个C类地址段：202.100.1.0/24，该公司有5个部门，每个部门属于不同的子网，每个子网的主机数在2025之间。请为该公司规划IP地址。,IP地址需求分析,互联地址点到点链路：PPP、HDLC广播链路：Ethernet设备标识协议中用来标识不同的设备如OSPF的RouterID，MPLS中的LSRID等,IP地址规划原则,互联地址点到点链路：2个主机地址30位掩码例如：10.1.1.0/30广播链路：由连接链路的主机数确定例如：60台主机，26位掩码可满足其需求设备标识32位掩码例如：1.1.1.1/32,案例：PTN网络IP地址规划,拓扑描述,10GEth/POS,ChSTM-1,ATMSTM-1,BSC,RNC,PTN3900-1,PTN3900-2,PTN3900-3,PTN3900-4,PTN1900-1,POSSTM-1,MLPPP,2E1,1E1,BTS,NodeB,DCN,T2000Server,GNE,GNE,GNE,案例：PTN网络IP地址规划,IP地址需求分析,PTN3900-1及其所管理的NEPTN3900-2及其所管理的NEPTN3900-3及其所管理的NE,PTN3900-1PTN3900-2PTN3900-3PTN3900-4PTN1900-1,3900-13900-23900-13900-33900-23900-33900-23900-43900-41900-1,2.MPLSLSR-ID,1.接口互联IP,3.管理IP,案例：PTN网络IP地址规划,接口互联IP地址规划,案例：PTN网络IP地址规划,MPLSLSR-ID,案例：PTN网络IP地址规划,管理IP地址规划,VLAN的起源,隔离冲突域,DataFlow,Switch,VLAN的起源,隔离广播域,VLANA,VLANB,VLANC,Switch1,Switch3,Switch2,Router,VLAN的划分,有如下几种划分VLAN的方式：基于端口基于MAC地址基于网络层协议基于网络地址基于应用层协议,VLAN的基本概念,链路类型,VLAN2,VLAN3,Switch,Switch,Switch,Switch,Switch,Trunk,Access,VLAN的基本概念,端口类型在802.1Q中定义VLAN帧后，设备的有些端口可以识别VLAN帧，有些端口则不能识别VLAN帧。根据对VLAN帧的识别情况，将端口分为4类：Access端口Trunk端口Hybrid端口QinQ端口,STP/RSTP,SwitchA,SwitchB,SwitchC,SwitchD,SwitchE,SwitchF,SwitchA,SwitchB,SwitchC,SwitchD,SwitchE,SwitchF,Root,STP/RSTP的缺点,SwitchA,SwitchB,SwitchC,SwitchD,SwitchE,SwitchF,HostA,HostD,HostC,HostB,Root,Vlan3,Vlan2,Vlan3,Vlan2,Vlan2,Vlan3,EthernetLink,SpanningTree,MSTP,SwitchA,SwitchB,SwitchC,SwitchD,SwitchE,SwitchF,HostA,HostD,HostC,HostB,Root,Vlan3,Vlan2,Vlan3,Vlan2,Vlan2,Vlan3,EthernetLink,SpanningTree,Root,MSTP,SwitchA,SwitchB,SwitchC,SwitchD,SwitchE,SwitchF,Vlan2,Vlan3,Vlan2,Vlan2,SwitchA,SwitchB,SwitchC,SwitchD,SwitchE,SwitchF,Vlan3,Vlan3,Vlan2,Vlan3,Root,Root,MSTI1:Vlan2,MSTI2:Vlan3,MSTP的应用,涉及MSTP的使用场景主要有三种：同一个PTN设备的多个端口连接同一个用户网络，此时需要让这几个端口与用户网络一起运行MSTP协议以防止环路产生。用户的一个CE设备连接到两个PTN设备上，利用MSTP协议完成通道的切换。用户的网络需要跨运营商网络运行生成树协议，此时PTN设备也只是需要完成BPDU报文的透传，不参与MSTP协议计算。,IP路由基础,什么是路由？,路由指导报文转发的路径信息路由表所有路径信息的集合,R1,N,R1,M,DestinationNetworkN,OtherNetworks,路由表,displayiprouting-tableRoutingTables:Destination/MaskprotoprefCostNexthopInterface0.0.0.0/0STATIC60010.0.1.1Ethernet1/01.0.0.0/8RIP100110.0.1.1Ethernet1/01.1.1.0/24STATIC60010.0.1.1Ethernet1/01.1.1.1/32OSPF10210.0.1.1Ethernet1/02.2.2.2/32DIRECT00127.0.0.1InLoopBack010.0.1.0/30DIRECT0010.0.1.2Ethernet1/010.0.1.2/32DIRECT00127.0.0.1InLoopBack0127.0.0.0/8DIRECT00127.0.0.1InLoopBack0127.0.0.1/32DIRECT00127.0.0.1InLoopBack0,报文转发过程,最长掩码匹配报文目的IP地址与路由表各条目掩码“与”操作，用掩码匹配长度最长的条目指导报文转发例如：报文目的IP地址为1.1.1.11、与路由表各条目掩码（0、8、24、32）“与”运算，结果为：0.0.0.0/0、1.0.0.0/8、1.1.1.0/24、1.1.1.1/32；2、选择最长掩码匹配条目1.1.1.1/32指导转发；3、从条目1.1.1.1/32对应的接口Ethernet1/0转发报文到下一跳10.0.1.1对应的路由器。,协议（Protocol）,链路层协议发现的路由（Direct）开销小，不需要配置。只能发现本接口所属网段的路由。手工配置静态路由（Static）无开销，配置简单，需人工维护，适合简单拓朴结构的网络。动态路由协议发现的路由（OSPF/RIP/IS-IS/etc.）开销大，配置复杂，无需人工维护，适合复杂拓朴结构的网络。,优先级（Pref）,常见路由协议的缺省优先级,路由开销（Cost）,路由开销：当到达同一目的地的多条路由具有相同的优先级时，路由开销最小的将成为当前的最优路由。路由开销可由如下因素影响：线路延迟带宽线路占有率线路可信度跳数最大传输单元,路由协议分类,按作用范围分类：IGP(内部网关协议)RIPOSPFIS-ISEGP(外部网关协议)BGP,自治系统（AS）,自治系统（AutonomousSystem）,AS100,AS65000,IGP,IGP,BGP,BGP,路由协议分类,按协议算法分类距离失量算法路由协议（Distance-Vector）RIPBGP链路状态算法路由协议（Link-State）OSPFIS-IS,距离失量算法路由协议,A,D,C,B,RoutingTable,RoutingTable,RoutingTable,RoutingTable,链路状态算法路由协议,链路状态路由协议算法工作过程可分为如下三个步骤：邻居和邻接关系建立链路状态信息泛洪最短路径优先（SPF）算法计算路由,邻居1-16为用户队列，轮询调度各队列在统计规率上满足用户配置的带宽比例,drop,Queue0,Queue1,Queue16,流分类,加权公平队列,WFQ(Weightedfairqueuing):加权公平队列，保证相同优先级业务间公平，不同优先级业务间加权最大队列数目可配置(16-4096)采用HASH算法尽量将不同的数据流分入不同的队列，自动完成权值依赖于IP报文头中携带的IP优先级,drop,Queue0,Queue1,Queue2,QueueN,N=16,322048,4096,流分类,拥塞避免机制,当拥塞发生时，网络设备可以：进行尾丢弃WFQ可以采用比较智能的丢弃方式如何避免拥塞发生？RED：RandomEarlyDetection，随机早期检测WRED：WeightedRandomEarlyDetection，加权随机早期检测,尾丢弃的缺点,TCP全局同步TCP饥饿高延时和高抖动无差别的丢弃,带宽利用率,时间t,RED：RandomEarlyDetection,丢弃概率,丢弃下限,丢弃上限,20,40,平均队列长度,不丢弃,随机丢弃,尾丢弃,WRED：WeightedRandomEarlyDetection,丢弃概率,丢弃下限,丢弃上限,20,40,平均队列长度,尾丢弃,30,AF21,AF31,PTN支持的流分类,简单流分类IPPrecedence,DSCP,MPLSExp,802.1P复杂流分类源/目的IP地址，源/目的端口号，协议号,PTN设备的CAR控制,CAR（CommittedAccessRate）承诺访问速率CIR（CommittedInformationRate)承诺信息速率PIR(PeakInformationRate)峰值信息速率,PTN的拥塞管理,尾丢弃（TailDrop）RED（RandomEarlyDetection）随机早期检测WRED（WeightedRandomEarlyDetection）加权随机早期检测,PTN的队列调度机制,PQ（PriorityQueue）优先级队列WFQ（WeightedFairQueue）加权公平队列,HQoS,接入侧,网络侧,QoS作用点,端口,V-UNI,应用端口策略,应用V-UNIIngress策略,应用V-UNIEgress策略,控制V-UNIGroup带宽,端口,PW/QinQ,Tunnel,应用PW策略,应用QinQ策略,控制Tunnel带宽,QoS处理,应用端口策略,HQoS（续）,LSP2,LSP1,V-UNIGROUP,VoIP,VOD,BTV,HSI,Fabric,classifier,classifier,classifier,SP,PW4,V-UNI4,V-UNI2,V-UNI1,classifier,V-UNI3,InputNE,OutputNE,User1,User2,User3,User4,PORT,Tunnel的QoS,PTN设备支持基于Tunnel的QoS控制，对Tunnel带宽进行限制。PTN设备在网络的入口/出口处支持PWE3（PseudoWireEmulationEdge-to-Edge）功能，将不同的业务分别适配到不同的PW上，再将PW承载到Tunnel中传送。一个Tunnel中可以承载多条去往同一目的地的PW。PTN设备支持对Tunnel的带宽进行控制。承载在Tunnel中的PW总带宽不能超过该Tunnel允许的带宽。,PTN的QoS策略,PTN设备支持配置QoS策略包括：端口策略V-UNIIngress策略V-UNIEgress策略PW策略QinQ策略以及ATM策略此外还有WFQ调度策略、端口WRED策略，以及业务WRED策略。,MPLSAPS概述,定义APS：AutomaticProtectionSwitching，自动保护倒换保护对象MPLSTunnel标准：ITU-TG.8031性能指标：倒换时业务中断小于50ms,故障检测,MPLSOAM针对单条LSP进行连通性检测，源端发送宿端检测。Ingress节点周期性发送OAM连通性检测报文(CV/FFD)，在egress节点周期性检测，transit节点做穿通处理。检测周期CV：1sFFD：3.33ms,10ms,20ms,50ms,100ms,200ms,500ms,等。,MPLSAPS保护的基本原理,OAM,3.3ms,6.6ms,OAM,10ms,APS,OAMEngine,OAMEngine,PacketEngine,PacketEngine,LineCard,LineCard,LineCard,PacketEngine,WTunnel,PTunnel,APSProtocol,APSProtocol,Fabric,NNI,NNI,UNI,基于硬件的保护流程,MPLSAPS1+1保护,工作Tunnel,保护Tunnel,源端双发,宿端选收,切换前,工作Tunnel,保护Tunnel,源端双发,宿端选收,切换后,MPLSAPS1:1保护,工作Tunnel,保护Tunnel,源端单发,宿端单收,切换前,工作Tunnel,保护Tunnel,源端单发,宿端单收,切换后,MPLSAPS单向倒换,工作Tunnel,保护Tunnel,切换前,工作Tunnel,保护Tunnel,切换后,MPLSAPS双向倒换,工作Tunnel,保护Tunnel,切换前,工作Tunnel,保护Tunnel,切换后,PTNAPS保护特性,MPLSAPS配置注意事项,创建APS保护之前，需要先使能MPLSOAM；为使APS倒换时间能够小于50ms，需设置OAM报文的类型为FFD，发送周期为3.33ms；要在通道两端配置了APS保护组后，再使能APS协议；APS的倒换状态有：强制倒换、自动倒换、手动倒换、等待恢复、IDLE。,快速重路由（FRR）,FRR：FastReroute，快速重路由是一种局部保护（LocalProtection）技术。按保护对象分为：链路保护（LinkProtection）节点保护（NodeProtection）FRR支持的保护类型：One-to-oneBackupFacilityBackup,FRR的基本概念,NE1,NE2,NE3,NE4,NE5,NE6,NE7,NE8,NE9,PLR,MP,PrimaryTunnel1,PrimaryTunnel2,PrimaryTunnel3,BypassTunnel1,BypassTunnel2,MP,链路保护和节点保护,链路保护（LinkProtection）保护PLR和NHOP之间的链路节点保护（NodeProtection）保护与PLR相邻的下游节点（NHOP）及PLR和NHOP之间的链路被保护节点不能是MP,FacilityBackup,PLR,MP,PrimaryTunnel,BypassTunnel,101,125,293,186,101,PWLabel,Packet,293,PWLabel,Packet,125,案例：链路保护,PLR,MP,PrimaryTunnel,BypassTunnel1,NE1,NE2,NE3,NE4,NE5,NE6,NE7,案例：节点保护,PLR,MP,PrimaryTunnel,BypassTunnel2,NE1,NE2,NE3,NE4,NE5,NE6,NE7,恢复模式,PTN中FRR的恢复模式：发生FRR切换时，被保护隧道首节点负责隧道的重优化并建立一条新的隧道。新隧道建立后，业务流量会从BypassTunnel切换到新的隧道。当主用隧道恢复时，业务流量不会切换回到原来的隧道。,LMSP概述,LMSP：LinearMultiplexSectionProtection，线性复用段保护保护对象STM-1/4的光口POD41板、AD1板、CD1板（目前CD1仅在网络侧，即接入ML-PPP时才支持LMSP）标准：ITU-TG.841性能指标：倒换时业务中断小于50ms,LMSP原理,LMSP通过SDH帧中复用段的开销K