网通培训教案IP城域网

城域网部分城域网概述基于覆盖范围的网络分类LAN、MAN、WANLAN：LocalAreaNetwork——局域网本地范围，距离为几公里，属于某个单位或部门MAN:MetropolitanAreaNetwork——城域网本地范围，距离为几公里～几十公里，覆盖一个城市WAN:WideAreaNetwork——广域网大范围，距离为为几十公里～几千公里，覆盖几个省，甚至一个国家。城域网概述为什么要建设城域网随着因特网用户数量的剧增、多媒体业务的不断普及和信息流量的持续高速增长，利用PSTN网络的传统接入方式的缺陷越来越明显，主要体现在，一方面对网络造成了巨大的压力；另一方面由于提供的带宽大低，限制了多媒体应用的进一步发展，降低了竞争力，因此，建设宽带IP城域网，为用户提供宽带接入方式，已成为必然的发展趋势。城域网概述宽带IP城域网是根据业务发展和竞争的需要而建设的城市范围内（可能包括所辖的县区等）的宽带多媒体通信网络，是宽带骨干网络（如中国电信IP骨干网络、联通骨干ATM网络、网通宽带IP网络等）在城市范围内的延伸，并作为本地的公共信息服务平台组成部分，负责承载各种多媒体业务，为用户提供各种接入方式，满足政府部门、企事业单位、个人用户对基于IP的各种多媒体业务的需求。城域网概述我们也可以把IP城域网理解为就是IP分布式接入网络的延伸初期目标:为企业、政府、和家庭用户提供方便快捷的网络连接，实现用户以兆比特级别的宽带接入。长远目标：建设城市的信息化基础设施CII，结合无线宽带接入的手段，实现用户随时随地的实时在线连接。城域网业务定位业务定位：作为IP广域骨干网络在城市范围内的延伸，承载各种多媒体业务，汇聚宽、窄带用户的接入，以IP网络的可管理性、可扩充性为基础，满足政府部门、企业、个人用户对各种基于IP的宽带多媒体业务（互联网访问、虚拟专用网等）的需求。城域网业务定位承载的业务特性：宽带化、综合化、个性化目前IP城域网由于处于初级阶段，所以主要要求满足两方面的业务要求高Qos低Qos城域网分层结构在组网功能结构上分为三层：核心层、汇聚层、接入层。核心层：核心层负责进行数据的快速转发和整个城域网路由表的维护，同时实现同骨干网的互连，提供城市的高速IP数据出口核心层主要由传输网络和核心交换设备组成核心节点设置应该考虑业务分布等客观条件，采用网状或者半网状拓扑结构。城域网分层结构汇聚层功能：扩展核心层设备端口；扩大核心层节点的业务覆盖范围；汇聚接入节点；管理接入用户一般由高性能大容量的三层交换设备组成城域网分层结构接入层功能：各种类型的用户的接入，有时提供流量控制功能城域网建设建设目标开放的基础传送平台数字化、宽带化、综合化的接入平台丰富的业务提供能力有效的网络管理和运营能力组网方案采用高速路由器为核心，路由器或者交换机作为汇聚层的三层网络设计采用高速LAN交换机为核心，交换机作为汇聚层（全交换）的网络设计城域网建设两种方案比较网络的可靠性和冗余网络的性能和控制能力网络增值服务网络的可扩展性网络的收敛时间城域网技术城域网技术目前城域范围电信网由上至下可纵向划分为三种网络：业务网、传送网、光缆网。业务网主要包括话音网和数据网；传送网主要基于SDH技术构建；光缆网由广泛分布的光缆线路互连组成，是所有上层网络的物理媒体承载平台。城域网技术城域数据网的结构一般分为核心层、汇聚层和接入层。核心层负责进行数据的快速转发，同时实现同骨干网的互连，提供城市的高速IP数据出口。汇聚层负责汇聚分散的接入点，进行数据交换，提供流量控制和用户管理功能。接入层负责提供各种类型用户的接入，在有需要时提供用户流量控制功能。城域网技术目前城域网技术的发展有三个主流方向，即IP城域网技术、城域以太网技术、光城域网技术。对应每种技术有相应的组网方案。IP城域网技术和城域以太网技术均属于城域数据网范畴，IP城域网指利用路由器组网，核心、汇聚节点之间利用POS端口互连。城域以太网指利用L2/L3交换机组网，节点之间利用裸光纤互连。光城域网属于传送网范畴，它的核心是利用光传输网络直接承载IP/Ethernet，为上层的业务提供更有效的承载。可以使用各种光纤电路承载IP/Ethernet：SDH/SONET连接、DWDM/CWDM连接或者RPR连接。根据光纤电路类型的不同，光城域网技术可分为MSTP技术、RPR技术、DWDM/CWDM技术。城域网技术IP城域网技术IP城域网技术的核心是POS，POS是IP/PPP/HDLCoverSDH/SONET。采用点到点协议（PPP）对IP数据包进行封装，并采用HDLC的帧格式映射到SDH/SONET帧上，按某个相应的线速进行连续传输，它保留了IP面向非连接的特性。其中，PPP提供多协议封装、差错控制和链路初始化控制等功能；HDLC帧格式负责同步传输链路上PPP封装的IP数据帧的定界。目前POS支持OC-3（STM-1）155Mbit/s、OC12（STM-4）622Mbit/s、OC-48（STM-16）2.5Gbit/s,OC-256（STM-64）10Gbit/s。城域网技术优缺点POS技术的优点是网络体系结构简单，避免了ATM技术的协议复杂性和过高的信元头开销，直接将IP数据包通过协议封装送到光纤上，无需进行IP包的拆分和重组，从而大大提高了处理能力，并降低了设备的价格。POS技术的缺点是只支持点到点的连接，端口消耗大。与以太网相比，POS端口的价格较贵，如一个622Mbit/s端口的价格是GE的几倍。适用范围POS技术适用于城域的核心和汇聚承载各种数据业务。城域网技术城域以太网技术以太网技术不仅是一种交换技术，而且可作为一种承载技术，广泛应用于城域网领域。由于以太网技术最初应用于局域网，当它应用于城域网时，在认证和计费、故障保护机制、业务能力、安全等方面存在缺陷，随着以太网技术本身的发展，这些问题将逐步得到解决。如利用各种包过滤技术、VLAN隔离、入侵监测与防范技术提高城域以太网的安全性；使用802.1x、PPPoE、DHCP+、Web认证方式对用户进行认证，并实现包月制、按时长、按流量计费；采用速率限制确保和限制带宽通道，提高QoS保证能力当前，MPLS技术已有了很大的进步，将MPLS技术同以太网技术相结合，可提高城域以太网的业务能力、故障保护倒换机制，使运营商能在城域内提供VLL、VPLS、VPN多种业务，并获得50ms电信级的自愈恢复时间，MPLS已经逐渐成为高端交换机必备的属性之一。城域网技术优点价格便宜，以太网的技术相对简单，它的扩展基于现有的设备，因此它的价格相对于帧中继、ATM便宜。快速的按需配置，以太网能按照用户的要求提供各种速率，从1Mbit/s到10Gbit/s，而且带宽增加的颗粒可以为1Mbit/s或者更小，甚至客户可以使用基于Web的工具自己控制带宽。速率升级容易，以太网不具备不同的平台和环境，因此它的配置和工作更为简单，以太网的可插卡特性使以太网从低速向高速的升级很容易。应用广泛，多年来以太网广泛应用于企业和校园局域网中，并提供标准的FE/GE/10Gbit/s接口。城域网技术缺点以太网本身没有端到端的概念，尽管能在单独链路上提供COS，却不能提供端到端的QoS保障机制以太网的保护机制主要存在自愈时间慢，缺少有效的故障隔离的能力等缺陷。以太网只是为点到点或者是网状网的拓扑结构进行设计的，不适用于环形拓扑结构。城域网内以太网交换机组网通常采用双归形组网，浪费光纤资源适用范围城域以太网技术适用于城域的核心、汇聚和接入承载各种数据业务。城域网技术光城域网技术光城域网技术可分为MSTP技术、RPR技术、DWDM/CWDM技术。MSTP技术是对数据网优化的，而不是替代数据设备，它的辅助的地位不会改变。MSTP可以根据数据业务需要替代少量数据网接入和路由设备，但辅助的地位不会改变。适用于城域传送网的汇聚和接入层，支持混合型业务量特别是以TDM业务量为主的混合型业务量。城域网技术RPR独立设备组网能力弱，适于城域传送网的接入，支持混合型业务量，特别是以数据业务量为主，TDM业务量为辅的情况。插卡式设备组网能力灵活，适于城域数据网的汇聚、骨干，支持数据业务DWDM/CWDM适合光纤紧缺的环境，主要用于城域核心层，在中短距离范围内对业务进行透明传输。IP城域网技术网络连接链路技术G比特以太网技术（前面已经讲到）POS技术（前面已经讲到）RPR技术IP城域网技术RPR技术RPR是一项基于分组的全新的传输技术，它综合了以太网和SDH的优点，将IP路由技术对带宽的高效利用、丰富的业务融合能力和光纤环路的高带宽及自愈能力结合起来，更好地满足城域网的多业务需求。RPR一般采用双环结构，由两根反向光纤组成环形拓扑结构。其中一根顺时针，一根逆时针，节点在环上可从两个方向到达另一节点。每根光纤可以同时用来传输数据和同向控制信号，RPR环双向可用。利用空间重用技术实现的空间重用，使环上的带宽得到更为有效的利用。RPR技术具有空间复用、环自愈保护、自动拓扑识别、多等级QoS服务、带宽公平机制和拥塞控制机制、物理层介质独立等技术特点。RPR技术的优点是能提供MAC层的50ms自愈时间，能提供多等级、可靠的QoS服务。它的缺点为：·标准不成熟。目前RPR的标准未正式通过，它只是个草案，厂家提供的为非标准RPR产品，将来需要对产品进行升级；组网能力差。由于草案中没有提及相交环、相切环等组网结构，当利用RPR组建大型城域网时，多环之间只能利用业务接口进行互通，不能实现网络的直接互通，因此它的组网能力相对SDH、MSTP较弱；业务能力不统一。由于RPR的草案只是定义了一个新的MAC层协议，对RPR提供的业务能力没有明确规定，因此目前实际的RPR产品提供的业务能力差异较大，如插卡