(高清版)GBT 40420.4-2021 基于公用电信网的宽带客户网关虚拟化 第4部分：实体企业网关技术要求

基于公用电信网的宽带客户网关虚拟化第4部分：实体企业网关技术要求2021-10-11发布2022-05-01实施国家标准化管理委员会IGB/T40420.4—2021前言 2规范性引用文件 13术语和定义 24缩略语 25实体企业网关总体要求 45.1实体企业网关在网络中的位置 45.2实体企业网关功能参考模型 46接口要求 56.1网络侧接口 56.2用户侧接口 67功能要求 67.1总体要求 67.2接入功能 77.3传送功能 87.4QoS功能 87.5安全功能 7.6管理功能 7.7语音业务功能 7.8IGMP组播功能 8操作维护要求 8.1日志功能 8.2故障管理 8.3软件升级 8.4配置的保存和恢复 8.5恢复出厂配置操作 8.6以太网环路检测 9性能要求 9.1路由转发性能要求 9.2WLAN无线性能要求 10其他要求 10.1环境要求 ⅡGB/T40420.4—202110.2供电要求 10.3电气安全 10.4电磁兼容 10.5环保要求 ⅢGB/T40420《基于公用电信网的宽带客户网关虚拟化》已发布以下部分：——第1部分：总体要求；——第2部分：语音虚拟化技术要求；——第3部分：实体家庭网关技术要求；——第4部分：实体企业网关技术要求；——第5部分：虚拟家庭网关功能技术要求；——第6部分：虚拟企业网关功能技术要求；——第7部分：管理要求；——第8部分：接口要求。本部分为GB/T40420的第4部分。本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由中华人民共和国工业和信息化部提出。本部分由全国通信标准化技术委员会(SAC/TC485)归口。本部分起草单位：中国电信集团有限公司、中国联合网络通信集团有限公司、中国信息通信研究院、中国移动通信集团有限公司、中兴通讯股份有限公司、华为技术有限公司、上海诺基亚贝尔股份有限公1基于公用电信网的宽带客户网关虚拟化第4部分：实体企业网关技术要求GB/T40420的本部分规定了公用电信网宽带客户网关虚拟化后实体企业网关的总体要求以及接本部分适用于基于公用电信网宽带客户网关虚拟化的实体企业网关。注：如无特别说明，本部分中所出现的宽带客户网络均指基于公用电信网的宽带客户网络；电信网络均指公用电信网络；实体网关均指实体企业网关。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T15629.3—2014信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第3部分：带碰撞检测的载波侦听多址访问(CSMA/CD)的访问方法和物理层规范GB/T26572—2011电子电气产品中限用物质的限量要求GB/T29229—2012基于以太网方式的无源光网络(EPON)技术要求GB/T33845—2017接入网技术要求吉比特的无源光网络(GPON)GB/T37081—2018接入网技术要求10Gbit/s以太网无源光网络(10G-EPON)GB/T39577—2020接入网技术要求10Gbit/s无源光网络(XG-PON)GB/T40420.1基于公用电信网的宽带客户网关虚拟化第1部分：总体要求YD/T983—2018通信电源设备电磁兼容性要求及测量方法YD/T993—2016有线电信终端设备防雷技术要求及试验方法YD/T1054—2000接入网技术要求-综合数字环路载波(IDLC)YD/T1814—2008基于公用电信网的宽带客户网络的远程管理第1部分：总体YD/T1965—2009基于公用电信网的宽带客户网络设备及其辅助设备的电磁兼容性要求和测量方法YD/T2372—2011支持IPv6的接入网总体技术要求ITU-TG.9807.110-G级对称无源光网络(XGS-PON)[10-Gigabit-capablesymmetricpassiveopticalnetwork(XGS-PON)]IEEE802.lad—2005LAN/MAN规范修订4:运营商级桥接(IEEEStandardforLocalandMet-ropolitanAreaNetworks—VirtualBridgedLocalAreaNetworks—Amendment4:ProviderBridges)networks:MediaAccessControl(MAC)Bridges]IEEE802.1lac—2013LAN/MAN特定要求第11部分：无线介质访问控制和物理层规范修订4:运行在6GHz以下频段中超高吞吐量的增强[Localandmetropolitanareanetworks—Specificre-quirements—Part11:WirelessLANMediumAccessControl(MAC)andPhysicalLayer(PHY)Spec-ificationsAmendment4:EnhancementsforVeryHighThroughputforOperationinBandsbelow62IEEE802.1lad—2012LAN/MAN特定要求第11部分：无线介质访问控制和物理层规范修订3:60GHz频段超高吞吐量的增强[Localandmetropolitanareanetworks—Specificrequirements—IEEE802.11n—2009LAN/MAN特定要求第11部分：无线介质访问控制和物理层规范修订WirelessLANMediumAccessControl(MAC)andPhysicalLayer(PHY)SpecificationsAmendmentIETFRFC1157简单网络管理协议[ASimpleNetworkManagementProtocol(SNMP)]IETFRFC1901基于团体的SNMPv2的介绍(IntroductiontoCommunity-basedSNMPv2)TR-069CPE广域网管理协议(CPEWANManagementProtocol)3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。在宽带客户网关虚拟化场景下部署在宽带客户侧的网关设备。注：根据接入用户类型的不同，分为实体家庭网关和实在宽带客户网关虚拟化场景下部署在宽带企业客户侧的网关设备。虚拟网关virtualgateway在宽带客户网关虚拟化场景下部署在网络侧网关功能集合。注1:这些功能可能部署在一个网络侧设备上，也可能部署在多个网络侧设备上，这些功能和部署在用户侧的实体网关一起提供宽带客户网关的功能。注2:根据接人用户类型的不同，分为虚拟家庭网关和虚拟企业网关。虚拟企业网关virtualbusinessgateway在宽带客户网关虚拟化场景下部署在网络侧的企业网关功能集合。注：这些功能可能部署在一个网络侧设备上，也可能部署在多个网络侧设备上，这些功能和部署在客户侧的实体企业网关一起提供宽带企业网关的功能。4缩略语下列缩略语适用于本文件。ACL:接入控制列表(AccessControlList)ACS:接入控制服务(AccessControlSever)CAR:承诺访问速率(CommittedAccessRate)DDNS:动态域名服务(DynamicDomainNameServer)DHCP:动态主机配置协议(DynamicHostConfigurationProtocol)3DLNA:数字生活网络联盟(DigitalLivingNetworkAlliance)DSCP:差分服务代码点(DifferentiatedServicesCodePoint)EMC:电磁兼容性(ElectroMagneticCompatibility)EMS:网元管理系统(ElementManagementSystem)GRE:通用路由封装(GenericRoutingEncapsulation)HTTP:超文本传输协议(HyperTextTransferProtocol)ICMP:互联网控制报文协议(InternetControlMessageProtocol)IGMP:互联网组管理协议(InternetGroupManagementProtocol)IP:互联网协议(InternetProtocol)IPv4:互联网协议第四版(InternetProtocolVersion4)IPv6:互联网协议第六版(InternetProtocolVersion6)LAN:局域网(LocalAreaNetwLSL:逻辑用户连接(LogicalSubscriberLink)L2TP:二层隧道协议(Layer2TunnelingProtocol)MAC:媒体访问控制(MediumAccessControl)MIMO:多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output)MTBF:平均故障间隔时间(MeanTimeBetweenFailure)MU-MIMO:多用户多输入多输出(Multi-UserMultiple-InputMultiple-Output)NAPT:网络地址端口转换(NetworkAddressPortTranslation)NAT:网络地址转换(NetworkAddressTranslation)NTP:网络时间协议(NetworkTimeProtocol)OAM:操作管理维护(OperationAdministrationandMaintenance)OLT:光线路终端(OpticalLineTerminal)OMCI:光网络单元管理控制接口(ONUManagementandControlInterface)PBG:实体企业网关(PhysicalBusinessGateway)PG:实体网关(PhysicalGateway)PON:无源光网络(PassiveOpticalNetwork)POTS:传统电话业务(PlainOldTelephoneService)PPP:点对点协议(Point-to-PointProtocol)QoS:服务质量(QualityofService)SIP:会话初始协议(SessionInitiationProtocol)SLAAC:无状态地址自动配置(Statelessaddressautoconfiguration)SNMP:简单网络管理协议(SimpleNetworkManagementProtocol)SSID:服务集标识(ServiceSetIdentifier)SSL:安全套接层(SecureSocketsLayer)TCP:传输控制协议(TransmissionControlProtocol)ToS:服务类型(TypeofService)UDP:用户数据报协议(UserDatagramProtocol)UPnP:通用即插即用(UniversalPlugandPlay)USB:通用串行总线(UniversalSerialBus)4接入网接入网VBG:虚拟企业网关(VirtualBusinessGateway)VID:VLAN标识(VLANIdentifier)VLAN:虚拟局域网(VirtualLocalAreaNetwork)VPN:虚拟专用网(VirtualPrivateNetwork)VxLAN:虚拟扩展局域网(VirtualExtensibleLocalAreaNetwork)WLAN:无线局域网(WirelessLocalAreaNetwork)WPA:Wi-Fi网络安全接入(Wi-FiProtectedAccess)WRR:加权循环调度(WeightedRoundRobin)XGS-PON:10Gbit/s对称模式无源光网络(10-Gigabit-capableSymmetricPassiveOpticalNet-work)5实体企业网关总体要求5.1实体企业网关在网络中的位置实体企业网关在网络中的位置如图1所示。实体企业网关的网络侧可以通过各种接口直接与接入网相连。实体企业网关的用户侧可以直接与企业用户终端设备或适配设备相连，也可以直接与企业的局域网相连。城域网虚拟企业网关LSL1用户侧接口终端设备11用户侧接口终端设备1接口适配设备业网关局域网图1实体企业网关在网络中的位置5.2实体企业网关功能参考模型如图2所示，实体企业网关主要由6个功能模块组成：——接入功能；——联网功能；——传送功能；——核心功能；——管理功能；——业务功能。5接入功能主要实现宽带客户网络与电信网络的连接，同时还需要实现实体企业网关与虚拟企业网关间的逻辑连接。联网功能主要实现实体企业网关与宽带客户网络内部的用户终端设备、终端适配设备及宽带客户网络内部的局域网的连接。传送功能主要实现宽带客户网络内部设备与电信网络之间的流量传送。核心功能包括：——QoS功能，主要实现多业务流的分级处理及转发，用于保证服务质量；——安全功能，主要防止外部网络对宽带客户网络的非法访问以及内部网络的非法接入；——地址功能，主要实现实体企业网关自身IP地址获得以及企业网络内部终端获得IP地址。管理功能包括：——本地管理，主要实现实体企业网关的本地Web登录管理与控制；——VBG——EMSPON管理，主要实现虚拟企业网关作为代理实时配置实体企业网关的业务和功能；远程管理功能，仅针对PON上行的实体企业网关，EMS通过OLT对实体企业网关进行相关功能的远程管理；——ACS远程管理，主要实现ACS对实体企业网关进行终端认证、状态监控、故障告警和诊断管理。业务功能，根据实际部署需求，可按实体企业网关的设备形态来进行业务功能的部署，主要实现网关内置的传统业务，如VoIP业务振铃等。管理功能管理功能业务功能VBG管理本地管理安全功能EMS远程管理ACS远程管理传送功能接入功能业务功能~联网功能语音功能业务功能;核心功能地址功能图2实体企业网关功能框图6接口要求6.1网络侧接口实体企业网关应至少支持下列接口之一作为网络侧接口，接入公用电信网：——GPON接口；——EPON接口；——10G-EPON接口；——XG-PON接口；6——1000BASE-T以太网接口。EPON接口应符合GB/T29229—2012的规定。GPON接口应符合GB/T33845—2017的规定。10G-EPON接口应符合GB/T37081—2018的规定。XG-PON接口应符合GB/T39577—2020的规定。XGS-PON接口应符合ITU-TG.9807.1的规定。1000BASE-T以太网接口应符合GB/T15629.3—2014相关要求，并应支持直连和交叉网线自适应功能。可选支持以太网节能功能，应符合GB/T15629.3—2014的要求。6.2用户侧接口实体企业网关的用户侧接口应至少提供4路以太网100BASE-T/1000BASE-T接口，其中至少1路1000BASE-T接口。100BASE-T/1000BASE-T接口应符合GB/T15629.3—2014相关要求，宜支持自适应连接网线的功能(AutoMDI/MDIX)。WLAN接口应符合IEEE802.11n—2009或IEEE802.1lac—2013要求，应支持2×2MIMO,其中双频WLAN接口应同时支持IEEE802.11n(2.4GHz)和IEEE802.llac(5GHz)要求，应支持2×2MIMO。对于10G-EPON、XG-PON、XGS-PON实体企业网关，应支持IEEE802.11n—2009的3×3MIMO或IEEE802.1lac—2013的3×3MIMO,可选支持IEEE802.1lac—2013的3×3MU-MIMO。实体企业网关可选支持60GHzWiFi功能，该功能应符合IEEE802.1lad—2012相关要求。实体企业网关的用户侧接口可选提供USB接口。当提供USB接口时，应满足USB3.0,应支持USBMaster工作模式，应支持FullSpeed(12Mbit/s)速率要求，可选支持Hi-Speed(480Mbit/s)速率要求。实体企业网关的用户侧应提供POTS接口，接口应符合YD/T1054—2000的规定。7功能要求7.1总体要求在宽带客户网关虚拟化架构下，虚拟化功能的划分有以下两种模式：——模式一：将三层转发和三层以上功能上移到VBG,在PBG上仅保留二层功能和部分简单三层功能；——模式二：将管理功能、控制功能上移到VBG,在PBG上仅保留数据转发和相关的二层、三层功能。模式一和模式二的功能划分要求应符合GB/T40420.1。为便于描述区分，采用模式一进行虚拟化7功能划分的实体企业网关简称“模式一PBG”,采用模式二进行虚拟化功能划分的实体企业网关简称“模式二PBG”,模式一PBG和模式二PBG的功能支持情况见表1。表1不同模式的实体企业网关功能要求功能模式一PBG模式二PBG物理接口支持支持支持支持包处理转发功能二层转发支持支持三层转发数据面(路由、NAT)可选支持支持隧道封装和加密可选支持支持—防火墙基于MAC、物理端口支持可选支持基于IP、协议类型、协议端口等——基于MAC、物理端口支持支持基于IP、协议类型、协议端口等——支持网络控制层IP路由协议———三层转发控制面(路由、NAT)—可选支持组播控制协议，如IGMPsnooping、Proxy等网络附着协议，包括DHCP、PPP等—————等认证模式等认证模式业务协调层用户侧协议，如UPnP、DLNA用户侧拓扑发现协议，如DHCPoption—应用层网关———HTTP服务器可选支持可选支持业务层VoIP支持业务功能支持业务功能DDNS——管理层远程管理二层管理(OAM/OMCI等)支持支持三层管理(TR069、SNMP等)可选支持可选支持本地管理支持支持控制协议VG控制面和PG转发面之间的控制协议—支持注：支持指要求此功能在PG或VG上实现；可选支持指此功能在PG7.2接入功能实体企业网关应支持通过逻辑连接(LSL)接入到VBG,至少支持以下模式中的一种接入模式：——单层VLAN模式；——双层VLAN模式；87.3传送功能7.3.1工作模式实体企业网关应支持工作在桥接模式、路由模式、桥接路由混合模式。实体企业网关应能够接收无VLAN标记、携带优先级标记(VID=0)或VLAN标记的报文。实体企业网关应能够对上行无VLAN标记报文添加p-bit和VID,对优先级标记的报文添加VID,应能够丢弃携带VLAN标记的报文。实体企业网关应能够将下行接收到的VLAN标记的报文去掉VLAN标记。实体企业网关应支持1:1的VLAN转换功能。实体企业网关应支持透明以太网专线业务(TLS)端口，透传用户无VLAN标记、携带优先级标记(VID=0)或VLAN标记的以太网报文。实体企业网关应支持将用户侧的以太网端口或不同WLANSSID的无线端口进行VLAN的划分。实体企业网关可选支持双层VLAN功能，双层VLAN功能应符合IEEE802.lad—2005的要求。7.4.1业务流分类和标记功能模式一PBG应支持基于MAC地址、物理接口(包括SSID)进行流分类。模式二PBG应支持外部网络要求的QoS机制，支持以下流分类技术：a)支持按源IP(包括网段和范围)、目的IP(包括网段和范围)、源端口、目的端口、物理接口(包括SSID)进行流分类；b)支持按源MAC地址、目的MAC地址、VLANID、IEEE802.1D—2004进行流分类；c)支持按DSCP进行流分类；d)支持按协议类型(TCP/UDP/ICMP)进行流分类；e)可选支持通过识别业务报文，对动态业务进行流分类，例如通过识别SIP报文，提取呼叫语音流的IP地址/UDP端口号信息，并施加已经配置的流分类策略。f)可选支持按照ToS进行标记。7.4.2业务流限速功能实体企业网关应支持对业务进行流量控制，包括每种上行业务流的CAR、LAN-WLAN的CAR。应支持CAR规则的配置。7.4.3优先级队列调度功能实体企业网关应支持至少4个优先级队列，并能根据流分类的结果将业务流映射到不同的队列，应支持绝对优先级队列调度和WRR队列调度方式，应支持绝对优先级和加权优先级的混合调度。97.5安全功能7.5.1防端口扫描能力实体企业网关应能够提供防端口扫描功能，应能对其他设备或者应用的恶意端口扫描进行防护。7.5.2防火墙功能模式一PBG应支持防火墙功能，支持对防火墙等级的设置，支持对防火墙规则的配置，并支持基于以下规则对报文进行过滤：——支持根据源MAC地址、目的MAC地址进行报文过滤；——支持根据物理端口进行报文过滤。对于模式二PBG,上述防火墙功能为可选。7.5.3接入控制实体企业网关应支持基于MAC地址进行接入控制。7.6管理功能7.6.1VBG远程管理模式一PBG应支持VBG作为代理的远程管理。模式二PBG应接受VBG的管理与控制。7.6.2管理平台远程管理实体企业网关可选支持管理平台通过TR-069对其进行远程管理，可选作为代理支持通过TR-069协议对宽带客户网络内部设备进行远程管理。可选支持SNMP方式进行管理。实体企业网关应支持通过PPPoE或DHCP方式获得独立的管理IP地址。管理通道应支持采用独立的VLAN。TR-069远程管理功能、协议应符合YD/T1814—2008和TR-069协议的规定。SNMP协议应支持SNMPv1和SNMPv2c。SNMPv1应符合IETFRFC1157的要求。SNMPv2c应符合IETFRFC1901的要求。实体企业网关可选支持通过IPv6承载上述管理协议。7.6.3EMS远程管理PON上行PBG应支持EMS平台通过OAM/OMCI协议进行远程管理。管理范围包括PON系统参数查询、PON系统协议互通、物理层和MAC层配置等功能。7.6.4本地管理功能实体企业网关应支持通过Web方式进行本地管理。实体企业网关可选支持通过TELNET方式进行本地管理。本地管理方式应支持两级用户账号管理模式，即普通用户账号和管理维护账号。普通用户账号只具备网关联网的基本配置和设备查询能力；管理维护账号具备网关完整的配置和管理能力，并且能够查询普通账号的用户名，修改普通账号信息。实体企业网关应支持本地进行恢复出厂配置操作。7.7语音业务功能实体企业网关应支持传统的语音业务，提供POTS接口、拨号音和振铃信号、接收用户拨号指令等实体企业网关应支持IGMPSnooping、IGMPProxy功能，IGMP协议支持IGMPv2,可选支持IGMPv3,组播流应能够转发到相应VLAN接口。模式二PBG应支持IPv6协议族，包括支持SLAAC、DHCP-PD和PPP承载IPv6时的各种地址获取方式。应支持IPv4/IPv6双协议栈，支持同时获取IPv4以及IPv6地址的能力。IPv6功能应符合YD/T2372—2011的要求。模式一PBG可选支持上述功能。8操作维护要求实体企业网关应提供记录日志，包括系统日志、访问日志、告警记录等，能够记录网关设备的登录记录、管理配置操作，并提供查询、清空日志记录功能。日志记录的内容应可按照日志严重等级等进行设置。日志文件宜为文本文件格式。日志文件断电应不丢失。网关应支持NTP协议，并为日志记录带上时间戳。日志应可通过远程管理或本地管理功能获取和操作。8.2故障管理实体企业网关应具有实时告警上报功能。上报的告警消息种类和级别等应可配置。告警消息同时应在网关本地进行保存。宜至少支持下列告警消息：严重告警：——端口不可用；——文件服务器不可达；——文件服务器用户名/密码错误；——下载文件超时；——服务器上无指定文件；——软件升级失败；——闪存空间不足。主要告警：——CPU使用率过高；——日志空间受限。次要告警：——设备重启；——管理员登录连续错误次数超过最大值。8.3软件升级实体企业网关中的系统和应用软件应可进行本地或远程升级。升级软件时应具有容错校验功能，如果升级失败，应能恢复到原来的软件版本。远程升级操作应允许运营商定义设备的保留参数，这些参数在经历升级操作后不应被清除。8.4配置的保存和恢复实体企业网关应允许管理员用户对系统的配置进行保存下载、上传恢复等功能。8.5恢复出厂配置操作实体企业网关通过远程、本地进行恢复出厂配置操作，应允许运营商定义设备的保留参数，这些参数在经历恢复出厂设置后不应被清除。8.6以太网环路检测实体企业网关应支持检测并处理以下两类用户侧以太网成环情况：a)检测设备不同LAN/WLAN端口之间成环，并断开成环端口中的一个；b)检测设备同一个LAN口之下的网络成环，并断开成环端口。9性能要求9.1路由转发性能要求对于GPON、EPON、1000BASE-T以太网上行的实体企业网关，上下行吞吐量应不小于600Mbit/s。对于XG-PON上行的实体企业网关，下行吞吐量不小于5Gbit/s,上行吞吐量不小于2Gbit/s;对于XGS-PON上行的实体企业网关，上下行吞吐量均不小于5Gbit/s。对于非对称10G-EPON上行的实体企业网关，以太网接口下行吞吐量不小于5Gbit/s,上行吞吐量不小于900Mbit/s;对于对称10GEPON上行的实体企业网关，上下行吞吐量均不小于5Gbit/s。实体企业网关应支持不小于4000个MAC地址转发表项。9.1.3连接数量要求对于GPON、EPON、1000BASE-T以太网上行的实体企业网关应满足以下要求：a)支持在64bytes、512bytes、1024bytes、1518bytes下UDP的session数不低于4000个。b)在打开防火墙、10条ACL、启用NAT的条件下，模式二PBG应支持每秒新建TCPSession数不低于400个。c)在打开防火墙、10条ACL、启用NAT的条件下，模式二PBG应支持最大并发TCPSession数不低于4000个。对于10G-EPON、XG-PON、XGS-PON上行的实体企业网关应满足以下要求：a)支持在64bytes、512bytes、1024bytes、1518bytes下UDP的session数不低于10000个。b)在打开防火墙、10条ACL、启用NAT的条件下，模式二PBG应支持每秒新建TCPSession数不低于1000个。c)在打开防火墙、10条ACL、启用NAT的条件下，模式二PBG应支持最大并发TCPSession数不低于10000个。在打开防火墙、