20xx最新宽带城域网总体方案建议书

20xx最新宽带城域网总体方案建议书内容摘要：

以 ATM 信元形式在信道中传输。 当网络中的交换机接收到一个 IP数据包时，它首先根据 IP 数据包的 IP 地址通过某种机制进行路由地址处理，按路由转发。 随后，按已计算的路由在 ATM 网上建立虚电路（ VC）。 以后的 IP 数据包将在此虚电路 VC 上以直通（ Cut 一 Through）方式传输，直到下一个路由器，从而有效地解决了 IP 网络中路由器的瓶颈问题，并将 IP 包的转发速度提高到交换速度。 实现 IP over ATM， 把相应 的解决方案分为两种模型：重叠模型和集成模型。 ● 重叠模型 重叠模型的实现方式主要有： IETF 推荐的 IPOA、 CIPOA（ C1assic IP Over 宽带城域网总体方案建议书 第 8 页 共 115 页 ATM）、 ATM Forum 推荐的 LAN 仿真（ LANE： LAN Emulation）和多协议MPOA 等（ MPOA： MutiProtocol over ATM）。 重叠技术的主要思想是： IP 的路由功能仍由 IP 路由器来实现，需要地址解析协议 ARP 实现 MAC 地址与 ATM地址或 IP 地址与 ATM 地址的映射。 而其中的主机不需要传统的路由器，任何具有 MPOA 功能 的主机或边缘设备都可以和另一设备通过 ATM 交换直接连接，并由边缘设备完成包的交换即第三层交换。 重叠模型的信令标准完善成熟，采用 ATM Forum／ ITUT 的信令标准，与标准的 ATM 网络及业务兼容。 但该技术对组播业务的支持仅限于逻辑子网内部，子网间的组播需通过传统路由器，因而对广播和多发业务效率较低。 ● 集成模型 集成模型的实现技术主要有： Ipsilon 公司提出 IP 交换（ IP Switch 技术）、Cisco 公司提出的标记交换（ Tag switch）技术、 IBM 公司设计的 Aggregate RouteBased IP Switching(ARIS)、 Lucent/Cascade/Ascend 公司推出的 IP Navigator、日本东芝公司开发的 Cell Switching Router(CSR)和 IETF 推荐的 MPLS 技术。 集成模型的主要思想是：将 ATM 层看成 IP 层的对等层，将 IP 层的路由功能和 ATM层的交换功能结合起来，使 IP 网络获得 ATM 的选路功能。 ATM 端点只需使用IP 地址标识，从而不需要地址解析协议。 该技术传输 IP 数据包效率较高，且不需地址解析协议。 但目前标准还未完成，与标准的 ATM 技术结合不是 很好。 从以上分析可以看出， IP Over ATM 具有以下特点： ● 优点： （ 1）由于 ATM 技术本身能提供 QoS 保证，因此可利用此特点提高 IP 业务的服务质量。 （ 2）具有良好的流量控制均衡能力以及故障恢复能力，网络可靠性高。 （ 3）适应于多业务。 （ 4）对其它几种网络协议如 IPX 等能提供支持。 ● 缺点 （ 1）对 IP 路由的支持一般， IP 数据包分割加入大量头信息，造成很大的带宽浪费（一般为 20％～ 30％）。 （ 2）在复制多路广播方面缺乏高效率。 宽带城域网总体方案建议书 第 9 页 共 115 页 （ 3）由于 ATM 本身技术复杂，导致管理复杂，在扩展性方面最大 的问题还是对于两个分立的网络进行管理的复杂性。 IP 和 ATM 基于完全不用的协议体系（无连接和基于连接），它们都有其各自的地址模型、路由协议、信令协议和资源分配方案。 在一个基于分组的网络环境中实现 IP Over ATM 是很困难、很复杂的。 （ 4） PVC 的 N2 问题严重限制的网络的可扩展性。 （ 5）由于闭合网的结构（完全网状连接）造成对内部网关 IGP 的较大压力。 （ 6）由于 ATM SAR 限制了接口的带宽，目前 ATM 接口最大带宽为622Mbps，并且由于 ATM SAR 的局限性很难提高接口速率。 . IP over SDH IP Over SDH 以 SDH 网络作为 IP 数据网络的物理传输网络。 它使用链路及PPP 协议对 IP 数据包进行封装，把 IP 分组根据 RFC1662 规范简单地插入到 PPP帧中的信息段。 然后再由 SDH 通道层的业务适配器把封装后的 IP 数据包映射到SDH 的同步净荷中，然后向下经过 SDH 传输层和段层，加上相应的开销，把净荷装入一个 SDH 帧中，最后到达光层，在光纤中传输。 IP over SDH，也称 Packet over SDH（ PoS），它保留了 IP 面向无连接的特征。 支持 IP over SDH 技术的协议、标准和草案主 要有： ● PPP 协议 PPP 协议（即 IETF FRC1661： The PointtoPoint Protocol 和 RFC2153： PPP vendor Extension 是一个简单的 OSI 第二层网络协议。 其标头只有两个字节，没有地址信息，只是按点到点顺序，面向无连接。 PPP 协议可将 IP 数据包切成 PPP帧（符合 RFC1662： PPP in HDLCLink Faming）以满足映射到 SDH／ So 帧结构（符合 RFC1619： PPP over SDH）上的要求。 ● 简化的数据链路协议（ SDL） 在 IP／ PPP／ HDLC／ SDH 中，使用的基于 HDLC 的帧定界协议存在一些问题，主要表现在：用户使用 HDLC 帧时，网管需要对每一个输入、输出字节都进行监视。 当用户数据字节的编码与标志字节相同时，网管需要进行填充、去填宽带城域网总体方案建议书 第 10 页 共 115 页 充操作。 为此， Lucent 提出了简化数据链路协议 SDL。 SDL 用户对同步或异步传送的可变长的 IP 数据包进行高速定界，可适用于 OC48／ STM16 以上速率的 IP over SDH。 SDL 协议主要应用于点到点的 IP 传送，可以用于任何类型的数据包（如IPv IPv6 等）。 与 HDLC 相比， SDL 更容易应用于高速链路，并且可能提供链路层的 QoS。 从以上分析可以看出， IP over SDH 具有以下特点： ● 优点： （ 1）对 IP 路由的支持能力强，具有很高的 IP 传输效率。 （ 2）符合 Inter 业务的特点，如有利于实施多路广播方式。 （ 3）能利用 SDH 技术本身的环路，故可利用自愈合（ Selfhealing Ring）能力达到链路纠错；同时又利用 OSPF 协议防止链路故障造成的网络停顿，提高网络的稳定性。 （ 4）省略了不必要的 ATM 层，简化了网络结构，降低了运行费用。 ● 缺点： （ 1）仅对 IP 业 务提供好的支持，不适于多业务平台。 （ 2）不能像 IP over ATM 技术那样提供较好的服务质量保障（ QoS）。 . IP Over Gigabit Ether 自 1998 年以来，千兆以太网的第 3 层交换骨干技术日趋成熟。 而且，由于解决了长距离传输问题，千兆以太网正逐步在企业大楼网、园区网、城域网和局域网骨干上取代了传统的 ATM，城域网和局域网成为目前千兆以太网骨干和ATM 骨干的分水岭，今后， ATM 技术的出路在于电信级广域网。 此外， IP QoS 技术日趋成熟以及 IP 语音和视频应用技术的不断发展，逐步取代了 传统的基于ATM QoS 实现的语音和视频应用。 当前， LAN/MAN 交换技术的发展正推动着 IP 语音和视频应用在企业中的部署，包括硅元件设计的进步、 QoS 的开发和标准化以及策略管理的出现。  ASIC 的革命 宽带城域网总体方案建议书 第 11 页 共 115 页 硅集成电路技术的进步及其在 IP 联网领域的应用，推动了真正的线速第3 层路由交换机和第 2 层边缘交换机的发展，这些交换机可以以第 3 层智能过滤业务流，并为之分类或分配优先级。 交换机现在可以区分不同业务类型，如 Web 业务、企业资源规划 (ERP)数据和电话业务，并根据预先分配的优先级进行处理。 基于第 3/4 层交换的城域网和局域网解决方案可以以线速路由数据包。 同时可以按策略对先前标记的数据包进行相应处理，核对接入表以实现安全性，或跟踪具体应用和协议的性能。 此外，基于硬件的 IP 路由交换机本身就比传统的基于软件的多协议路由器更为简单和可靠。  IP QoS 机制的标准化和演进 业界将就 QoS 和业务优先级分配，提供多厂商互操作性所使用的标准达成共识。 在第 2 层， IEEE 定义的 VLAN 标记和 用户优先级设置可用于创建以相同方式进行处理的 VLAN 分段，或者对数据包进行标记，以进行优先 级排队。 在第 3 层， IETF 定义的级别服务 (DiffServ)被用于标记和处理快速转发 (高速度 )，或保证转发 (有保证 )等业务的数据包， IETF 资源预留协议 (RSVP)不仅作为一种 QoS 机制，而且作为一种使终端站可以向网络单元和策略服务器发送信号、以请求带宽分配或优先级处理的通用信令协议。 桌面应用将普遍支持这些新兴的 QoS 机制 (如 Windows2020)。 IP QoS 可以根据以下可度量的参数来描述：  业务可用性 —— 用户业务在网络传输的可靠性。  延迟 —— 亦称为时延（ Latency），指两个参照点之间发送和接 收数据包的时间间隔。  可变延迟 —— 亦称为抖动（ jitter），指在同一条路由上发送的一组数据流中数据包之间的时间差异。  吞吐量 —— 网络中发送数据包的速率；可用平均速率或峰值速率表示。  丢包率 —— 在网络中传输数据包时丢弃数据包的最高比率；数据包宽带城域网总体方案建议书 第 12 页 共 115 页 丢失一般是由网络拥塞引起的。  第 3/4 层交换 基于第 3/4 层交换的城域网和局域网解决方案的核心是在网络中提供安全性和应用优先级分配的能力。 安全性和应用优先级分配是基于策略的解决方案的两大重要属性。 第 3/4 层路由交换机使用基于特殊的高性能 ASIC，它使 基于第 3/4 层交换的路由交换机可以进行线速过滤、业务分类、实施策略、记账、交换和路由分配功能。 ASIC 可以根据几种不同参数过滤业务，并为之分类：在 OSI 第 3以及第 4 层，包括物理端口、源或目的地 MAC 或 IP 地址、 UDP 或 TCP 端口号、VLAN 标记及 DiffServ 码 (DSCP)。 这些分类功能在传输多种不同信息类型 (关键和普通、实时和对时间不敏感的信息、开放和安全信息 )的一体化网络环境中尤其重要。 数据包在到达基于第 3/4 层交换的路由交换机端口时， ASIC 立即对其进行核对，看它是 否符合定义的某种策略，以便进行处理。 ASIC 可以根据以下匹配标准中的任何一种或多种识别数据包，并为之划分级别，如：源 /目的地 IP 地址 /掩码；协议类型： ICMP、 TCP 或 UDP 端口号； Diffserv 规则。 实际上，通过使用适用于匹配字段的操作符 , 可实现更先进的功能，这些操作符包括：设置 或 DSCP 字段；使用策略服务器进行验证；对已分类的帧实施策略和转发匹配完成后， ASIC 便决定如何处理该数据包。 这些处理选择包括：转发、服务质量 (使用哪个队列，以及是否修改相关的 QoS 参数 )、安全性 (是否 丢弃和 /或拷贝该数据包 )、业务整形 (该数据包是否符合为之定义的策略 )和记账 (共有多少次策略匹配情况发生 )。 将来，这些策略还可以通过集中的网管策略服务器中的公用开放策略业务 (COPS)进行设置，它可以提供更大的使用简便性、一致性和灵活性，以满足不断变化的业务要求。  面向电子商务的第 7 层交换技术 宽带城域网总体方案建议书 第 13 页 共 115 页 IP 电话、电子商务、关键任务 Intra 和 Extra 的面世与迅速普及 ,为网络和 IT 管理人员带来了更多挑战。 其中之一是控制全球各地多个用户都接入的各个 Web 服务器的负载。 网络管理人 员如何才能确保对所有用户都作出同样迅速的响应。 服务器交换机可以为关键任务的电子商务和 Interent 应用提供最快的应用响应时间和服务器负载平衡功能。 服务器交换机可以部署在任何城域网和局域网环境中，经过最少的重新配置 (只需配置一个交换机端口 )，便可以提高服务器的性能。 第 7 层交换技术不仅仅能够测量预测响应时间，还可以依照业务级别(CoS)完成这一工作。 我们可以为各个协议定义多种业务级别。 例如，一个站点上安全的电子商务区域的响应时间可以根据预定的指导原则进行测量和维护。 而且，这一目标的实 现无需使用基于服务器的代理，因为它会增加复杂性，给关键任务应用带来潜在的稳定性问题。 此外，不同业务级别可得到不同优先级和不同的目标响应时间。 服务器交换机可以提供一种方法，使不同业务级别有不同响应时间，而不是在一组服务器内进行负载分担。 这样，在请求达到一定数量时，某些服务器可以暂时专门用于回答此类电子商务请求，。