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北电网络Shasta应用案例分析
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1 综述
北电网络Shasta宽带业务网关专为宽带网设计，在标准7英尺机柜中可以同时支持128 000个宽带用户，并且依靠其112个CPU可以为用户提供全线速的IP业务处理能力。正是由于Shasta其本身的巨大处理能力以及丰富的IP业务，Shasta在全世界取得了巨大的成功。根据Synergy Research Group和Infonetics Research两家权威机构对Shasta的市场占有率的调查结果，截至2000年第四季度，Shasta在IP业务领域大约占据了66%的市场份额，远远超出了竞争对手。另外，Shasta在中国同样也取得了巨大的成功，2001年上半年北电网络公司就分别与上海电信、山东电信、浙江电信以及黑龙江电信等签订全省的宽带服务器供货合同，为其宽带网用户提供汇聚业务和VPN等IP增值业务。
2 Shasta产品简介
北电网络Shasta用户服务系统由用户服务网关SSG-5000、IP服务操作系统(ISOS)和用户业务创建系统(SCS)组成。
SSG-5000是符合NEBS的平台，设计运行于要求最严格的中心局和POP环境。每一个机箱本身支持14个垂直对齐的卡槽，包括交换、控制、服务处理和输入/输出模块。两个中心插槽(7,8)留给具有可选冗余的主交换模块，即交换结构卡(SFC)。SFC提供无阻塞交换能力，可以为各个线路与处理器卡提供排队的机制。最右端的控制和管理卡(CMC)插槽(13,14)具有可选冗余的系统控制器和路由引擎，它负责基本系统运行和管理，向SSM、IKE和路由分配用户，每个CMC目前最大可以同时支持32000个用户。Shasta其余10个插槽可以用于用户服务卡(SSC)和线路卡(xLC)，Shasta系统可以包含7个SSC。SSC包含处理器阵列，它们对用户逐个进行IP业务处理和策略操作。满负载的SSG可以包含112个SSM处理器(42 000 MIPS)和7GB内存，远远超过该产品类中的任何其它平台。线路卡提供进出SSG的物理连接。
ISOS基于WindRiver的VxWorks，是一个多线程操作系统。ISOS支持丰富的服务，包括支持VPN的隧道服务、安全性、流量管理、入口和话音集成等IP增值业务。
用户业务创建系统(SCS)是一种功能强大的图形管理和设置工具，它允许服务供应商迅速而高效地为数万用户供应服务。与现有的管理模式不同，它引入了"模板"概念，将策略的生成与实际的用户分离开。与这种模式相对的是其它厂家的基于CLI的设置，它是将某个用户与CLI配置的一个部分相关联，但这种方案显然不能扩展适应复杂策略的生成和应用。
3 Shasta在IP城域网中应用
根据用户不同的联网方式，用户可以分为两类：ADSL用户和以太网用户。ADSL用户通过PPPoE上网，而以太网用户可以分为以太网虚拟拨号用户和以太网专线用户，以太网虚拟拨号用户通过PPPoE上网，而以太网专线用户不须进行PPPoE认证可以直接上网。
对于ADSL用户，其数据流通过DSLAM，再通过ATM网络，最终汇聚到宽带接入服务器(Shasta)上。Shasta可以通过155Mbit/s或者622Mbit/s ATM端口与ATM网络互连。具体端口的选择根据每个城市、每个POP点的实际情况而定。对于北电网络的Shasta来讲，其每个ATM端口都可以配置为接入端口或者中继端口。为了保证网络的可靠，目前Shasta可以提供具有APS(自动保护倒换)功能的622Mbit/s ATM接口卡。在APS模式时，当主用端口出现故障后，备用接口可以在50ms以内接替主用端口的工作，而对于那些通过155Mbit/s ATM进行连接的情况，Shasta通过Soft-APS方式可以提供板卡之间的基于软件的APS保护。
对于以太网连接的用户，其又可以分为以太网虚拟拨号用户和以太网专线用户。对于以太网虚拟拨号用户，可以采用PPPoE方式对这些用户进行认证、计费。根据PPPoE的定义，宽带接入服务器与用户PC机之间只能是二层交换机，而不能是路由器。城域网根据网络结构可以划分为四层：核心层、汇聚层、小区层和楼宇层。基于网络性能、扩展性以及性能价格比方面的考虑，宽带接入服务器应位于城域网络的汇聚层，汇聚层和骨干层设备可以是具有三层路由功能高端交换机，而小区层和楼宇层的设备是二层以太网交换机。根据小区节点光纤铺设情况和小区交换机的配置情况，小区节点可以选择100Mbit/s或者1000Mbit/s速率上联，此时有两种物理汇聚小区用户数据流的方法：一种为由汇聚层中的局域网交换机来汇聚。对于局域网交换机来讲，它可以提供非常丰富的以太网接口，在对数据包进行交换和路由时，速度较高，并且相比较而言，局域网交换机的以太网端口成本较低。此时，宽带接入服务器与局域网交换机并联，宽带接入服务完成用户PPPoE Session的汇聚。第二种方法为宽带接入服务器与局域网交换机串接，宽带接入服务器在物理汇聚小区用户数据流的同时终结用户的PPPoE Session。综合考虑以上两种方案，出于考虑到用户的分布数量和每个用户所分配的实际带宽，一般由LAN Switch来做用户的物理端口的汇聚，而由Shasta来做用户虚拟拨号的汇聚，另外再通过吉比特以太网卡将接入用户的数据流中继到城域网骨干。
ADSL和以太网虚拟拨号用户主要为个人用户，因此要通过PPPoE进行认证，我们可以通过Radius Server完成用户的认证和IP地址分配。对于这些用户我们可以分配其私有IP地址，当这些用户访问Internet时，由Shasta来做地址翻译(NAT)。而以太网专线用户主要为中、小企业用户，我们分配给其公有IP地址，而不对这些用户进行认证。
对于PPPoE上网的个人用户和专线用户，其计费方式可以不同。PPPoE用户可以根据Radius Server上的信息进行计费。通过强制网络门户(Captive Portal)功能，Shasta可以让用户动态选择本次上网的行为，如用户可以选择此次上网的速率。Shasta对用户的保证速率、突发速率、峰值速率以及峰值脉冲等都可以进行设置，并根据这些参数对用户的数据流进行流量控制。另外再根据Radius Server上的记录，运营上可以对用户进行比较详细的计费。而对于以太网专线用В
北电网络Shasta宽带业务网关专为宽带网设计，在标准7英尺机柜中可以同时支持128 000个宽带用户，并且依靠其112个CPU可以为用户提供全线速的IP业务处理能力。正是由于Shasta其本身的巨大处理能力以及丰富的IP业务，Shasta在全世界取得了巨大的成功。根据Synergy Research Group和Infonetics Research两家权威机构对Shasta的市场占有率的调查结果，截至2000年第四季度，Shasta在IP业务领域大约占据了66%的市场份额，远远超出了竞争对手。另外，Shasta在中国同样也取得了巨大的成功，2001年上半年北电网络公司就分别与上海电信、山东电信、浙江电信以及黑龙江电信等签订全省的宽带服务器供货合同，为其宽带网用户提供汇聚业务和VPN等IP增值业务。
2 Shasta产品简介
北电网络Shasta用户服务系统由用户服务网关SSG-5000、IP服务操作系统(ISOS)和用户业务创建系统(SCS)组成。
SSG-5000是符合NEBS的平台，设计运行于要求最严格的中心局和POP环境。每一个机箱本身支持14个垂直对齐的卡槽，包括交换、控制、服务处理和输入/输出模块。两个中心插槽(7,8)留给具有可选冗余的主交换模块，即交换结构卡(SFC)。SFC提供无阻塞交换能力，可以为各个线路与处理器卡提供排队的机制。最右端的控制和管理卡(CMC)插槽(13,14)具有可选冗余的系统控制器和路由引擎，它负责基本系统运行和管理，向SSM、IKE和路由分配用户，每个CMC目前最大可以同时支持32000个用户。Shasta其余10个插槽可以用于用户服务卡(SSC)和线路卡(xLC)，Shasta系统可以包含7个SSC。SSC包含处理器阵列，它们对用户逐个进行IP业务处理和策略操作。满负载的SSG可以包含112个SSM处理器(42 000 MIPS)和7GB内存，远远超过该产品类中的任何其它平台。线路卡提供进出SSG的物理连接。
ISOS基于WindRiver的VxWorks，是一个多线程操作系统。ISOS支持丰富的服务，包括支持VPN的隧道服务、安全性、流量管理、入口和话音集成等IP增值业务。
用户业务创建系统(SCS)是一种功能强大的图形管理和设置工具，它允许服务供应商迅速而高效地为数万用户供应服务。与现有的管理模式不同，它引入了"模板"概念，将策略的生成与实际的用户分离开。与这种模式相对的是其它厂家的基于CLI的设置，它是将某个用户与CLI配置的一个部分相关联，但这种方案显然不能扩展适应复杂策略的生成和应用。
3 Shasta在IP城域网中应用
根据用户不同的联网方式，用户可以分为两类：ADSL用户和以太网用户。ADSL用户通过PPPoE上网，而以太网用户可以分为以太网虚拟拨号用户和以太网专线用户，以太网虚拟拨号用户通过PPPoE上网，而以太网专线用户不须进行PPPoE认证可以直接上网。
对于ADSL用户，其数据流通过DSLAM，再通过ATM网络，最终汇聚到宽带接入服务器(Shasta)上。Shasta可以通过155Mbit/s或者622Mbit/s ATM端口与ATM网络互连。具体端口的选择根据每个城市、每个POP点的实际情况而定。对于北电网络的Shasta来讲，其每个ATM端口都可以配置为接入端口或者中继端口。为了保证网络的可靠，目前Shasta可以提供具有APS(自动保护倒换)功能的622Mbit/s ATM接口卡。在APS模式时，当主用端口出现故障后，备用接口可以在50ms以内接替主用端口的工作，而对于那些通过155Mbit/s ATM进行连接的情况，Shasta通过Soft-APS方式可以提供板卡之间的基于软件的APS保护。
对于以太网连接的用户，其又可以分为以太网虚拟拨号用户和以太网专线用户。对于以太网虚拟拨号用户，可以采用PPPoE方式对这些用户进行认证、计费。根据PPPoE的定义，宽带接入服务器与用户PC机之间只能是二层交换机，而不能是路由器。城域网根据网络结构可以划分为四层：核心层、汇聚层、小区层和楼宇层。基于网络性能、扩展性以及性能价格比方面的考虑，宽带接入服务器应位于城域网络的汇聚层，汇聚层和骨干层设备可以是具有三层路由功能高端交换机，而小区层和楼宇层的设备是二层以太网交换机。根据小区节点光纤铺设情况和小区交换机的配置情况，小区节点可以选择100Mbit/s或者1000Mbit/s速率上联，此时有两种物理汇聚小区用户数据流的方法：一种为由汇聚层中的局域网交换机来汇聚。对于局域网交换机来讲，它可以提供非常丰富的以太网接口，在对数据包进行交换和路由时，速度较高，并且相比较而言，局域网交换机的以太网端口成本较低。此时，宽带接入服务器与局域网交换机并联，宽带接入服务完成用户PPPoE Session的汇聚。第二种方法为宽带接入服务器与局域网交换机串接，宽带接入服务器在物理汇聚小区用户数据流的同时终结用户的PPPoE Session。综合考虑以上两种方案，出于考虑到用户的分布数量和每个用户所分配的实际带宽，一般由LAN Switch来做用户的物理端口的汇聚，而由Shasta来做用户虚拟拨号的汇聚，另外再通过吉比特以太网卡将接入用户的数据流中继到城域网骨干。
ADSL和以太网虚拟拨号用户主要为个人用户，因此要通过PPPoE进行认证，我们可以通过Radius Server完成用户的认证和IP地址分配。对于这些用户我们可以分配其私有IP地址，当这些用户访问Internet时，由Shasta来做地址翻译(NAT)。而以太网专线用户主要为中、小企业用户，我们分配给其公有IP地址，而不对这些用户进行认证。
对于PPPoE上网的个人用户和专线用户，其计费方式可以不同。PPPoE用户可以根据Radius Server上的信息进行计费。通过强制网络门户(Captive Portal)功能，Shasta可以让用户动态选择本次上网的行为，如用户可以选择此次上网的速率。Shasta对用户的保证速率、突发速率、峰值速率以及峰值脉冲等都可以进行设置，并根据这些参数对用户的数据流进行流量控制。另外再根据Radius Server上的记录，运营上可以对用户进行比较详细的计费。而对于以太网专线用В
