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中电信IP城域宽带接入网环保护优化案例分析
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项目背景
中国电信某省分的IP城域网按照城域骨干网和宽带接入网的两级架构进行建设；城域骨干网分为核心层和业务层，宽带接入网分为汇聚层和接入层。
接入层与汇聚层之间采用单星型结构，缺乏相应的保护手段；而汇聚层、业务层、核心层、骨干层之间采用双归连接，以实现路由的迂回保护。
需求分析
该省分的宽带接入网采用传统以太网交换机构建。优化前网络状况如图1所示：
1．可靠性差
传统以太网交换机组网时，考虑到扩展性问题，汇聚层以下的交换机采用单星型拓扑结构上连，没有保护路由，且占用大量光纤资源。随着IPTV、NGN业务的逐步普及，解决业务保护的问题已迫在眉睫。
2．扩展性差
传统以太网交换机只支持4096个VLAN，由于受VLAN数限制，各汇聚交换机之间不能互联互通，整个城域网被分割成多个以太网孤岛（如图1所示），以达到重复使用VLAN资源的目的，暂时满足目前城域网对VLAN数的需求。虽可采用QinQ（StackVLAN），但也只是暂时缓解对VLAN资源需求的压力，实际可供运营商支配的VLAN数也只有4096个，且QinQ对网络扩大以后的广播风暴无能为力。另外，随着业务发展，网络规模不断壮大，生成树将不可避免地臃肿起来，STP/RSTP的收敛时间会严重影响服务质量。
3．安全性差
传统以太网交换机无法将电信运营网络和用户网络进行隔离，所有电信运营网络的MAC地址和用户MAC地址被维护在同一个转发表里，且每个用户在转发表里需占用一条表项，使交换机的转发表非常庞大。用户网络的不稳定，会引起全网的不稳定，特别对于专线用户，其安全得不到保障。
4．缺乏有效的管理手段
传统以太网交换机在2层始终没有找到有效的故障处理工具，来进行日常的故障诊断和定位，最多只能简单地通过IPPING的方式来验证端到端的IP层连通性；但是IPPING对于二层的故障定位无能为力。以太网要承担城域传送网的任务，必须具备符合电信级要求的管理维护手段。
5．服务质量缺乏有效的保障手段
以太网传统的无连接服务质量，让数据采用最为经济高效的路径流过网络，同时也给确保服务提供和服务质量（QoS）满足实时应用需求的服务供应商提出了难题。
解决方案 本次优化采用北电公司的运营商以太网（CarrierEthernet，以下简称CE）解决方案。利用一台MERS8600（CE方案的核心设备）作为汇聚层以太网交换机，配置5台ESU1800（CE方案的远端接入设备）形成两个以太接入环，将市内5个端局的DLSAM及以太网专线业务汇集到中心局的以太网汇聚交换机。本次以太网接入环环保护方案示意图如图2所示。
在一期优化阶段，仍保持MERS8600与汇聚层交换机Aggregate-2的GE连接不变；同时分别增加一条到汇聚层交换机Aggregate-1和Aggregate-2的GE连接。为了保持Aggregate-1和Aggregate-2的VLAN号的重叠使用，新增的GE连接采用GEUNI接口，将到Aggregate-1和Aggregate-2的连接划在不同的VPN虚拟专用网（也称之为TransparentDomain）中，通过TDI（Transparent Domain Identifier）进行标识和区分，每个VPN内都可以有4096个VLAN号。
在城域内的5个分支局点布放以太网接入环的远端接入模块ESU1800，并与中心局的MERS8600上连形成两个环，环的主节点和次节点分别接到MERS8600的两块不同的ESM卡板上，实现卡板故障冗余，任意一块ESM发生故障，都不会影响业务。将5个分支局点的现有DSLAM、以太网VPN等业务割接到以太网接入环ESU1800上来。图3为IP城域宽带接入网优化的目标结构。
汇聚层交换机可以全部互连，相互保护，形成一个完整的城域以太网。不需要通过路由器和BRAS即可提供城域内的点到点、点到多点及多点到多点的以太网VPN业务，并可实现业务保护。
项目效果 采用北电运营商以太网方案优化后，解决了原有的相关限制和问题，将汇聚层和接入层的以太网设备整合起来，形成一个完整的城域以太网。优化后有以下具体效果。
1．IEEE802.1ah解决扩展性和安全性问题
北电CE解决方案基于IEEE802.1ah（MinM），可以建立一个覆盖整个城域的二层以太交换网，全网支持3万个VPN，每个VPN都有自已独立的转发表，且每个VPN内支持4096个VLAN。可以提供安全可靠全程全网的虚拟专网业务（支持点到点、点到多点和多点到多点），不需要上一级网络的介入。CE交换机拥有能隔离用户和电信运营网络的安全机制（UNI）。CE的全局MAC地址转发表，不包含最终用户的MAC地址；而且不同用户VPN的MAC地址表也是分离的。运营商网络受到了保护，用户网络也受到了保护，安全性大大提升。
2．50ms端到端业务保护保障电信级可靠性
北电CE解决方案不仅支持接入环保护，在汇聚层组网时采用PBT技术也能提供中继路径的50ms保护，从而实现端到端的业务保护。大量的研究表明，50ms是衡量传送网生存性的重要指标；如果业务中断时间超过50ms，对于多数电路交换网的实时话音、视频和数据业务来说将造成不可接受的服务质量（QoS）下降。
3．故障处理工具ServicePing解决管理维护问题
北电CE交换机按照IEEE802.1ag和ITUY.1731标准，提供了业务故障处理工具“ServicePing”，支持针对每个VPN业务的连通性测试，在准确定位故障的同时，关注网络延迟，监测SLA的执行情况。
4．PBT增强以太网确定性保证服务质量
北电CE解决方案的PBT技术增强以太网的确定性，为运营商指明以太网服务穿过网络应该采用的路径。PBT通过为实时服务保留带宽的方式确保了服务质量，即便是连接中止，PBT还保障了50毫秒的服务恢复时间。PBT可以和基于MPLS的核心网络无缝地结合，支持当前流行的所有MPLS服务。PBT还有助于解决以太网的可扩展性问题。PBT与IEEE802.1ah的结合可以满足城域内几百万用户同时享用以太网服务。
结束语
PBT、IEEE802.1ah和IEEE802.1ag等标准标准是以太网技术从局域向城域发展的里程碑。运营商以太网交换机的出现可以解决扩展性、安全性、可靠性、服务质量和维护管理等多方面的问题，构建一个完整的城域以太网，逐步实现中国电信关于建设“大二层”的目标。
来源：泰尔网
中国电信某省分的IP城域网按照城域骨干网和宽带接入网的两级架构进行建设；城域骨干网分为核心层和业务层，宽带接入网分为汇聚层和接入层。
接入层与汇聚层之间采用单星型结构，缺乏相应的保护手段；而汇聚层、业务层、核心层、骨干层之间采用双归连接，以实现路由的迂回保护。
需求分析
该省分的宽带接入网采用传统以太网交换机构建。优化前网络状况如图1所示：
1．可靠性差
传统以太网交换机组网时，考虑到扩展性问题，汇聚层以下的交换机采用单星型拓扑结构上连，没有保护路由，且占用大量光纤资源。随着IPTV、NGN业务的逐步普及，解决业务保护的问题已迫在眉睫。
2．扩展性差
传统以太网交换机只支持4096个VLAN，由于受VLAN数限制，各汇聚交换机之间不能互联互通，整个城域网被分割成多个以太网孤岛（如图1所示），以达到重复使用VLAN资源的目的，暂时满足目前城域网对VLAN数的需求。虽可采用QinQ（StackVLAN），但也只是暂时缓解对VLAN资源需求的压力，实际可供运营商支配的VLAN数也只有4096个，且QinQ对网络扩大以后的广播风暴无能为力。另外，随着业务发展，网络规模不断壮大，生成树将不可避免地臃肿起来，STP/RSTP的收敛时间会严重影响服务质量。
3．安全性差
传统以太网交换机无法将电信运营网络和用户网络进行隔离，所有电信运营网络的MAC地址和用户MAC地址被维护在同一个转发表里，且每个用户在转发表里需占用一条表项，使交换机的转发表非常庞大。用户网络的不稳定，会引起全网的不稳定，特别对于专线用户，其安全得不到保障。
4．缺乏有效的管理手段
传统以太网交换机在2层始终没有找到有效的故障处理工具，来进行日常的故障诊断和定位，最多只能简单地通过IPPING的方式来验证端到端的IP层连通性；但是IPPING对于二层的故障定位无能为力。以太网要承担城域传送网的任务，必须具备符合电信级要求的管理维护手段。
5．服务质量缺乏有效的保障手段
以太网传统的无连接服务质量，让数据采用最为经济高效的路径流过网络，同时也给确保服务提供和服务质量（QoS）满足实时应用需求的服务供应商提出了难题。
解决方案 本次优化采用北电公司的运营商以太网（CarrierEthernet，以下简称CE）解决方案。利用一台MERS8600（CE方案的核心设备）作为汇聚层以太网交换机，配置5台ESU1800（CE方案的远端接入设备）形成两个以太接入环，将市内5个端局的DLSAM及以太网专线业务汇集到中心局的以太网汇聚交换机。本次以太网接入环环保护方案示意图如图2所示。
在一期优化阶段，仍保持MERS8600与汇聚层交换机Aggregate-2的GE连接不变；同时分别增加一条到汇聚层交换机Aggregate-1和Aggregate-2的GE连接。为了保持Aggregate-1和Aggregate-2的VLAN号的重叠使用，新增的GE连接采用GEUNI接口，将到Aggregate-1和Aggregate-2的连接划在不同的VPN虚拟专用网（也称之为TransparentDomain）中，通过TDI（Transparent Domain Identifier）进行标识和区分，每个VPN内都可以有4096个VLAN号。
在城域内的5个分支局点布放以太网接入环的远端接入模块ESU1800，并与中心局的MERS8600上连形成两个环，环的主节点和次节点分别接到MERS8600的两块不同的ESM卡板上，实现卡板故障冗余，任意一块ESM发生故障，都不会影响业务。将5个分支局点的现有DSLAM、以太网VPN等业务割接到以太网接入环ESU1800上来。图3为IP城域宽带接入网优化的目标结构。
汇聚层交换机可以全部互连，相互保护，形成一个完整的城域以太网。不需要通过路由器和BRAS即可提供城域内的点到点、点到多点及多点到多点的以太网VPN业务，并可实现业务保护。
项目效果 采用北电运营商以太网方案优化后，解决了原有的相关限制和问题，将汇聚层和接入层的以太网设备整合起来，形成一个完整的城域以太网。优化后有以下具体效果。
1．IEEE802.1ah解决扩展性和安全性问题
北电CE解决方案基于IEEE802.1ah（MinM），可以建立一个覆盖整个城域的二层以太交换网，全网支持3万个VPN，每个VPN都有自已独立的转发表，且每个VPN内支持4096个VLAN。可以提供安全可靠全程全网的虚拟专网业务（支持点到点、点到多点和多点到多点），不需要上一级网络的介入。CE交换机拥有能隔离用户和电信运营网络的安全机制（UNI）。CE的全局MAC地址转发表，不包含最终用户的MAC地址；而且不同用户VPN的MAC地址表也是分离的。运营商网络受到了保护，用户网络也受到了保护，安全性大大提升。
2．50ms端到端业务保护保障电信级可靠性
北电CE解决方案不仅支持接入环保护，在汇聚层组网时采用PBT技术也能提供中继路径的50ms保护，从而实现端到端的业务保护。大量的研究表明，50ms是衡量传送网生存性的重要指标；如果业务中断时间超过50ms，对于多数电路交换网的实时话音、视频和数据业务来说将造成不可接受的服务质量（QoS）下降。
3．故障处理工具ServicePing解决管理维护问题
北电CE交换机按照IEEE802.1ag和ITUY.1731标准，提供了业务故障处理工具“ServicePing”，支持针对每个VPN业务的连通性测试，在准确定位故障的同时，关注网络延迟，监测SLA的执行情况。
4．PBT增强以太网确定性保证服务质量
北电CE解决方案的PBT技术增强以太网的确定性，为运营商指明以太网服务穿过网络应该采用的路径。PBT通过为实时服务保留带宽的方式确保了服务质量，即便是连接中止，PBT还保障了50毫秒的服务恢复时间。PBT可以和基于MPLS的核心网络无缝地结合，支持当前流行的所有MPLS服务。PBT还有助于解决以太网的可扩展性问题。PBT与IEEE802.1ah的结合可以满足城域内几百万用户同时享用以太网服务。
结束语
PBT、IEEE802.1ah和IEEE802.1ag等标准标准是以太网技术从局域向城域发展的里程碑。运营商以太网交换机的出现可以解决扩展性、安全性、可靠性、服务质量和维护管理等多方面的问题，构建一个完整的城域以太网，逐步实现中国电信关于建设“大二层”的目标。
来源：泰尔网
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