电信网络架构
2.1、中国电信网络(中国公众计算机互联网)架构分析
该分析的网络架构是中国电信在2000年的组网形式,后期也经过了多次的网络扩容和建设,但大致的网络拓扑、路由设计没有大的变化。
2.1.1、网络结构
Chinanet骨干网的拓扑结构逻辑上分为两层,即核心层和大区层。
1)核心层
核心层由北京、上海、广州、沈阳、南京、武汉、成都、西安等八个城市的核心节点组成。
核心层的功能主要是提供与国际Internet的互联,以及提供大区之间信息交换的通路。其中北京、上海、广州核心层节点各设有三台国际出口路由器,负责与国际Internet互联,以及两台核心路由器与其他核心节点互联;其他核心节点各设一台核心路由器。
核心节点之间形成以北京、上海、广州为中心的三中心结构,其他核心节点分别以两条高速链路与这三个中心相连。
2) 大区层
全国31个省会城市按照行政区划,以上述8个核心节点为中心划分为8个大区网络,这8个大区网共同构成了大区层。
大区层主要提供大区内的信息交换以及接入网接入Chinanet的信息通路。每个大区网内的各节点呈不完全网状连接,大区网除与本区的核心节点相连之外,还有另一出口与其他核心节点相连。大区之间通信必须经过核心层。
2.1.2、网络相关节点的构成
1)超级核心节点:北京、上海、广州
如上图所示,超级核心节点包含四台路由器,从功能上可分为两组:
第一组包含1号和2号路由器,连接本区域内的汇接路由器(对于有第二出口的省,该路由器只包含负责连接超级核心节点的汇接路由器)、国际出口路由器并和第二组路由器组成环行连接,北京、上海、广州间的连接也连到这组路由器上。其中与区域内汇接路由器的连接根据连接带宽和预计的接入流量尽可能平均的分配到两台路由器上,以实现槽位资源和处理能力的合理分担,保证设备的合理使用。其负责疏通的流量有:区域内汇接节点间的流量、各汇接节点与国际间的流量、北京、上海、广东三省市间的流量。
第二组包含3号和4号路由器,连接核心节点的路由器并与第一组路由器组成环行连接。其中与核心节点路由器的连接根据连接带宽和预计的接入流量尽可能平均的分配到两台路由器上,以作到槽位资源和处理能力的合理分担,保证设备的合理使用。其负责疏通的流量主要是五个核心节点汇集上来的流量,主要是国内流量,也可以包含一定的国际流量,主要连线的分布综合考虑了路由政策的实现和负载的均衡分配。
考虑到正常情况下除1号和2号路由器之间有流量之外,其他路由器间没有业务流量,因此两组路由器之间采用环行连接,以最大可能的减少对资源的占用,同时不会对两组路由器之间的备份作用造成影响。
2)普通核心节点:西安、成都、武汉、南京、沈阳
普通核心节点包含两台路由器,组成一组,连接本大区内与核心节点相连的汇接路由器和超级核心路由器(西安、成都之间有直接连接,但没有到上海的直接连接),负责跨区域流量和本大区内流量的疏通。这些流量以国内流量为主,根据具体的流量政策,也可以包含一定的国际流量。两台路由器上的连接综合考虑了路由政策的制定和资源的合理使用。
汇接节点:
每个汇接节点包含一台路由器。每个省根据业务情况有一个或两个汇接节点。位于同一省内的汇接路由器组成一组,分别负责两个方向的连接和流量疏通。每一组路由器分别连接一个超级核心节点和核心节点,配合适当的路由政策,尽量作到两条电路的负载分担和相互间的有效备份。
2.1.3、设备及线路情况
Chinanet骨干网共有大概近90台路由器设备,在目前主要的路由器以12000为主,其中,根据路由器的功能划分为核心层路由器和大区层路由器。核心层路由器共24台,北京、上海、广州每个节点7台(分别包括3台国际交换路由器IXG)其余5个核心点各2台,另外包括一台NAP点路由器;大区层路由器除北京、上海、广州每个节点两台外,其余省份一省一台。
Chinanet骨干网的线路随着业务量的增长在不断地进行调整,骨干的电路由ATM PVC 和SDH线路组成,速率从几十兆到2.5G不等。
目前Chinanet骨干网的7500路由器大多已经被替代为12000系列的路由器,骨干网的线路也基本上达到了2.5G。
2.1.4、路由协议
在北京、上海和广州这三个国际出口分别设立国际出口路由器,与国际Internet运营商相连。
Chinanet骨干网申请的自治域号为4134。根据BGP协议要求,这所有的路由器之间运行全闭合网Full-Mesh的IBGP。为了解决这个问题, Chinanet骨干网直接使用AS 4134,在骨干内部采用IBGP的Reflector技术解决IBGP的全互连问题。这样,Chinanet骨干网就采用AS 4134分别与国际Internet以及各省网交换路由信息,在内部用私有AS号交换路由。
在ChinaNET骨干网中使用IS-IS作为IGP。即核心层及八个大区层网络中使用同一个Tag(core)的IS-IS。
2.1.5、路由策略
2.1.5.1、总体路由设计
整个骨干网是一个自治域(包括核心和汇接)。北京、上海、广州三个节点的国际出口网关(IXG)路由器与国外Internet节点之间采用BGP-4;CHINANET与其客户的互联也必须采用BGP-4;CHINANET骨干网与省网的互联也必须采用BGP-4。域间路由协议BGP-4在CHINANET中起着承载、分配和控制外界路由的作用。
域内路由协议(IGP)在CHINANET中起着连通骨干、选径和自动迂回的作用。IGP通过计算每条路径的权值来寻找最佳路径。IGP并不承载外界路由,但所有外界路由在BGP-4中都有“下一跳”(next-hop)这个属性,IGP通过对next-hop的选径来控制到外界的数据流。
在目前,可以用于大规模的ISP同时又基于标准的IGP的路由协议有OSPF和IS-IS。两种路由协议均是基于链路状态计算的最短路径路由协议,采用同一种最短路径算法(Dijkstra)。两种协议在实现方法、网络结构上均相似,在大型ISP网络中都有成功案例。
IS-IS为ISO标准路由协议,可支持CLNS协议和IP协议。目前,大多数Tier1 ISP的IGP路由协议均采用IS-IS。同时CHINANET一直采用IS-IS作为IGP路由协议。
2.1.5.2、IGP路由策略
北京、上海、广州三个超级核心节点各四台路由器,超级核心节点的四台路由器从功能上分为两类:1号和2号路由器负责连接国际Internet出口路由器、其余两个超级核心节点(与1号或2号路由相连)、本大区各省汇接节点的第一出口链路,可能个别含第二出口链路(如北京汇接2与北京核心1相连);3号和4号路由器负责连接其余5个核心节点,个别连接到省网第二出口(如上海汇接2与上海核心3相连)。
根据上面的描述,在超级核心节点(北京、上海、广州),1、2号路由器与3、4号分别承担不同的功能,在IGP路由策略中,在设置1、2号路由器与3、4号路由器之间的metric时,适当设置得大些(如900)(大于普通核心节点间的metric(如500)),可以逻辑上抽象成两个传输平面:
平面一:由三超级核心节点的1、2号路由器及其链路,各省第一出口链路组成。由于各省的第一出口链路都与三超级核心节点的1、2号路由器相连,而超级核心节点的1、2号路由器与国际出口路由器相连,因此在实际的应用中,在平面一上实现下列流量交换:
各省的国际出口流量,通过各省第一汇接出口直接转发到平面一,通过北京、上海、广州的1、2号路由器转发;片区内各省节点间的流量,通过本大区超级核心节点的1、2号路由器转发;各超级核心节点所在省网间的流量,通过平面一上的链路转发(如北京省网与广东省网间的访问,通过北京1和广州1间的链路来转发)。也就是说平面一负责全部国际流量交换和大约1/3的国内流量交换。
平面二:由普通核心节点到超级核心节点的链路和各省第二出口的链路组成,负责跨大区间的流量转发,约占国内2/3的流量。
2.1.5.3、IGP Metric设置
考虑到方便网络的维护和管理,以及将来网络结构和metric值的调整,Chinanet在链路metric的设计时,将链路metric设置归为几类,各类之间的metric留有余地,便于以后调整。
平面一与平面二间的metric设为900,主要目的时隔离两平面,防止流量在两平面间不必要的穿越,浪费网络资源;
核心节点间链路的metric设置:北京、上海、广州核心节点间的链路metric设为900,西安、广州核心节点间链路的metric设为550,其它核心节点间链路的metric设为500。
各省网的两出口链路,第一出口链路metric设为500,第二出口链路设为300;北京、上海、广州的第二出口设为270;跨片区的拉萨、福州和厦门、洛阳和郑州,第一出口链路metric设为1000,第二出口链路metric设为700。
超级核心节点1、2号路由器之间,3、4路由器之间,metric设为50,武汉核心1、2间的链路的metric为特殊情况,设为25,其它普通核心节点的1、2号路由器之间metric设为20。
同一省的两汇接节点间的metric设为30。
上述metric的设置是实现Chinanet的流量流向控制的具体一种实施手段,不是唯一的。
2.1.5.4、国际流量策略
各省的两条出省链路,其第一出口链路到三超级核心节点之一,第二出口链路到五普通核心节点。由于超级核心节点的1、2号路由器与国际出口路由器直接相连,因此各省的国际访问流量直接通过其第一出口电路,经过核心节点的1、2号路由实现与国际Internet 的数据转发,通过适当设置metric值,使各省通过第二出口链路到达国际出口的Metric值大于通过第一出口到达国际出口即可,实现访问国际Internet的流量直接由平面一来完成数据转发,而不会通过平面二,然后再由平面一转发。
如陕西省网访问国际Internet,则省网流量通过渭南或者西安汇接节点直接到达超级核心节点北京1,通过北京核心1与国际出口路由器相连的链路访问国际Internet;陕西省网不会通过西安或者渭南汇接节点到达西安核心节点,然后通过核心节点西安和核心节点北京3之间的链路、北京3和北京1之间的链路,访问国际Internet,因为后者的metric值(1200或者1220)大于前者(400或者430)。其它节点道理相同。
2.1.5.5、国内流量策略
Ø 片区内访问
片区内与同一大区内中心的两台核心路由器(五普通核心节点)相连的省网之间的访问通过普通节点核心路由器交换来实现,片区内与不同大区中心核心节点相连的省网节点间访问,通过本片区内的超级核心节点1、2号路由器实现交换。
如北京片区连接东北、华北和西北的14各省区,这些省网间的互访通过超级核心节点路由器北京1、北京2来完成。如青海和新疆属于西北(西安)大区,按照图中所示的metric设置,青海省网与新疆省网之间通过西安核心节点交换的metric值为400,而通过北京核心节点交换的metric值为800,因此青海和新疆网通过本大区核心节点交换;青海属于西北大区、吉林属于东北大区,青海和吉林同属于北京片区,青海和吉林省网之间的访问,通过各自的第一出口链路在超级核心节点北京1、2号路由上交换,即在平面一上交换,而不通过第二出口链路在片面二上实现交换,因为平面一上实现交换的metric小于在平面二上实现交换的metric。
Ø 片区间访问
除北京、上海、广州之间的互访外,片区间的访问通过各省的第二出口在平面二上实现交换。
1)三个超级核心节点间的互访
由于北京、上海、广州之间的大三角互连线路在平面一上,而且北京、上海、广州省网将直接连接到平面一的1、2号路由器上,平面二上三点间无直接相连链路,至少中间经过一跳,大于平面一直连的metric(600),因此三省网间的互访将通过平面一进行。
2)普通五大区间的互访
普通五大区间(不属于同一片区)的访问通过平面二实现交换。
考虑到北京、上海、广州三超级核心节点间采用full-mesh的全互联方式,而西安、成都、武汉、沈阳、南京五普通核心节点与其余三超级核心节点间都有连接(成都、西安与上海节点间由于电路原因,目前无连接)的实际情况,Chinanet将这五个普通大区节点间的互访的流量转发负载,分配到北京、上海、广州核心节点上。分配情况如下:
﹡ 西安/成都大区——南京大区间的访问通过北京节点交换;
﹡ 沈阳——武汉大区间访问通过北京节点交换;
﹡ 西安/成都大区——沈阳大区间的访问通过广州节点交换;
﹡ 南京大区——武汉大区间的访问通过广州节点交换;
﹡ 沈阳大区——南京大区间的访问通过上海节点交换;
﹡ 武汉大区——西安大区间的访问一部分由广州核心节点交换,一部分由北京核心节点实现交换。
3)特殊节点处理
拉萨、洛阳和郑州、厦门和福州节点的出省两条链路的跨越两片区,为了防止不正确的流量流向,在在三省市的两条出口链路的metric设置上,与其它省出省链路的metric设置不同,如防止北京省网通过北京核心1—拉萨汇接节点—成都核心2(成都核心1)访问成都大区,可以把拉萨到北京核心1链路的metric设为800,将拉萨成都核心2链路的metric设为600,这样就可以避免这个问题。同样的道理对洛阳和郑州,福州和厦门节点的出省链路。
北京汇接2到沈阳核心1、上海汇接2到南京核心2、深圳汇接到武汉核心2,三链路的metric设置比较小,这是考虑到充分利用三省的第二出口链路。
2.1.5.6、IS-IS的实现
CHINANET全骨干网的所有路由器设置在同一主干域是完全可行的。所有的路由器全部属于主干域。全骨干网属于同一主干域,不再设置区域概念,骨干网路由器均分配同一个ISIS域号(area number),只作为L2-only。
根据流量流向策略和metric设置,Chinanet可以灵活控制流量,当观察到某一条链路拥塞的时候,改变一定范围的IGP Metric或定义一条MPLS TE隧道将部分数据流转到其它空闲的链路上,实现全网流量的合理分配,同时采用采用Netflow统计的模式可以对数据流的分布有较细致的了解。
2.1.5.7、BGP路由策略
Ø IBGP路由策略
Chinanet的骨干路由器全部运行在一个自治域AS4134。根据BGP协议要求,这所有的路由器之间运行全闭合网Full-Mesh的IBGP。为了解决这个问题, Chinanet骨干网直接使用AS 4134,在骨干内部采用IBGP的Reflector技术解决IBGP的全互连问题。
Ø IBGP Reflector
根据北京、上海、广州三大片区全网路由器分为三个路由反射簇(Cluster),每个Cluster推选两台路由器为路由反射器(简称RR),负责本片区内的IBGP路由反射。三个片区的6个路由反射器之间运行全闭合网Full-Mesh的IBGP,其它路由器分别同时作为本片区内的两台RR的Client。 全网路由器的IBGP Reflector示意图如图4-2所示。
图4-2 Chinanet骨干网IBGP Reflector示意图
三个Cluster 中的两台RR分别选择核心路由器的两个异地节点,以保证网络路由的可靠性和安全性。RR路由器选择的具体情况如下:
北京片区RR:北京1号路由器,西安1号路由器
上海片区RR:上海1号路由器,南京1号路由器
广州片区RR:广州1号路由器,武汉1号路由器
三个 Cluster中的其它骨干路由器(包括核心路由器、汇接路由器和国际出口网关路由器)都作为Client,与本片区的两个路由反射器建立IBGP的Neighbor关系。
Ø IBGP路由控制
国际出口网关路由器IXG通过与RR的IBGP将国际路由表转播到RR上,RR之间全闭合网的IBGP路由传播不做任何限制,这样,所有的RR上都具有了国际路由表。但是,RR在与Client(其它的核心和汇接路由器)之间的路由传播上要有过滤政策,通过AS号的识别来控制国际路由的进一步传播。这样做的前提是不影响现有的路由策略的实施,好处是可以减少网络管理的工作量,使得大的路由变化和配置调整局限在尽量少的路由器上,并且隔离国际路由震荡对国内骨干网络带来的负面影响。
由于国际出口网关路由器(IXG)也是RR的一个Client,可以通过在IXG上向IBGP注入缺省路由的方式,由IBGP向全网传播,引导国际流量;国际路由的传播范围灵活可控,对于需要国际路由的路由器,在RR端对Client的配置中将不做过滤;对于不需要国际路由的路由器,在RR端对Client的配置中将国际路由过滤掉。
根据Chinanet的路由政策,各省份目前不需要具体的国际路由,所以暂时不向其它路由器传播国际路由,而只传播由IXG注入的缺省路由。对于国内路由不做任何限制,将在全骨干网传播。
Ø EBGP路由策略
1) ChinaNet与国际Internet间的EBGP实现
ChinaNet骨干网在北京、上海、广州三节点建立国际Internet出口网关(IXG), ChinaNet与国际Internet间的路由策略遵循现行路由策略:
与ChinaNet同等关系的国际ISP(如香港电信、日本的NTT等),纯粹建立EBGP的peer关系,ChinaNet到这些国际出口的政策是,就近访问原则。通过北京、上海、广州的IXG之间IBGP交换路由信息,通过BGP的一些控制手段(BGP local-prference等)选择较优的国际出口。
ChinaNet与其UpStream Internet节点(如Sprint,MCI)间的EBGP访问策略:可以根据其UpStream节点广播给IGX的路由信息,通过BGP的AS-PATH,结合BGP local-preference等手段建立访问规则,实现多各出口链路上的负载分担和链路备份。
由于Internet国际路由条目较多,在骨干网与各省网进行路由交换时,Chinanet根据各省具体情况由骨干网控制是否将国际全路由广播到省网。一般情况不广播国际全路由到省网,考虑到北京、江苏等省目前已经将国际全路由接纳入省网,因此骨干网具有相应的Route-Map控制措施,根据情况将国际全路由广播给个别省网。对其余省网由骨干网IXG广播缺省路由到省内网,实现与国际Internet的访问。
2)ChinaNet骨干网与省内网间的EBGP实现
各省网路由是由ABR学到的,并通过DRR传播到全网。由于大多数省市设有两个汇接节点,也就是说省网有两各出口,为了实现各省网多各出口链路的负载和流量分担,Chinanet骨干网在向各省网广播国内(或者全部)路由信息时,采取BGP提供的控制手段,使流量在各省网的两个出口间合理选择。考虑到各省具体情况不同,如果纯粹由各省自主选择出口,以及自主决定流量在两出口的分配,可能造成流量在骨干网的不平衡,以及流量在骨干的迂回,
Chinanet骨干网在向各省网广播国内(或者全部)路由信息时,通过设置BGP MED值的方式,迫使各省网的边界路由器了解骨干网内部的路由代价信息,使各省网出省流量合理选择省网出口。
2.1.6、网络业务情况
2.1.6.1、数据专线业务(包括帧中继业务、数字数据业务DDN、分组交换业务、ATM业务等);
1) 数字数据业务DDN
Ø 什么是DDN
DDN是数字数据网(Digital Data Network)的简称,它是利用光纤、数字微波或卫星等数字传输通道和数字交叉复用设备组成,为用户提供高质量的数据传输通道,传送各种数据业务。
数字数据网是以光纤为中继干线网络,组成DDN的基本单位是节点,节点间通过光纤连接,构成网状的拓朴结构,用户的终端设备通过数据终端单元(DTU)与就近的节点机相连。
Ø DDN的优点
--传输质量高,时延小,通信速率可以自主变化。
--路由自动迂回,保证电路高可用率。
--全透明传输,可支持数据、图像、话音等多媒体业务。
--方便地组建虚拟网(×××)建立自己的网管中心。
--传输质量高,DDN的主干传输为光纤传输,高速安全。
--采用点对点或点对多点的专用数据线路,特别适用于业务量大、实时性强的用户。
--网管中心能以图形化的方式对网络设备进行集中监控,电路的连接、测试、告警、路由迂回均由计算机自动完成,使网络管理智能化,减少不必要的人为错误。
Ø DDN的组网方式
Ø DDN的业务功能
--点对点通信
--点对多点通信
广播通信:主机同时向多个远程终端发送信息。适用于证券发布行情、信息发布、电子公告牌等。
轮询通信:多个远程终端通过争用或轮询方式与主机通信,适用于各种会话式、查询式的远程终端与中心主机互连,如民航售票、银行储蓄网点、IBM的SNA网络的联网。
--话音传输
支持64KPCM、32KADPCM及16Kbps\8Kbps等话音传输,适用于需要远程热线通话或话音与数据复用传输的用户。
Ø DDN的应用范围
--数据传输,图像传输,语音传输。
--民航、火车站售票联网。
--银行联网。
--股市行情广播及交易。
--信息数据库查询系统。
--智能小区。
--任何电脑联网通信。
Ø DDN专线上网业务
通过DDN专线接入CHINANET,接入速率9.6K-2M或更高。专线入网线路稳定,并可获得真实的INTERNET IP地址,便于企业在互连网上建立网站、树立企业形象、服务广大客户。最常见的是用路由器通过DDN专线连入数据局局端路由器。这种专线接入方式,数据局一般会分配16个固定INTERNET IP给用户使用。入网后,网上的所有终端和工作站均可享用所有国际计算机互连网的服务。设备连接图如下;
2) 帧中继业务
Ø 什么是帧中继
帧中继(FRAMERELAY)是在用户--网络接口之间提供用户信息流的双向传送,并保持顺序不变的一种承载业务,它是以帧为单位,在网络上传输,并将流量控制、纠错等功能,全部交由智能终端设备处理的一种新型高速网络接口技术。
帧中继是综合业务数字网标准化过程中产生的一种重要技术,它是在数字光纤传输线路逐渐代替原有的模拟线路,用户终端日益智能化的情况下,由X25分组交换技术发展起来的一种传输技术。
Ø 帧中继的优点
--按需分配带宽,网络资源利用率高,网络费用低廉。
--采用虚电路技术,适用于突发性业务的使用。
--不采用存储转发技术,时延小、传输速率高、数据吞吐量大。
--兼容X.25、SNA、DECNET、TCP/IP等多种网络协议,可为各种网络提供快速、稳定的连接。
--帧中继业务支持多种数据用户,如局域网互连,可应用于银行、证券等金 融及大型企业,政府部门的总部与各地分支机构的局域网之间的互连,可利用帧中继组建虚拟专用网,进行远程计算机辅助设计(CAD),计算机辅助制造(CAM),文件传送,图象查询业务,图象监视及会议电视等。
Ø 帧中继的组网方式
Ø 帧中继的适用范围
--大企业、银行、政府部门总部和各地分支机构的局域网之间的互连。
--医疗、金融机构之间图象、图表的传送。
--大文件的传送。
--数据库的检索。
--组建虚拟专用网。
Ø 用户设备类型
1、局域网(LAN)接入CHINAFRNLAN通过路由器或网桥接入CHINAFRN 通过帧中继装、拆设备(FRAD)接入CHINAFRN。
2、终端接入CHINAFRN 帧中继型终端直接接入CHINAFRN。 具有PPP或SNA或X.25协议的终端可直接接入CHINAFRN。 不具有终端接入CHINAFRN中所列标准接口规程的终端通过FRAD接入CHINAFRN。
Ø 用户接入方式
1、经专线方式接入用户通过直通电路接入CHINAFRN,物理接口为v.35、x.21、ATME1、ATME3、ATM155。
2、经DDN专线接入 用户通过本地提供的DDN专线接入CHINAFRN,物理接口为V.35、X.21。
3、经ISDN网接入 用户通过拨号方式经ISDN接入CHINAFRN,物理接口为BRI。
4、帧中继用户基本入网速率 9.6kb/s、14.4kb/s、19.2kb/s、N*64kb/s(N=1-31)、2Mb/s
对于帧中继业务,网络所提供的接口类型包括V.35、X.21、E1、信道化E1、ISDN PRI、E3等,其中V.35和X.21接口速率为9.6kb/s~8Mb/s。对于ATM业务,网络所提供的接口类型有E1、E3、DS3、STM-1、ATM反向复用等。
网络所提供的各种端口都可以软件设置为UNI DTE/DCE、NNI及内部中继类型。帧中继NUI处的链路管理规程可设置为ITU-T Q.933 Annex A、ANSI T1.167 Annex D或LMI,也可由端口自动监测。对于帧中继类型的端口还可设置FRAD功能,完成HDLC、SDLC、PPP协议到帧中继协议的包封及转换,便于各种协议终端直接接入。同时网络还配备了基带调制解调器和HDSL调制解调器,为用户提供灵活的接入方式。
3) ATM业务
ATM宽带业务是目前最具发展前景的数据通信业务。它结合了电路交换和分组交换的优点,极大的提高了网络的利用率。目前上海的ATM宽带网络初具雏形,它突破了以上三种业务在速率上的极限(最高可达155M),并具有服务质量保证。
ATM即异步传输模式(asynchronoustransfer mode),实现OSI物理层和链路层功能。ATM以独有的ATM信元进行数据传输,每个ATM信元53个字节。ATM`不严格要求信元交替地从不同的源到来,每一列从各个源来的信元,没有特别的模式,信元可以从任意不同的源到来,而且,不要求从一台计算机来的信元流是连续的,数据信元可以有间隔,这些间隔由特殊的空闲信元(idle cell)填充。信元可以被装入到T1,T3,SONET或FDDI(光纤LAN)线路上发送。ATM网络根据VPI和VCI 进行寻址。
在ATM层,有两个接口是非常重要的,即用户-网络接口UNI(user-networkinterface)和网络-网络接口NNI(network-network interface)。前者定义了主机和ATM网络之间的边界(在很多情况下是在客户和载体之间),后者应用于两台ATM交换机(ATM意义上的路由器)之间。两种格式的ATM信元头部如下图:
信元传输是最左边的字节优先,在一个字节内部是最左边的比特优先。
ATM的传输介质常常是光纤,但是100m以内的同轴电缆或5类双绞线也是可以的。光纤可达数千米远。
与其它传输网络相比,ATM最大的特点是有服务质量的保证(QOS)。服务质量在ATM网络中是一个重要的话题,因为ATM网络大都是用作实时传输的,比如音频和视频。当一条虚电路建立时,传输层(典型地为主机中的一个进程,"客户")和ATM网络层(例如:一个网络操作者,也即"运载提供者")都要遵守一个定义服务的协定。ATM的服务质量分以下几个等级:
恒定比特率CBR(constant bit rate)主要用来模仿铜线或者光导纤维。没有差错校验,没有流量控制,也没有其余的处理。这个类别在当前的电话系统和将来的B-ISDN系统中作了一个比较圆滑的过渡,因为话音级的PCM通道,T1电路以及其余的电话系统都使用恒定速率的同步数据传输。
可变比特率VBR(variable bit rate)被划分为两个子组别,分别是为实时传输和非实时传输而设立的。RT-VBR(实时)主要用来描述具有可变数据流并且要求严格实时的服务,比如交互式的压缩视频(例如电视会议)。NRT-VBR(非实时)用于主要是定时发送的通信场合,在这种场合下,一定数量的延迟及其变化是可以被应用程序所忍受的,如电子邮件。
可用比特率ABR(available bit rate)是为带宽范围已大体知道的突发性信息传输而设计的。ABR是唯一一种网络会向发送者提供速度反馈的服务类型。当网络中拥塞发生时会要求发送者减小发送速率。假设发送者遵守这些请求,采用ABR通信的信元丢失就会很低。运行着的ABR有点象等待机会的机动旅客:如果有空余的座位(空间),机动的旅客就会无延迟地被送到空余座位处;如果没有足够的容量,他们就必须等待(除非有些最低带宽是可用的)。
未指定比特率UBR(unspecified bit rate)不做任何承诺,对拥塞也没有反馈,这种类型很适合于发送IP数据报。如果发生拥塞,UBR信元也会被丢弃,但是并不给发送者发送反馈,也不给发送者希望放慢速度的期望。
电信的客户可以根据实际应用选择不同的QOS保证。相同的PVC速率,不同的QOS保证,月租费也不同。
4) 分组交换业务
Ø 什么是分组交换
分组交换(CHINAPAC),是一种进行数据交换的通信网络。它适合于不同类型、不同速率的计算机与计算机、计算机与终端、终端与终端之间的通信,从而实现存储在计算机内的信息资源共享,同时还可以在分组交换数据网上开发各种增值业务。
Ø 分组交换的优点
--具有差错校验与重发功能,从而保证传输的准确性。
--自动选择迂回路由。
--可实现多方通信,大大提高线路利用率。
--信息传递安全、可靠。
--传输速率高。
--通过申请帐号、密码(NUI),可实现全国漫游。
--收费与距离无关,按信息量、使用时间收费,对异地通信更显出无比优越性。
Ø 分组交换所提供的服务
基本服务
--交换型虚电路(SVC):可同时与不同的用户进行通信,方便灵活。
--永久型虚电路(PVC):可建立与一个或多个用户间的固定连接。
可选服务
--闭合用户群(CUG):限于特定用户之间进行通信,避免外人干扰。
--网路用户标志(NUI):提供严密的安全保障,并可实现全国漫游。
--广播服务:单向的点对多点信息传送。
--反向计费:由被叫方付费。
--其他服务:包括呼叫转移、直接呼叫、呼叫封阻(入/出)快速选择等。
新业务功能
--帧中继(FrameRelay):提供更高速率的通信,实现话音、数据、图像的综合传输。
--信息卡验证业务(POS):在电话线上同时传送数据,互不干扰,比传统POS业务快2-3倍。
--虚拟专网
--NA网路环境
--令牌环局域网智能桥功能
--异步轮询接口(APT)
Ø 分组交换的适用范围
--银行、保险、证券。
--海关。
--税务。
--零售业。
--其他需要实现计算机联网的公司、企业、事业单位。
Ø 分组交换的通达地点
--国内:大部分地、市以上城市和部分乡镇、县级市。
--国际:包括港、澳、台、欧美日等大部分国家和地区。
Ø 分组交换的接入方式
--经模拟专线直上分组
--经DDN专线上分组
--经电话拨号上分组
2.1.6.2、宽带业务(ADSL、LAN、WLAN);
1)ADSL业务
Ø ADSL技术简介
ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Loop 非对称数字用户环路)是xDSL家族成员中的一员,它以普通电话线和3类/5类线等铜质双绞线作为传输媒质。由于它采用了全新的数字调制解调技术,因而带宽比Modem和ISDN高得多,是网络时代的“世纪宠儿”。
ADSL使用普通电话线,只需在普通直线电话两端安装相应的ADSL终端设备就可享受宽带技术,原有电话线路无需改造,安装便捷,使用简便,可避免用户因线路改造而引起的布线困难和破坏室内装修等诸多问题的困扰。
ADSL的带宽上行可达1Mbps,下行更高达8Mbps,充分满足了目前所有的宽带业务对带宽的要求。ADSL的双向速率不对称性,完全符合用户使用互联网的业务特性——“下载的多,上传的少”,非常适合高速上网和视频服务等宽带业务应用。但由于上行速率的限制,所以ADSL不适合于1Mbps速率的双向对称的点对点高速数据传送应用。
ADSL的网络呈星型结构,用户的线路和带宽都是独享的,不会出现因为与他人共享线路和带宽而必然引起的速率受并发用户数影响的情况。用户的速率和带宽基本保持不变,特别适合需要恒定速率和带宽的业务应用,例如高速数据下载和视频服务等。而且,由于线路和带宽的独享特性,ADSL用户间的信息是互相隔离的,用户有完全的安全性保证。
ADSL的信息传送是以ATM信元作为载体的,而且ADSL局端设备上联城域网骨干网,所以ADSL可以充分利用ATM技术完善的品质保证机制,使ADSL用户的信息传送品质可以达到最高的电信等级。
ADSL线路是“一户一线”,ADSL设备也是“一户一套”,所以每个用户不会因为他人的线路、设备故障而产生通信干扰。由于不存在共用线路或设备,所以ADSL的故障影响范围是最小的。而且,ADSL线路上没有任何有源或无源设备(例如放大器、分配器等),所以ADSL的故障发生率也是最低的。
ADSL传输距离可达3-5公里,根据现在中国电信电话网的状况,90%的用户均能享受ADSL为您带来的高质量的网络服务。
Ø ADSL技术特点
高传输速率 下行1-8Mbit/s,上行64K-640Kbit/s, 是普通56K调制解调器的150倍
频带宽 ADSL支持的频带宽度是普通电话用户频带的256倍以上
业务多 Internet/Extranet/Intranet业务语音业务 视频业务 ATM业务 数据业务 帧中继FR接入业务 ×××虚拟专网业务
应用广 高速访问因特网和宽带多媒体通信网、收发电子邮件、网上炒股、网上购物、进行电子商务、影视点播、网络游戏、远程教育、远程医疗、远程办公、家庭办公、
网间互联 实现信息共享、互访和传递
安装快捷方便 在普通电话线两端加装ADSL设备即可,不需要改造和重新铺设线路。
Ø ADSL的组网范例
2)LAN接入
Ø 业务介绍
光纤是宽带网络多种传输媒介中最理想的一种,它的特点是传输容量大、传输质量好、损耗小、中继距离长等。
我们的光纤接入能够确保向用户提供10Mbps、100Mbps、1000Mbps的高速带宽,可直接汇接到CHINANET骨干节点。主要适用于商业集团用户和智能化小区局域网的高速接入INTERNET高速互联。
光纤+以太网接入 |
|
适用对象 |
已做好或便于综合布线及系统集成的小区住宅与商务楼宇等 |
所需的主要网络产品 |
交换机,集线器,超五类线等 |
光纤接入的组网范例:
2.1.6.3、MPLS-×××业务;
MPLS ×××依托于公共IP网络——ChinaNET,采用MPLS(Multiprotocol Label Switching,多协议标记交换)协议,结合服务等级、流量控制等技术,为用户在公共IP网络上构建企业的虚拟专网,满足不同城市分支机构间安全、快速、可靠的通信需求,并能够支持数据、语音、图像等高质量、高可靠性多媒体业务。一、MPLS ×××的业务功能
1、保证用户端到端速率,实现高速互连。
2、通过标签交换路径的建立,组建虚拟专网。
3、通过自动迂回功能来保障电路可靠性。
4、支持一个用户同时加入不同的虚拟专网。
5、支持多种用户端接入方式。如:DDN、帧中继、数字电路等。
二、MPLS×××业务的特点
1、组网经济,易维护:借助ChinaNET来建立MPLS×××,实际上只需支付本地的网络通信费,就可以收到租用专线长途通信的效果,同时,用户不必投入大量的人力和物力去安装和维护WAN设备和远程访问设备,在线路费用、设备费用、管理费用等方面都得到实惠。
2、 扩展性好:ChinaNET MPLS ×××支持从N×64K到2.5G的各种速率接口,用户节点的数目不受限制,并且可根据需要在用户节点间创建星型、全网状或任意的逻辑拓扑,实现任何节点与任何其他节点间(any-to-any)的直接通信。
3、 可靠性高:中国电信MPLS ×××承载在中国宽带互联网(ChinaNET)之上,具有多路由的冗余传输资源,可以自动、充分地迂回用户节点间访问的流量,因而在广域网上不存在单故障点,具备很高的可靠性。
4、安全性高:MPLS ×××的安全性是通过路由隔离技术实现的,MPLS ×××借助MPLS技术,利用两层标记(lable),自动为不同用户的节点间建立不同的隧道,使用户的流量分别穿行在不同的“虚通道”中,实现了用户流量的隔离。
5、多种业务的融合:MPLS ×××为用户节点间提供的是纯IP通信通道,可支持数据、语音、视频等多媒体业务。
三、接入方式
支持以太网、帧中继、DDN、ATM等多种接入方式,能够为全国性集团客户提供速率为N x 64K~2.5G、端到端的业务。并且客户可以随时根据需要扩展网络(增加端口、提高速率等)。
四、适用范围
可用于金融、航空、经贸、气象、政府机构、海关、广播、商业、教育、建设、医疗等用户组建跨国、跨省、跨市大型的点对多点虚拟专网。
五、MPLS×××的典型应用
l 典型应用之一:
公司总部与各地分支机构利用MPLS ×××组成星型网络,分支机构主要访问企业总部,分支机构间经过总部彼此互访;同时公司总部可以访问因特网。
2、 典型应用之二:
公司总部与各地分支机构利用MPLS ×××组成全网状网络,分支机构间互访需求较大,分支机构间直接彼此访问。
2.1.7、电信网络发展计划
中国电信下一代承载网络,Chinatelecom NextCarrying Network(CNCN),简称CN2。
目前IP网络的固有缺陷已经严重影响到大型电信运营商提供的INTERNET业务的质量保障,在这种情况下国外大运营商纷纷建立了第二个运营性的IP骨干网络,其目的如下:
为高端用户提供一个有QOS保障的网络平台。
减轻现有IP骨干网络的过分复杂和庞大的负载压力。
为下一代IP网络作好铺垫和过渡。
国外的大型运营商的第二个IP网络的业务一般局限在MPLS ×××方面,而中国电信的CN2网络则将承担着更多的业务种类。
中国电信计划在2004年开展该网络的调研和实施。