城域网原理培训

第一部分——城域网基础理论知识提纲一、基本概念二、承载业务三、层次结构四、网络组织五、路由协议六、路由策略七、网络管理八、传送技术基本概念IP城域网（IP Metro Area Network ），介于局域网和广域网之间，在城市（包括郊区）范围内实现信息传输与交换的一种网络。

IP城域网一般是由通信运营商或者Internet服务提供商（ISP）以城域为范围建设的城市IP骨干网络。

IP城域网是以IP技术为基础的，集数据、语音、视频各位业务为一体的高带宽、多业务接入的通信网络。

提纲一、基本概念二、承载业务三、层次结构四、网络组织五、路由协议六、路由策略七、网络管理八、传送技术承载业务目前城域网承载的主要业务类型有：宽带业务：包括家庭客户，个人客户，企业客户等；专线业务：主要为企业，事业单位等，承载方式为基础数据专线（DDN、FR）、传输专线（MSTP、SDH）等。

近年来VPDN虚拟专用拨号业务，MPLS VPN也快速发展。

视频业务：典型应用如VOD，IPTV、视频监控等。

可视为基于宽带基础业务的标准化增值业务。

语音业务：典型应用如VOIP等。

各类增值业务：如主机托管，带宽出租，VPN等等。

不同的业务种类对于网络的时延，抖动，丢包率，误码率均有不同的要求，因此城域网需要具备多业务承载能力和区分服务质量能力。

提纲一、基本概念二、承载业务三、层次结构四、网络组织五、路由协议六、路由策略七、网络管理八、传送技术层次结构根据目前的技术现状和发展趋势，一般将城域网分为三大层次：城域网骨干网（三层路由网络）、宽带接入网（二层交换网络）以及宽带驻地网三个网络层面。

其中，城域骨干网又可细分为两个层次：核心层和业务控制层；宽带接入网又可细分为2个层次：汇聚层和接入层。

层次结构核心层：为数据业务控制出提供数据的高速转发，与骨干网互联，提供城市Internet业务的高速出口，是宽带IP城域网的核心部分。

核心层设备一般采用高端路由器。

业务控制层：对汇聚层接入的业务进行汇聚，提供流量控制和用户管理功能,是宽带IP城域网实施业务管理的主要层面。

前文提到的多业务承载和区分服务质量能力就是在本层次完成的。

典型设备有宽带接入服务器（BRAS）和业务路由器（SR）等。

在业界的典型应用中，BRAS主要用于拨号用户的认证、地址管理、计费等，SR主要用于专线用户的业务控制、服务质量管控等。

层次结构汇聚层：主要对接入层流量进行初步归纳梳理，进行流量收敛分发。

此外，汇聚层往往还用于光纤资源的汇聚收敛，节省中继光缆资源。

典型的设备为三层汇聚交换机。

接入层：下接宽带驻地网，提供各种类型用户的就近接入，要求接入设备具有多种接入手段和良好的扩展能力。

传统的接入层设备为各类二/三层交换机。

近年来随着PON技术的发展，OLT 的性能已与传统交换机相似，因此OLT也可归类为接入层设备。

宽带驻地网：常用的宽带接入技术包括XDSL，HFC，XPON，无线宽带接入等等。

随着技术的发展，网络扁平化是未来的发展趋势，今后汇聚层功能将逐步淡化，而采用接入层直连业务控制层的方式。

层次结构宽带上网业务实现示意图层次结构大客户业务实现示意图提纲一、基本概念二、承载业务三、层次结构四、网络组织五、路由协议六、路由策略七、网络管理八、传送技术网络组织网络组织应充分考虑网络流量规划和路由选择方案的要求：核心层：核心层节点之间应采用网状或半网状连接。

业务控制层：业务控制层至核心层节点的连接应实现双归属，可根据传输情况采用双星型、环型等组网方式。

汇聚层：业务控制层至业务控制层节点的连接应实现双归属，可根据传输情况采用星型、双星型、环型等组网方式。

接入层：接入层由于节点分布广，数量多，应根据传输情况灵活组网，可选择星型、双星型、环型等组网方式。

对于上述各类组网方式，应根据节点设置情况，中继资源情况等灵活采用，建议尽量采用星型结构，少用环型结构，以避免二层或者三层环路。

网络组织网络组织应充分考虑各种安全的要求：硬件：路由引擎、交换板、电源等的备份冗余和故障处理。

软件：软件的模块化、使用复杂度、稳定性。

网络可靠性：路由和节点的故障快速检测，利用二层、三层的快速重路由实现故障的快速恢复，以及对不同业务（语音、数据、信令等）的可保证的差分服务。

提纲一、基本概念二、承载业务三、层次结构四、网络组织五、路由协议六、路由策略七、网络管理八、传送技术路由协议从路由选择方式上均有两种：静态路由和动态路由。

静态路由是在路由器中设置固定的路由表，其优点是简单、高效、可靠。

其缺点是不能对网络的改变作出自动反映，一般用于网络规模不大、拓扑结构固定的网络中。

在此不做讨论。

根据是否在一个自治域（自治域是指一个具有统一管理机构、统一路由策略的网络）内部使用，城域网动态路由协议分为内部网关协议（IGP，自治域内部采用）和外部网关协议（EGP，自治域之间用来进行路由选择）。

路由协议内部网关协议：根据算法不同，可分为链路状态协议（如IS-IS，OSPF）及距离矢量协议（如RIP）。

RIP：早期的路由协议，由于其机制的问题，只适用于小型的同构网络。

无法适应大规模异构网络的互联，不做具体讨论。

OSPF：目前应用广泛的一个协议，其专门为IP而开发，提出了将自治系统分区的概念，适合网络的层次化结构，分区的方法使得网络开销减少，稳定性高，维护方便。

IS-IS：最早是为了OIS模型开发的，后来引入了对IP的无缝支持，较之OSPF，其适用于异构网络的互联，且收敛速度较之OSPF更快。

此外，其Level的概念较之OSPF虽然类似，但更为合理，更利于大规模网络内部的使用。

在IPV4过渡到IPV6后，其优势将更为明显，是今后内部网关协议的首选。

路由协议外部网关协议：用于自治系统间的路由选择，目前最常用的是BGPV4版本的协议。

BGP主要是为自治系统之间提供一种无环路的路由选择协议。

其是在TCP的协议上传输的。

BGP是一个功能强大的协议，其定义了各种可选参数，通过各种参数的配置来定义灵活的路由策略。

在实际的工程设计中，网络中继带宽应根据网络流量规划等因素确定，同时应注意同局向多条同带宽电路的数量必须小于路由协议的相关功能限制。

提纲一、基本概念二、承载业务三、层次结构四、网络组织五、路由协议六、路由策略七、网络管理八、传送技术路由策略路由策略的实施是一个复杂的工作。

在此仅浅谈应注意到的几点：1）通过路由策略的实施，配合网络拓扑，尽量避免网络的单点故障，提高网络的生存能力。

2）通过路由策略的实施，使网络业务流量能实现均衡负载。

3）合理利用城域网内部网关路由协议的分级或者分区技术，实现结构的扁平化，结合CIDR（无类域间路由）技术，最大化的实现路由聚合。

4）无论对于骨干网（如163、169、CN2、CMNET等等）还是用户网络，将其路由导入城域网内时均应注意实施控制，原则上，域内和域间的路由信息不得互相注入。

提纲一、基本概念二、承载业务三、层次结构四、网络组织五、路由协议六、路由策略七、网络管理八、传送技术网络管理网管系统与被管设备之间的网管信息通道一般可采用带内方式，也可采用带内带外相结合的方式。

网管系统与被管设备之间主要采用SNMP的接口。

提纲一、基本概念二、承载业务三、层次结构四、网络组织五、路由协议六、路由策略七、网络管理八、传送技术传送技术IP城域网中经常用到的传送技术有：光纤直连、IP over SDH，IP over WDM，IP over MSTP等。

IP城域网中经常使用的物理端口由：POS（Packet Over SDH）系列端口，以太网系列端口。

实际应用中，POS系列端口主要用于路由器广域网侧出口；以太网系列端口主要用于各种城域网侧链路端口。

第二部分——网络流量规划网络流量规划网络流量规划是网络性能分析、网络优化的重要基础。

在网络流量规划中，往往采取自下至上的分析法。

重点：统计汇聚层/业务控制层汇聚的端口/用户数，建模计算链路带宽；核心层（CR/BR）业务控制层（SR/BRAS）汇聚层（SW/OLT）接入层（SW/DSLAM/OLT）用户数/端口用户数/端口用户数/端口网络流量规划BRAS/SR下行GE计算原则如下所示：BRAS下行GE汇聚端口数＝(650×1024K)/350K/(1/1.7)×1，其中650×1024K为GE可用带宽；350K为每用户忙时平均带宽；1/1.7为用户在线比；1为区域不平衡系数；备注；各参数的取值范围应根据用户进行分析后取定网络流量规划BRAS/SR上连链路扩容计算原则为：上连GE端口数＝（下连GE端口数*1000＋下连STM-1端口数*155）*收敛系数/1000其中收敛系数：0.8~1，参考下行链路的分散系数。

网络流量规划出口路由器接入流量计算原则为：接入流量=公众用户流量+专线用户流量+IDC流量+WLAN流量+IPTV流量+视频监控流量。

备注：上述各种流量试运营商业务开展情况而定。

出口/核心路由器扩容原则：出口/核心路由器往骨干网流量=接入流量*出城域网比例出口/核心路由器往骨干网带宽=出口/核心路由器往骨干网流量/链路冗余率/带宽可用率。