城域网组网技术交流
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IP城域网的概念
我们也可以把IP城域网理解为就是IP分布式接入网络的延伸。 其初期的目标是为企业、政府和家庭用户提供方便快捷的网络连 接，实现用户以兆比特级的速率宽带上网； 长远目标是建设城市的信息化基础设施，结合无线宽带接入 的手段，实现用户Any-to-Any的实时在线(Always-on-line)连接， 使人与人、人与任何信息化的终端都可以无障碍地实现信息的实 时沟通。
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IP城域网的所采用的三种技术
事实上，GE以太网在城域网的应用在早些时候就已经出现，但 是一般只能用于一个很小的范围。光纤通信的大量应用和GE以太网 在距离上的延伸，为GE与城域网的联姻提供了最好的技术基础，现 在经过以太网连接的数据的传输距离大为增加，可以轻松达到几十 公里。目前局域网和城域网之间大量采用了吉比特以太网的技术， 不但节省了网络的成本，还大大降低了运营管理的复杂度。 当然以太网也有一定的局限性。在网络拓扑结构上，以太网的 连接方式是点对点的。为保证网络的可靠性，如果要实现多条线路 的冗余连接，只能通过增加光纤的数量才能做到。
IP城域网所采用的三种技术
为了在ATM网上传送IP数据包并能保证QoS，曾出现了多种技术，如 MPOA、Classic IP over ATM等等，但由于ATM存在技术和设备制造缺陷、 技术发展缓慢等问题，最终大多数运营商都转向纯IP的解决方案。 线速路由交换机的出现，使得可以省去ATM而直接在SDH网上运行IP数 据包，这就是所谓的Packets over SDH(POS)。而密集波分复用(DWDM)技术 已经成熟，无需采用SDH时分复用设备，而是将原复用的多个信道改为 DWDM，然后用吉比特(Gigabit)或太比特(Terabit)路由交换机直接与DWDM 设备相连进行路由交换，即所谓的IP/DWDM方案。运营商的广域骨干网已 经越来越多地采用IP/DWDM方案进行广域互连。 与此同时，由于以太网技术的成本低廉、成熟稳定，并且不需附加的传 输设备和交换机就可以在裸光纤上应用，运营商在建设IP城域网时也越来越 多地采用Gigabit Ethernet交换/路由接口。目前，常用的Gigabit Ethernet路由 接口一般分为SX(short，2km以下)和LX(long，15km以下)两种标准。
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IP城域网的所采用的三种技术
1、吉比特以太网技术 吉比特以太网方案的结构十分简单，骨干层各核心路由器之 间、骨干层与汇聚层之间均可采用GE以太网方式连接，而接入层 和汇聚层之间则采用100Mbit/s快速以太网连接。GE以太网是IEEE 802.3以太网标准的扩展，传输速度为1Gbit/s，是超高速主干网的 一种选择方案，尤其适用于高容量数据、话音、视频等实时业务 。它由原来的10Mbit/s以太网和100Mbit/s快速以太网发展而来，同 样采用CSMA/CD协议并使用相同的帧格式。相对FDDI、ATM等 其他高带宽传输技术，GE以太网应该说是最有竞争力的一种选择 。在价格上，GE以太网也有很大的优势。
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IP城域网的业务定位
目前的IP城域网主要要求能够满足两类业务的需求： 一类是QoS要求较低的Internet上网业务：如E-mail、 FTP、Telnet等。 另一类是QoS要求较高的互联业务和实时视频业务： 基于IP的语音业务(VoIP)、电子商务、VPN、远程教育、 协同设计、数字图书馆、电视会议、可视电话、视频点 播、新闻、宽带网站和智能化社区服务等。
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IP城域网的业务定位
IP城域网络承载的业务的特性 IP城域网络承载的业务的特性将是宽带化、综合化和个性化。 业务开展的形式将着重于解决大/中型集团用户高速/超高速接入 因特网、组建VPN/VPDN的需要； 满足部分大型住宅小区内的大量分散用户共享10Mbit/s以太网 或100Mbit/s以太网速率接入因特网的需求； 满足部分大型写字楼内的各办公室集中共享10Mbit/s以太网或 100Mbit/s以太网接入因特网的需求； 满足政府机关或学校利用公网实现互联的需求。 IP城域网同时还必须是一个电信运营级的网络，以区别于供企 业自用为主的企业级网络，要求在可靠性、服务质量QoS、业务类 别方面有较高保障，从而对公众提供丰富、易用和可靠的服务。
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目 录
IP城域网的概念
IP城域网的业务定位
IP城域网的分层结构
IP城域网所采用的三种技术 组建IP城域网的解决方案 黑龙江城域网现状
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1、吉比特以太网技术 2、POS技术 3、RPR技术
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IP城域网的概念
IP城域网的业务定位
IP城域网的分层结构
IP城域网所采用的三种技术
组建IP城域网的解决方案
黑龙江城域网现状
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IP城域网的概念
什么是城域网 IP城域网(MAN，Metropolitan Area Network)的概念是由 计算机网深化而来，指介于广域网WAN和局域网LAN之间， 在城市及郊区范围内实现信息传输与交换的一种网络。通常 所说的IP城域网，是指覆盖城市范围、为全市各类用户提供 宽带(通常是指2Mbit/s以上)接入的数字通信网络。 对一个城市而言，IP城域网的建设是其信息化基础设施 的重要组成部分： 从技术和运营模式来看，IP城域网是计算机网络和传统 电信网络的融合； 从技术发展的趋势来看，IP城域网会是传统电信体系发 展的必然趋势。
IP城域网的分层结构
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IP城域网的分层结构
1)核心层 IP城域网核心层网络主要负责进行数据的快速转发以及整个 城域网路由表的维护，同时实现与IP广域骨干网的互联，提 供城市的高速IP数据出口，其网络结构重点考虑可靠性和可 扩展性。核心层主要由传输网络与核心路由设备构成。传输 网络一般采用高容量的传输设备，负责完成数据的传送：核 心路由交换设备负责建立和管理承载连接，并对这些连接进 行路由交换。 核心层节点位置选择应结合业务分布、机房条件、光纤布 放等情况综合考虑，一般应设置在城区内；核心层节点数量 根据实际网络需要进行设置；核心节点间原则上采用网状或 半网状连接。
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IP城域网的分层结构
3)接入层 接入层网络负责提供各种类型用户的接入，在有需要时提供用户流量控 制功能。接入层节点的设置主要是为了将不同地理分布的用户快速有效地 接入骨干节点。接入层节点可以根据实际环境中用户数量、距离、密度等 的不同，设置一级或级联接入。由于用户端设备端口需求量较大，因此要 求接入设备要有优良的性价比。 当前用于提供宽带接入的方式主要有xDSL、Cable Momdem和光纤+LAN 等技术。其中，xDSL适用于零散分布用户或不计划改造现有双绞线布线 计划的小区、大厦用户，并可作为信息化大厦小区建设的补充接入方式； Cable Momdem主要适用于布设有有线电视网的住宅区：光纤十以太网方 式主要适用于用户密集的住宅小区和商业大厦。接入层节点到汇聚层节点 间的网络连接依据设备情况而定，比如，当接入层节点使用二三层交换机 等设备时，一般采用星形连接，每个接入层节点与一个汇聚节点相连；接 入层节点使用宽窄带综合接入环路设备时，接入层使用环形连接，每个接 入环上有一个节点与汇聚层节点相连；接入层节点使用宽带PON(Passive Optical Node)无源光节点设备时，接入层使用树形连接，PON局端设备与 汇聚层设备相连。接入层是整个IP城域网建设中的重中之重，关系到用户 群的覆盖效果，直接影响城域网运营的效益。
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IP城域网的概念
IP城域网的业务定位
IP城域网的分层结构
IP城域网所采用的三种技术 组建IP城域网的解决方案 黑龙江城域网现状
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IP城域网的分层结构
为了便于网络的管理、维护和扩展，网络必须有合理的层次结构 。因此，大型网络的设计均遵循层次化设计的原则。 从广义角度上来分， 一个IP城域网应该是三方面内容的综合 ：“基础设施”、“应用系统”、“信息”。基础设施包括数据 交换设备、城域传输设备、接入设备和业务平台设备；城域网的 应用系统由基本服务和增值服务两部分组成，这些服务如同高速 公路上跑的各种车辆，为用户运载各种信息；信息包括科技、金 融、教育、财政和商业等数据，以及环绕这些数据的各种信息系 统。 从网络结构上来分，根据目前的技术现状和发展趋势，一般 将城域网的结构分为三层：核心层、汇聚层和接入层。城域网的 核心节点和汇聚节点又统称为骨干节点，它们就是未来的IP目标 局，支持窄带(PSTN/ISDN/DDN/FR PVC等)和宽带(ADSL/以太网 /ATM PVC等)的IP综合接入，相互之间采用市内光纤或高速传输 线互连。 - 11 黑龙江省通信公司维护中心
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IP城域网的所采用的三种技术
因此在节点的数量较多的情况下，以太网的连接方式要占用 大量的路由器或交换机的交换端口和光纤数量，价格也会相应 增加。基于以太网的IP城域网不使用SDH设备，当光缆环路被 切断时不能够像SDH一样在50ms内完成自愈恢复，使用MPLS TE(流量工程)机制能够在50ms内完成自愈，但一般的以太网交 换机还无法支持。因此，如果要在50ms内完成自愈，需考虑其 他的办法，如后面将要讲到的RPR技术。 目前已有厂商推出10Gbit/s以太网的技术。10Gbit/s以太网的 技术对城域网的骨干以及骨干层和汇聚层的连接是一个很好的 选择。当网络的流量到达一定程度、设备制造商的成本降下来 之后，10Gbit/s以太网也必将在城域网中得到广泛的应用。采用 以太网方式组网的城域网网络结构如图所示。
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IP城域网的分层结构
2)汇聚层 IP城域网汇聚层居于核心层和接入层中间。 主要实现如下功能：扩展核心层设备的端口密度和端口种 类：扩大核心层节点的业务覆盖范围：汇聚接入节点，解决接 入节点到核心节点间光纤资源紧张的问题；实现接入用户的可 管理性，当接入层节点设备不能保证用户流量控制时，需要由 汇聚层设备提供用户流量控制及其他策略管理功能。除基本的 数据转发业务外，汇聚层还必须能够提供必要的服务层面的功 能，包括带宽的控制、数据流QoS优先级的管理、安全性的控 制、IP地址翻译NAT、数据流流量整形等一系列的功能。 在进行IP城域网建设中，汇聚层一般采用高性能大容量的三 层交换机设备；汇聚层节点的数量和位置的选定与当地的光纤 和业务开展状况相关，一般在城市的远郊和所辖县城设置汇聚 层节点：核心层节点与汇聚层节点采用星形连接，在光纤数量 可以保证的情况下每个汇聚层节点最好能够与两个核心层节点 相连。
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• IP城域网是电信运营商或Internet服务提供商 (ISP)在城域范围内建设的城市IP骨干网络，从 城市信息化建设的角度来看，它是城市重要的 信息基础设施。自2000年以来，随着用户对IP 宽带接入需求的增长，IP城域网络渐渐成为了 各大运营商的投资和竞争的焦点。
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IP城域网的概念
IP城域网的业务定位
IP城域网的分层结构
IP城域网所采用的三种技术 组建IP城域网的解决方案 黑龙江城域网现状
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IP城域网的业务定位
根据当前数据网络发展现状，IP城域网的业务定位是作为IP 广域骨干网络在城市范围内的延伸，承载各种多媒体业务，汇聚 宽、窄带用户的接入，以IP网络的可管理性、可扩充性为基础， 满足政府部门、企业、个人用户对各种基于IP的宽带多媒体业务 (互联网访问、虚拟专用网等)的需求等。
IP城域网的概念
我们也可以把IP城域网理解为就是IP分布式接入网络的延伸。 其初期的目标是为企业、政府和家庭用户提供方便快捷的网络连 接，实现用户以兆比特级的速率宽带上网； 长远目标是建设城市的信息化基础设施，结合无线宽带接入 的手段，实现用户Any-to-Any的实时在线(Always-on-line)连接， 使人与人、人与任何信息化的终端都可以无障碍地实现信息的实 时沟通。
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IP城域网的所采用的三种技术
事实上，GE以太网在城域网的应用在早些时候就已经出现，但 是一般只能用于一个很小的范围。光纤通信的大量应用和GE以太网 在距离上的延伸，为GE与城域网的联姻提供了最好的技术基础，现 在经过以太网连接的数据的传输距离大为增加，可以轻松达到几十 公里。目前局域网和城域网之间大量采用了吉比特以太网的技术， 不但节省了网络的成本，还大大降低了运营管理的复杂度。 当然以太网也有一定的局限性。在网络拓扑结构上，以太网的 连接方式是点对点的。为保证网络的可靠性，如果要实现多条线路 的冗余连接，只能通过增加光纤的数量才能做到。
IP城域网所采用的三种技术
为了在ATM网上传送IP数据包并能保证QoS，曾出现了多种技术，如 MPOA、Classic IP over ATM等等，但由于ATM存在技术和设备制造缺陷、 技术发展缓慢等问题，最终大多数运营商都转向纯IP的解决方案。 线速路由交换机的出现，使得可以省去ATM而直接在SDH网上运行IP数 据包，这就是所谓的Packets over SDH(POS)。而密集波分复用(DWDM)技术 已经成熟，无需采用SDH时分复用设备，而是将原复用的多个信道改为 DWDM，然后用吉比特(Gigabit)或太比特(Terabit)路由交换机直接与DWDM 设备相连进行路由交换，即所谓的IP/DWDM方案。运营商的广域骨干网已 经越来越多地采用IP/DWDM方案进行广域互连。 与此同时，由于以太网技术的成本低廉、成熟稳定，并且不需附加的传 输设备和交换机就可以在裸光纤上应用，运营商在建设IP城域网时也越来越 多地采用Gigabit Ethernet交换/路由接口。目前，常用的Gigabit Ethernet路由 接口一般分为SX(short，2km以下)和LX(long，15km以下)两种标准。
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1、吉比特以太网技术 吉比特以太网方案的结构十分简单，骨干层各核心路由器之 间、骨干层与汇聚层之间均可采用GE以太网方式连接，而接入层 和汇聚层之间则采用100Mbit/s快速以太网连接。GE以太网是IEEE 802.3以太网标准的扩展，传输速度为1Gbit/s，是超高速主干网的 一种选择方案，尤其适用于高容量数据、话音、视频等实时业务 。它由原来的10Mbit/s以太网和100Mbit/s快速以太网发展而来，同 样采用CSMA/CD协议并使用相同的帧格式。相对FDDI、ATM等 其他高带宽传输技术，GE以太网应该说是最有竞争力的一种选择 。在价格上，GE以太网也有很大的优势。
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IP城域网的业务定位
目前的IP城域网主要要求能够满足两类业务的需求： 一类是QoS要求较低的Internet上网业务：如E-mail、 FTP、Telnet等。 另一类是QoS要求较高的互联业务和实时视频业务： 基于IP的语音业务(VoIP)、电子商务、VPN、远程教育、 协同设计、数字图书馆、电视会议、可视电话、视频点 播、新闻、宽带网站和智能化社区服务等。
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IP城域网的业务定位
IP城域网络承载的业务的特性 IP城域网络承载的业务的特性将是宽带化、综合化和个性化。 业务开展的形式将着重于解决大/中型集团用户高速/超高速接入 因特网、组建VPN/VPDN的需要； 满足部分大型住宅小区内的大量分散用户共享10Mbit/s以太网 或100Mbit/s以太网速率接入因特网的需求； 满足部分大型写字楼内的各办公室集中共享10Mbit/s以太网或 100Mbit/s以太网接入因特网的需求； 满足政府机关或学校利用公网实现互联的需求。 IP城域网同时还必须是一个电信运营级的网络，以区别于供企 业自用为主的企业级网络，要求在可靠性、服务质量QoS、业务类 别方面有较高保障，从而对公众提供丰富、易用和可靠的服务。
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1、吉比特以太网技术 2、POS技术 3、RPR技术
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什么是城域网 IP城域网(MAN，Metropolitan Area Network)的概念是由 计算机网深化而来，指介于广域网WAN和局域网LAN之间， 在城市及郊区范围内实现信息传输与交换的一种网络。通常 所说的IP城域网，是指覆盖城市范围、为全市各类用户提供 宽带(通常是指2Mbit/s以上)接入的数字通信网络。 对一个城市而言，IP城域网的建设是其信息化基础设施 的重要组成部分： 从技术和运营模式来看，IP城域网是计算机网络和传统 电信网络的融合； 从技术发展的趋势来看，IP城域网会是传统电信体系发 展的必然趋势。
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1)核心层 IP城域网核心层网络主要负责进行数据的快速转发以及整个 城域网路由表的维护，同时实现与IP广域骨干网的互联，提 供城市的高速IP数据出口，其网络结构重点考虑可靠性和可 扩展性。核心层主要由传输网络与核心路由设备构成。传输 网络一般采用高容量的传输设备，负责完成数据的传送：核 心路由交换设备负责建立和管理承载连接，并对这些连接进 行路由交换。 核心层节点位置选择应结合业务分布、机房条件、光纤布 放等情况综合考虑，一般应设置在城区内；核心层节点数量 根据实际网络需要进行设置；核心节点间原则上采用网状或 半网状连接。
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3)接入层 接入层网络负责提供各种类型用户的接入，在有需要时提供用户流量控 制功能。接入层节点的设置主要是为了将不同地理分布的用户快速有效地 接入骨干节点。接入层节点可以根据实际环境中用户数量、距离、密度等 的不同，设置一级或级联接入。由于用户端设备端口需求量较大，因此要 求接入设备要有优良的性价比。 当前用于提供宽带接入的方式主要有xDSL、Cable Momdem和光纤+LAN 等技术。其中，xDSL适用于零散分布用户或不计划改造现有双绞线布线 计划的小区、大厦用户，并可作为信息化大厦小区建设的补充接入方式； Cable Momdem主要适用于布设有有线电视网的住宅区：光纤十以太网方 式主要适用于用户密集的住宅小区和商业大厦。接入层节点到汇聚层节点 间的网络连接依据设备情况而定，比如，当接入层节点使用二三层交换机 等设备时，一般采用星形连接，每个接入层节点与一个汇聚节点相连；接 入层节点使用宽窄带综合接入环路设备时，接入层使用环形连接，每个接 入环上有一个节点与汇聚层节点相连；接入层节点使用宽带PON(Passive Optical Node)无源光节点设备时，接入层使用树形连接，PON局端设备与 汇聚层设备相连。接入层是整个IP城域网建设中的重中之重，关系到用户 群的覆盖效果，直接影响城域网运营的效益。
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为了便于网络的管理、维护和扩展，网络必须有合理的层次结构 。因此，大型网络的设计均遵循层次化设计的原则。 从广义角度上来分， 一个IP城域网应该是三方面内容的综合 ：“基础设施”、“应用系统”、“信息”。基础设施包括数据 交换设备、城域传输设备、接入设备和业务平台设备；城域网的 应用系统由基本服务和增值服务两部分组成，这些服务如同高速 公路上跑的各种车辆，为用户运载各种信息；信息包括科技、金 融、教育、财政和商业等数据，以及环绕这些数据的各种信息系 统。 从网络结构上来分，根据目前的技术现状和发展趋势，一般 将城域网的结构分为三层：核心层、汇聚层和接入层。城域网的 核心节点和汇聚节点又统称为骨干节点，它们就是未来的IP目标 局，支持窄带(PSTN/ISDN/DDN/FR PVC等)和宽带(ADSL/以太网 /ATM PVC等)的IP综合接入，相互之间采用市内光纤或高速传输 线互连。 - 11 黑龙江省通信公司维护中心
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因此在节点的数量较多的情况下，以太网的连接方式要占用 大量的路由器或交换机的交换端口和光纤数量，价格也会相应 增加。基于以太网的IP城域网不使用SDH设备，当光缆环路被 切断时不能够像SDH一样在50ms内完成自愈恢复，使用MPLS TE(流量工程)机制能够在50ms内完成自愈，但一般的以太网交 换机还无法支持。因此，如果要在50ms内完成自愈，需考虑其 他的办法，如后面将要讲到的RPR技术。 目前已有厂商推出10Gbit/s以太网的技术。10Gbit/s以太网的 技术对城域网的骨干以及骨干层和汇聚层的连接是一个很好的 选择。当网络的流量到达一定程度、设备制造商的成本降下来 之后，10Gbit/s以太网也必将在城域网中得到广泛的应用。采用 以太网方式组网的城域网网络结构如图所示。
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2)汇聚层 IP城域网汇聚层居于核心层和接入层中间。 主要实现如下功能：扩展核心层设备的端口密度和端口种 类：扩大核心层节点的业务覆盖范围：汇聚接入节点，解决接 入节点到核心节点间光纤资源紧张的问题；实现接入用户的可 管理性，当接入层节点设备不能保证用户流量控制时，需要由 汇聚层设备提供用户流量控制及其他策略管理功能。除基本的 数据转发业务外，汇聚层还必须能够提供必要的服务层面的功 能，包括带宽的控制、数据流QoS优先级的管理、安全性的控 制、IP地址翻译NAT、数据流流量整形等一系列的功能。 在进行IP城域网建设中，汇聚层一般采用高性能大容量的三 层交换机设备；汇聚层节点的数量和位置的选定与当地的光纤 和业务开展状况相关，一般在城市的远郊和所辖县城设置汇聚 层节点：核心层节点与汇聚层节点采用星形连接，在光纤数量 可以保证的情况下每个汇聚层节点最好能够与两个核心层节点 相连。
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IP城域网所采用的三种技术 组建IP城域网的解决方案 黑龙江城域网现状
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根据当前数据网络发展现状，IP城域网的业务定位是作为IP 广域骨干网络在城市范围内的延伸，承载各种多媒体业务，汇聚 宽、窄带用户的接入，以IP网络的可管理性、可扩充性为基础， 满足政府部门、企业、个人用户对各种基于IP的宽带多媒体业务 (互联网访问、虚拟专用网等)的需求等。