城市宽带网络IP地址的划分

城市宽带网络IP地址的划分

李军濮阳广电信息网络中心高级工程师

于自荣濮阳广电信息网络中心助理工程师

1. 前言随着技术的不断完善和市场的日益成熟，城市宽带网络用户数量呈现出快速发展的势头，更多的网络运营商也纷纷开展宽带业务。有线电视网络，作为天然的宽带，目前也正在利用其先天优势，积极开拓市场，为用户提供优质的服务。但是，作为从事电视传输的运营机构,无论是采用目前成熟的千兆以太网技术，还是利用Cable Modem，在注意拓展市场的同时，都应该特别注意对网络基础的建设。网络基础既包括网络拓扑结构的设计，还包含地址规划和分配问题，只有进行科学的地址规划，才能更有效的利用现有资源，确保业务的健康有序发展。

2 科学规划地址的意义

2.1规范、科学、统一的地址规划对于网络建设和网络业务的发展具有战略性的指导作用。应该说，网络地址的规划应当是提供网络服务之前首先就要充分考虑的问题。地址规划应是在充分考虑拟建网络规模、开展业务内容、提供服务级别和将来的发展方向等问题的基础上，对整个网络体系结构做出的最高层次的抽象设计。对网络地址合理规划，实际上就是对网络体系进行在既有和可以采纳的技术条件下的进一步优化，减少因为不确定因素造成的设备和人力投入，消除或降低网络的建设维护成本。

2.2科学的地址规划是网络管理与网络安全的基本保障和客观要求。

网络管理是整个网络的核心，它要求网络具备清晰的层次结构，以发挥网络的全部功能。通过合理的地址规划，可以方便的实现对网络的分级管理，降低各种人力和设备的开销。另外，科学的地址结构还有利于在不同层次实施可靠的网络策略，从而保证整个网络的安全要求。这种保障体现在即使在网络安全受到威胁时，也可以将破坏程度控制在最小的范围内。

2.3合理的地址规划是A、B两个业务平台结合的要求。

传统电视节目的传输与网上各类数字业务服务通过传输介质实现物理上的融合，而地址的规划则在两者之间建立了合理的纽带，使两个平台的网络结构及业务的可重叠性和可互补性得到充分的体现。

3 地址规划应遵循的原则

在对地址进行规划分配的问题上，应当充分遵循以下四个原则。

a.统一性原则：地址分配需要统一规划、统一协调、统一管理。这要求我们在网络设计之初就要从全局的角度考虑问题，进一步熟悉掌握网络结构和业务内容，同时要对网络的建设和业务的发展具备一定的前瞻性考虑。

b.层次性原则：有层次的规划可以极大的降低管理的复杂程度，提高网管效率。清晰的地址分配结构是网络运行发展的基本要求和保障，而良好的层次性能够为网络提供更好的可维护性和可扩展性。

c.连续性原则：连续地址规划能够实现地址的最优使用。当然这里的连续是有层次的科学的连续，连续并不等同于单一的从节省地址资源出发考虑问题。

d.唯一性原则：地址的唯一性是地址规划的最基本要求，但在地址规划当中仍然值得注意。

4 关于地址规划的几种方法

针对具体的网络规模结构和用户对服务级别的不同要求等因素，在对地址进行规划的时候，我们往往采用分级、分层次和分类的方法。

4.1分级规划

分级规划往往与城市网络结构密切相关。它是基于网络拓扑结构的考虑，以地域分布为地址划分基础的规划方式，为不同区域分配不同字段的地址资源。在大中规模城市用户数量分布比较均匀的情况下，采取这种地址规划方式较为适合。分级规划便于对网络用户分区管理，把服务工作建立在二级站的基础上.

4.2分层次规划

分层次规划方式是根据网络的核心层、分布层与接入层的不同层次特点进行具体规划。在这种地址规划方式中，网络核心层的目标是不在核心层实施策略（如数据包过滤、策略路由等），同时，核心层的所有设备应对网络中的每个目的地具备充分的可达性。在分布层要实现的功能包括隔离网络拓扑结构的变化，控制路由表的大小和对流量的收敛控制。接入层则要完成将流量馈入网络，控制访问和执行其他边缘功能的任务。在分层地址规划方法中，每个局间站包含核心层、分布层和接入层的功能，每个二级站包含分布层和接入层的功能。核心层占有较少的地址，而且建成之后的可扩展性较小；分布层拥有的地址较多，可扩展性较大；接入层占用了全部地址空间的绝大部分地址，随着业务量的增加和服务范围的拓展，其占用的地址资源会更多，因而接入层的可扩展性也最强。

4.3分类规划

关于地址划分的第三种方法是分类规划法。这种方法是对用户进行分类划分，进而针对不同用户子集进行地址分配。由于地址使用主要集中在接入层用户部分，因此在实施地址规划前，我们必须对用户的规模、联网区域和服务需求进行科学的分析，以便在用户分类基础上进行地址分类。在分类方面我们依据规模大小，往往把用户分成家庭、小型办公单位、中型单位和大型单位；我们将用户专网覆盖区域分为二级站下子区域、二级站区域、局间站区域和城区更大区域；针对服务级别的不同，我们可以把用户的需求细划为普通上网级（网上浏览、信息发布等），专网用户级（可以是基于端口、MAC地址、三层协议划分的

虚拟专用网络），另外就是同时要求以上两种需求的"专网+上网"级用户。接下来，我们需要将用户规模、专网区域类型和需求进行归纳，去除一些不需要的信息因素，进一步把用户分成以下类型：家庭上网用户、单位上网用户、二级站下子区域专网（上网）用户、二级站区域专网（上网）用户、局间站区域专网（上网）用户和城区及更大区域专网（上网）用户，并以此分类为依据，进行地址的分配规划。

事实上，在对地址进行实际规划时，我们往往是综合考虑，以一种方法为主，同时运用几种方法规划设计地址分配方案。

5 注意内网与外网的分离

这里我们需要澄清，这里提到的内网是经过采用IP保留地址构建的独立地址空间，而外网则是互联网公用地址空间的某一子空间。具体的讲，内网可以理解为宽带网络运营商企业内部的网络，外网是除去这个内部网络之后的地址空间。从逻辑角度来说，这两个空间是相分离的，可以根据需求，利用地址转换技术实现两者之间的互联。内网与外网的分离可以保证不同业务特性的分离，为地址空间的扩展和网络安全提供了可靠的保障。

在地址规划的时候，如何理解内外网络分离的意义呢？首先，外网公用地址的资源相对有限，而内网的保留地址具有极大的地址空间。其次，如Web浏览、电子邮件、文件传输等多数业务需要较少的外部地址或根本不需要。还有，根据运营策略的不同，有一些业务需要直接放置在外网，无论从技术还是运营的角度出发，内网和外网都无法单独承载综合业务。最后，网络分离有利于实施更为有效的安全措施。对内外网络采用物理隔离的方法，从技术上实现起来既方便而且有效。具体的分离方式可以结合实际情况在核心站或某些二级站通过VL AN划分来实现。

6 结束语

科学的地址规划是宽带网络建设的坚实基础。规划的过程中，要遵循因地制宜的原则，有针对性的设计。在应用上，既要立足于现实，又要兼顾技术上的前瞻性，保证当前的投资在可预见的时间内发挥最大的作用。实际上，只要充分的认识业务发展的现状和方向，掌握了合理的方法，制定出科学合理的地址规划方案也并非难事。