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摘要:本文通过在逻辑上设计一个城域网的业务汇聚交换机,实现核心交换机与用户接入端口需求增长的矛盾;保护了OPEX投入,增强了设备利用率;提高了用户数据业务感知。
关键词:城域网MAN,ATM,MPLS,QOS
随着数据增值业务量的发展,如何解决核心交换机端口匮乏和用户接入需求增长的矛盾;如何充分利用现有网络资源,在不增加网络建设和维护成本的情况下为用户提供高可信的数据传送质量成为运营商维护工作面临的重要问题。
在本方案中,我们提出了设计一个城域网层面的业务汇聚交换机,逻辑上处于骨干网和城域网之间,但它又不同于城域网体系其它设备;该业务汇聚交换机仅用来承担省际和省内跨地市ATM /FR/ MPLS/IP接入用户,在QOS上做特别保证。物理上由中兴AX承担。
这种方式经过本省重点国有银行、重点企事业单位等业务的接入,达到了预期的设计思想。减少了骨干IP MPLS交换机端口直接与专线设备对接容易导致的单点故障,增加了VPN /ATM PVC的开通数量,提高了设备利用率。
我公司采用阿尔卡特/朗讯核心网设备。网络上提供622M、155M、2M、n*64k专线接入。其中2M和155M端口占了很大比重,也是用户接入的主要方式。而2M-155M之间的业务,也主要是通过155M端口开通PVC来实现的,实际155M端口流量利用率比较低。随着业务量的增长,本地数据骨干网交换机的端口饱和,因此充分利用现有设备,实现大客户接入尤其必要。
对于带宽需求在2M以上租线用户,通过分析,一般具有如下业务特点:
1、用户基本是大型国有企业、事业单位和有影响力的民营或特殊行业单位,如银行、钢铁公司等;
2、业务需求大多是省内跨地市或省际的租线;
3、带宽大于2M,但平均不高于20M,一般是10M、8M不等;
4、服务质量等级要求高,不能阻断,大部分总部或省分有时限要求;
5、用户自身有较强的维护能力,用户将其骨干承载电路外包给我们,但不允许我们了解其网络实现细节。这增加了我们维护的难度。
我公司本地建设的城域网是由中兴公司的ATM多业务交换路由器ZXB10设备搭建的,建好的城域网可以实现路由、交换、INTERNET、FR(桢中继),电路仿真、租线等各种业务,支持实时业务、数据透明传输,在网络内部不对数据作复杂处理,采用端-端通信协议;又具有分组交换的特点,支持可变比特率业务,对链路上传输的业务采用统计时分复用等。网络结构为双星环网。
拓扑图如下
由于中兴城域网和阿尔卡特朗讯的骨干网都是采用的IPMPLS技术,物理介质、传输特性等参数都遵循相同的标准协议,在使用配置上也都大同小异。这就为我们将中兴交换机接入到骨干网设备逻辑边缘层、实现网络在边缘的延伸提供了技术保障。
二、ATM/MPLS租线网络结构
我们在中心机房接入一台中兴AX交换机作为业务汇接节点机,该设备为电信级核心设备,一直作为城域网汇聚设备使用,有多个空余ATM 155M端口,因此,在设备使用上有两种方式:
1. AX可以作为IP/MPLS交换机的延伸,通过传输网直接到用户,误码率优于10E-9。
2. 还可以通过该设备与城域网互联。城域网为环网,制作双向数据,实现用户电路的自动保护,以及故障情况下的路由自动迂回,切换时间短,对用户无影响。
下面以本省某银行在本地的接入为例:
接入拓扑如下图
具体接入方式如下:
1、 骨干网络由省会城市和本地的两台cbx500互联。
2、 本地接入网络由IP/MPLS交换机与中兴atm交换机AX通过pvc互联,进行透明传输,再与对端用户(银行)的骨干路由器相连。
4、 如果用户要求不高,还可以通过AX与城域网的互联,延伸到城域网可以到达地方,就近入网,具体数据配置可视用户需求而定。
三、数据配置
根据用户需求情况采用ATM方式接入时,可以设定CBR ,UBR,VBR等不同的业务类型,保证城域网的业务类型和朗讯骨干网、用户端路由器的业务类型相一致。如银行对带宽、服务质量要求较高的用户,可以采用CBR的业务类型,确保不因为本地网的其它接入而影响整个专线的服务质量。参照中兴城域网关于业务类型的作用和使用的对象说明。以中行和农行为例,用户要求的带宽都是10M,按照原来的接入方式本地要使用两个端口,石家庄侧原来也需要两个,而每个端口的带宽利用率10/150=7%小于10%。采用AX接入后,城域网下端一共用两个端口,端口带宽利用率提高一倍,如果接入用户越多,端口利用率就越高。
1、某行在中兴AX上的配置如下:
高端和低端的pvc分别与cbx500和用户的路由器的pvc一致;用途使用general,就是透明传输;业务类型可以按照用户需求而定,这里采用cbr,恒定速率;带宽为10M,由于单位为信元/秒,所以经过换算取整,按1M=3000信元来计算;其它的配置缺省即可。
某行的配置与国资委类似,只是pvc不同而已,都是通过一个155M光口(s9/p1)上联到cbx500,然后通过其它的端口连接用户。
2、用户测路由器端口配置
调试主要在端口配置,其它配置出于安全性没有列出。
某行路由器端口配置
interface ATM1/0.1 point-to-point
ip address 129.20.252.2 255.255.255.252
pvc 7/10
cbr 100
encapsulation aal5snap
通过以上配置,pvc建立成功,省会城市到本地的租用线路可以进行正常的通信,为了进一步确认接入的质量,在用户端路由器上进行了大业务量测试,未见异常。测试结果如下
本地_3845-1#ping 29.32.252.1 size 1000 repeat 1000
Type escape sequence to abort.
Sending 1000, 1000-byte ICMP Echos to 29.32.252.1, timeout is 2 seconds:
3、 确保服务质量始终是我们网络优化的着眼点。如果由于节省资源导致接入质量的下降,这是与我们的初衷相背离的。尽管没有条件对中兴和阿尔卡特/朗讯设备作本地一致性测试,但将业务划分为CBR、VBR实时、VBR非实时、ABR/UBR等四个类别,同时定义了连接接纳控制CAC、使用参数控制UPC等流量管理和一系列拥塞处理机制,中兴设备能够有效避免网络塞车。在进一步对这些参数的合理配置情况下,保证与cbx500等设备的配置同步,提高QOS可以达到我们对用户的承诺标准。
综上所述,通过本地城域网接入交换机实现了从阿尔卡特/朗讯 骨干网业务接入的边缘延伸,网络结构进一步优化,提高了大客户维护效率,充分利用了网络资源,保证服务质量,并对可能出现的问题都有比较合适的解决方案。
参考文献:
1、[ip与ATM网络中的QOS和业务量管理] 黄锡伟等译2004/3第七章;
2、[ATM拥塞管理及数据流在LAN中的模拟]袁晓红《邵阳学院学报:自然科学版》-2005年2卷4期-55页;
关键词:城域网MAN,ATM,MPLS,QOS
随着数据增值业务量的发展,如何解决核心交换机端口匮乏和用户接入需求增长的矛盾;如何充分利用现有网络资源,在不增加网络建设和维护成本的情况下为用户提供高可信的数据传送质量成为运营商维护工作面临的重要问题。
在本方案中,我们提出了设计一个城域网层面的业务汇聚交换机,逻辑上处于骨干网和城域网之间,但它又不同于城域网体系其它设备;该业务汇聚交换机仅用来承担省际和省内跨地市ATM /FR/ MPLS/IP接入用户,在QOS上做特别保证。物理上由中兴AX承担。
这种方式经过本省重点国有银行、重点企事业单位等业务的接入,达到了预期的设计思想。减少了骨干IP MPLS交换机端口直接与专线设备对接容易导致的单点故障,增加了VPN /ATM PVC的开通数量,提高了设备利用率。
我公司采用阿尔卡特/朗讯核心网设备。网络上提供622M、155M、2M、n*64k专线接入。其中2M和155M端口占了很大比重,也是用户接入的主要方式。而2M-155M之间的业务,也主要是通过155M端口开通PVC来实现的,实际155M端口流量利用率比较低。随着业务量的增长,本地数据骨干网交换机的端口饱和,因此充分利用现有设备,实现大客户接入尤其必要。
对于带宽需求在2M以上租线用户,通过分析,一般具有如下业务特点:
1、用户基本是大型国有企业、事业单位和有影响力的民营或特殊行业单位,如银行、钢铁公司等;
2、业务需求大多是省内跨地市或省际的租线;
3、带宽大于2M,但平均不高于20M,一般是10M、8M不等;
4、服务质量等级要求高,不能阻断,大部分总部或省分有时限要求;
5、用户自身有较强的维护能力,用户将其骨干承载电路外包给我们,但不允许我们了解其网络实现细节。这增加了我们维护的难度。
我公司本地建设的城域网是由中兴公司的ATM多业务交换路由器ZXB10设备搭建的,建好的城域网可以实现路由、交换、INTERNET、FR(桢中继),电路仿真、租线等各种业务,支持实时业务、数据透明传输,在网络内部不对数据作复杂处理,采用端-端通信协议;又具有分组交换的特点,支持可变比特率业务,对链路上传输的业务采用统计时分复用等。网络结构为双星环网。
拓扑图如下
由于中兴城域网和阿尔卡特朗讯的骨干网都是采用的IPMPLS技术,物理介质、传输特性等参数都遵循相同的标准协议,在使用配置上也都大同小异。这就为我们将中兴交换机接入到骨干网设备逻辑边缘层、实现网络在边缘的延伸提供了技术保障。
二、ATM/MPLS租线网络结构
我们在中心机房接入一台中兴AX交换机作为业务汇接节点机,该设备为电信级核心设备,一直作为城域网汇聚设备使用,有多个空余ATM 155M端口,因此,在设备使用上有两种方式:
1. AX可以作为IP/MPLS交换机的延伸,通过传输网直接到用户,误码率优于10E-9。
2. 还可以通过该设备与城域网互联。城域网为环网,制作双向数据,实现用户电路的自动保护,以及故障情况下的路由自动迂回,切换时间短,对用户无影响。
下面以本省某银行在本地的接入为例:
接入拓扑如下图
具体接入方式如下:
1、 骨干网络由省会城市和本地的两台cbx500互联。
2、 本地接入网络由IP/MPLS交换机与中兴atm交换机AX通过pvc互联,进行透明传输,再与对端用户(银行)的骨干路由器相连。
4、 如果用户要求不高,还可以通过AX与城域网的互联,延伸到城域网可以到达地方,就近入网,具体数据配置可视用户需求而定。
三、数据配置
根据用户需求情况采用ATM方式接入时,可以设定CBR ,UBR,VBR等不同的业务类型,保证城域网的业务类型和朗讯骨干网、用户端路由器的业务类型相一致。如银行对带宽、服务质量要求较高的用户,可以采用CBR的业务类型,确保不因为本地网的其它接入而影响整个专线的服务质量。参照中兴城域网关于业务类型的作用和使用的对象说明。以中行和农行为例,用户要求的带宽都是10M,按照原来的接入方式本地要使用两个端口,石家庄侧原来也需要两个,而每个端口的带宽利用率10/150=7%小于10%。采用AX接入后,城域网下端一共用两个端口,端口带宽利用率提高一倍,如果接入用户越多,端口利用率就越高。
1、某行在中兴AX上的配置如下:
高端和低端的pvc分别与cbx500和用户的路由器的pvc一致;用途使用general,就是透明传输;业务类型可以按照用户需求而定,这里采用cbr,恒定速率;带宽为10M,由于单位为信元/秒,所以经过换算取整,按1M=3000信元来计算;其它的配置缺省即可。
某行的配置与国资委类似,只是pvc不同而已,都是通过一个155M光口(s9/p1)上联到cbx500,然后通过其它的端口连接用户。
2、用户测路由器端口配置
调试主要在端口配置,其它配置出于安全性没有列出。
某行路由器端口配置
interface ATM1/0.1 point-to-point
ip address 129.20.252.2 255.255.255.252
pvc 7/10
cbr 100
encapsulation aal5snap
通过以上配置,pvc建立成功,省会城市到本地的租用线路可以进行正常的通信,为了进一步确认接入的质量,在用户端路由器上进行了大业务量测试,未见异常。测试结果如下
本地_3845-1#ping 29.32.252.1 size 1000 repeat 1000
Type escape sequence to abort.
Sending 1000, 1000-byte ICMP Echos to 29.32.252.1, timeout is 2 seconds:
3、 确保服务质量始终是我们网络优化的着眼点。如果由于节省资源导致接入质量的下降,这是与我们的初衷相背离的。尽管没有条件对中兴和阿尔卡特/朗讯设备作本地一致性测试,但将业务划分为CBR、VBR实时、VBR非实时、ABR/UBR等四个类别,同时定义了连接接纳控制CAC、使用参数控制UPC等流量管理和一系列拥塞处理机制,中兴设备能够有效避免网络塞车。在进一步对这些参数的合理配置情况下,保证与cbx500等设备的配置同步,提高QOS可以达到我们对用户的承诺标准。
综上所述,通过本地城域网接入交换机实现了从阿尔卡特/朗讯 骨干网业务接入的边缘延伸,网络结构进一步优化,提高了大客户维护效率,充分利用了网络资源,保证服务质量,并对可能出现的问题都有比较合适的解决方案。
参考文献:
1、[ip与ATM网络中的QOS和业务量管理] 黄锡伟等译2004/3第七章;
2、[ATM拥塞管理及数据流在LAN中的模拟]袁晓红《邵阳学院学报:自然科学版》-2005年2卷4期-55页;