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摘 要 随着互联网市场的发展，用户数量不断增多，高带宽的互联网应用层出不穷，用户对互联网质量的要求日益提高，对IP数据网的业务承载能力提出了更高的要求。文章针对信息技术公司IP数据网目前的现状及存在问题，结合数据网未来的发展趋势，阐述了信息技术公司IP数据网的优化思路。
关键词 IP数据网；Ipv6
中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）05-0168-01
1 IP数据网现状
信息技术公司IP数据网分为核心层、汇聚层、接入层和数据中心应用系统4部分。
核心层：包括出口路由器、核心路由器和宽带接入服务器。出口路由器和核心路由器采用全互连方式扁平化组网，出口路由器与外部网络互联，提供城域网数据出口；宽带接入服务器并通过密集波分系统双归属至核心路由器，实现对全网用户的接入认证和管理。
汇聚层：IP宽带城域网络汇聚层由骨干汇聚层和边缘汇聚层构成。骨干汇聚层交换机通过城域密集波分系统组成万兆环形网络，对各分公司及设备间的宽带数据设备进行汇聚。
接入层：由DSLAM设备、接入交换机及PON设备等构成，采用百兆或千兆方式上连至边缘汇聚层，完成用户数据的接入，主要包括ADSL接入方式、LAN接入方式及EPON接入方式。
IDC数据中心：IDC数据中心由核心交换机和系统服务器、应用服务器组成，除提供DNS、Email、FTP、WWW等服务外，还为宽带用户提供VOD视频点播、二手市场、房产交易等增值服务。
2 存在问题
1）用户流量的增长远远大于用户数量的增长，虽然互联网出口链路持续扩容，仍然不能满足需求。信息技术公司是区域性网络运营商，网内的资源有限，而且国内大部分宽带资源都掌握在电信和联通的手中，所以油田宽带用户上网时多数都需要通过出口获取所需的资源，造成高峰期与联通、电信之间互联电路处于拥塞状态。
2）在核心设备互联链路流量方面，核心层设备的容量不能满足未来带宽增长的需求，各链路负荷较高，部分骨干链路满负荷运转，宽带接入服务器的上下行链路负荷均超过80%。
3）部分老旧设备（交换机、服务器）更新较慢，对网络优化的实施以及新技术推广有一定影响。
3 IP数据网发展趋势
1）网络架构扁平化趋势明显。数据网的网络层次正趋于扁平化。随着业务种类的增多、网络规模的逐步扩大，需要进一步优化网络结构、减少带宽瓶颈，提高网络的承载效率。网络的扁平化是实现该目标的途径之一，在网络建设中，应尽可能地减少网络层次，提高网络的扩展性。
2）宽带业务将成为发展的主导力量。基于宽带的数据通信业务，已经成为数据网发展的主要增长点。根据网络发展的“吉尔德定律”，在未来20年间，网络带宽每隔6个月就会增加一倍，随着带宽的增加将更好的促进物联网、IPTV等业务的发展。
3）IPv4向IPv6演进成为趋势。目前IPv4的地址空间已经无法满足网络部署的需求。而IPv6的128bit地址空间完全能够满足大量的终端的接入需求。通过IPv4向IPv6的演进，能够获得更大的地址空间，增强网络对组播、对流的支持，更大程度的增加网络安全性。
4）网络可靠性技术不断趋于完善。随着网络能力的迅速扩大和承载业务种类的日益增多，网络的可靠性要求也越来越高。目前，数据网络的故障快速检测、路由快速收敛及故障快速恢复等技术已趋于成熟，并逐步应用到实际网络之中。
4 IP数据网建设思路
大庆信息技术公司IP数据网的建设重点是解决出口带宽紧张、核心层网络承载能力不足、核心设备之间链路无保护、汇聚层和接入层交换机老化等问题。不断提高宽带城域网对大流量业务的承载能力、管控能力和安全性。对于端口密度低、不能满足改造后功能和性能要求（不满足所在层级要求）的交换机等设备，可以考虑降级利旧使用，或调配到其他网络中（数据中心）使用。同时，为了适应IPv6技术发展趋势，需要搭建基于IPV6协议栈的试运行网络，研究各种业务在IPv6环境下的配置方法，解决IPv4与IPv6网络的互联互通等问题。
5 建设原则
1）高可靠性。为保证网络稳定可靠的运行，规划网络结构、合理选择设备和路由部署，使网络具备一定的冗余度和较强的故障自愈能力。
2）高性能。为保证网络在高负荷或任何单点故障情况下仍具有较高的吞吐能力，在设计设备处理能力、网络带宽及业务承载能力时应留有余量，不影响业务质量。
3）扩展性强。保证网络能够进行平滑的扩容和升级，易于增加新设备和开展新业务。
4）多业务支持能力强。为实现多种业务的安全隔离，避免相互干扰，充分保证各业务的安全性，网络应具备端到端的QoS保证能力，能满足多业务承载的要求。
6 建设方案
对核心层网络设备进行升级扩容，以满足宽带出口扩容及网内流量增长的需求。对城域网缓存系统进行升级改造，扩展缓存系统的协议，优化缓存系统的配置，增加缓存系统的吞吐比、命中率，以节约互联网出口带宽，提高用户上网体验。
对宽带接入服务器（BRAS）进行扩容，满足上下行带宽增长需求。实现宽带接入服务器的双归属上联，保证用户上网安全。通过增加上下行链路对流量进行分担，降低宽带接入服务器（BRAS）上下行链路的负荷度，以满足用户流量的迅速增长，实现宽带接入服务器对用户的精细化管理。
逐年对汇聚层、接入层交换机进行升级改造，提升交换机设备的端口密度、接入能力、可靠性、流量控制及业务支撑能力，并减少级联级数，从而减少网络层次，实现端口限速、QINQ、QoS优化等业务功能，满足高带宽业务接入和大数据流量发展的需求。
建设IPv6的试运行网络，升级核心路由器、BRAS、汇聚交换机对IPv6协议的支持，实现IPv4和IPv6的双栈运行，将IPv4网络逐步向IPv6网络过渡。
随着宽带用户数量及业务流量的增长，骨干网核心层设备间单链路带宽达到100G，骨干层业务接入控制层及汇聚层的单链路带宽达到40G，接入网上连单链路带宽达到10G。
7 实际中应注意的问题
1）对于新增设备，适当选取技术较新的设备。应注意和现网在用设备的兼容性，应支持IPv6、MPLS、QoS、QINQ、组播等功能的支持情况，逐步提高城域网的可管理、可运营和可维护能力。
2）核心层路由器采用1个主流厂家，汇聚层厂家数量不超过2家，业务控制层BRAS和SR厂家数量各不超过2家。
3）正常情况下核心层和汇聚层节点每天峰值带宽利用率超过65%，应考虑扩容。
参考文献
[1]中国联通2010年省内宽带数据网建设指导意见.
[2]网络设计IP城域网规划.
关键词 IP数据网；Ipv6
中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）05-0168-01
1 IP数据网现状
信息技术公司IP数据网分为核心层、汇聚层、接入层和数据中心应用系统4部分。
核心层：包括出口路由器、核心路由器和宽带接入服务器。出口路由器和核心路由器采用全互连方式扁平化组网，出口路由器与外部网络互联，提供城域网数据出口；宽带接入服务器并通过密集波分系统双归属至核心路由器，实现对全网用户的接入认证和管理。
汇聚层：IP宽带城域网络汇聚层由骨干汇聚层和边缘汇聚层构成。骨干汇聚层交换机通过城域密集波分系统组成万兆环形网络，对各分公司及设备间的宽带数据设备进行汇聚。
接入层：由DSLAM设备、接入交换机及PON设备等构成，采用百兆或千兆方式上连至边缘汇聚层，完成用户数据的接入，主要包括ADSL接入方式、LAN接入方式及EPON接入方式。
IDC数据中心：IDC数据中心由核心交换机和系统服务器、应用服务器组成，除提供DNS、Email、FTP、WWW等服务外，还为宽带用户提供VOD视频点播、二手市场、房产交易等增值服务。
2 存在问题
1）用户流量的增长远远大于用户数量的增长，虽然互联网出口链路持续扩容，仍然不能满足需求。信息技术公司是区域性网络运营商，网内的资源有限，而且国内大部分宽带资源都掌握在电信和联通的手中，所以油田宽带用户上网时多数都需要通过出口获取所需的资源，造成高峰期与联通、电信之间互联电路处于拥塞状态。
2）在核心设备互联链路流量方面，核心层设备的容量不能满足未来带宽增长的需求，各链路负荷较高，部分骨干链路满负荷运转，宽带接入服务器的上下行链路负荷均超过80%。
3）部分老旧设备（交换机、服务器）更新较慢，对网络优化的实施以及新技术推广有一定影响。
3 IP数据网发展趋势
1）网络架构扁平化趋势明显。数据网的网络层次正趋于扁平化。随着业务种类的增多、网络规模的逐步扩大，需要进一步优化网络结构、减少带宽瓶颈，提高网络的承载效率。网络的扁平化是实现该目标的途径之一，在网络建设中，应尽可能地减少网络层次，提高网络的扩展性。
2）宽带业务将成为发展的主导力量。基于宽带的数据通信业务，已经成为数据网发展的主要增长点。根据网络发展的“吉尔德定律”，在未来20年间，网络带宽每隔6个月就会增加一倍，随着带宽的增加将更好的促进物联网、IPTV等业务的发展。
3）IPv4向IPv6演进成为趋势。目前IPv4的地址空间已经无法满足网络部署的需求。而IPv6的128bit地址空间完全能够满足大量的终端的接入需求。通过IPv4向IPv6的演进，能够获得更大的地址空间，增强网络对组播、对流的支持，更大程度的增加网络安全性。
4）网络可靠性技术不断趋于完善。随着网络能力的迅速扩大和承载业务种类的日益增多，网络的可靠性要求也越来越高。目前，数据网络的故障快速检测、路由快速收敛及故障快速恢复等技术已趋于成熟，并逐步应用到实际网络之中。
4 IP数据网建设思路
大庆信息技术公司IP数据网的建设重点是解决出口带宽紧张、核心层网络承载能力不足、核心设备之间链路无保护、汇聚层和接入层交换机老化等问题。不断提高宽带城域网对大流量业务的承载能力、管控能力和安全性。对于端口密度低、不能满足改造后功能和性能要求（不满足所在层级要求）的交换机等设备，可以考虑降级利旧使用，或调配到其他网络中（数据中心）使用。同时，为了适应IPv6技术发展趋势，需要搭建基于IPV6协议栈的试运行网络，研究各种业务在IPv6环境下的配置方法，解决IPv4与IPv6网络的互联互通等问题。
5 建设原则
1）高可靠性。为保证网络稳定可靠的运行，规划网络结构、合理选择设备和路由部署，使网络具备一定的冗余度和较强的故障自愈能力。
2）高性能。为保证网络在高负荷或任何单点故障情况下仍具有较高的吞吐能力，在设计设备处理能力、网络带宽及业务承载能力时应留有余量，不影响业务质量。
3）扩展性强。保证网络能够进行平滑的扩容和升级，易于增加新设备和开展新业务。
4）多业务支持能力强。为实现多种业务的安全隔离，避免相互干扰，充分保证各业务的安全性，网络应具备端到端的QoS保证能力，能满足多业务承载的要求。
6 建设方案
对核心层网络设备进行升级扩容，以满足宽带出口扩容及网内流量增长的需求。对城域网缓存系统进行升级改造，扩展缓存系统的协议，优化缓存系统的配置，增加缓存系统的吞吐比、命中率，以节约互联网出口带宽，提高用户上网体验。
对宽带接入服务器（BRAS）进行扩容，满足上下行带宽增长需求。实现宽带接入服务器的双归属上联，保证用户上网安全。通过增加上下行链路对流量进行分担，降低宽带接入服务器（BRAS）上下行链路的负荷度，以满足用户流量的迅速增长，实现宽带接入服务器对用户的精细化管理。
逐年对汇聚层、接入层交换机进行升级改造，提升交换机设备的端口密度、接入能力、可靠性、流量控制及业务支撑能力，并减少级联级数，从而减少网络层次，实现端口限速、QINQ、QoS优化等业务功能，满足高带宽业务接入和大数据流量发展的需求。
建设IPv6的试运行网络，升级核心路由器、BRAS、汇聚交换机对IPv6协议的支持，实现IPv4和IPv6的双栈运行，将IPv4网络逐步向IPv6网络过渡。
随着宽带用户数量及业务流量的增长，骨干网核心层设备间单链路带宽达到100G，骨干层业务接入控制层及汇聚层的单链路带宽达到40G，接入网上连单链路带宽达到10G。
7 实际中应注意的问题
1）对于新增设备，适当选取技术较新的设备。应注意和现网在用设备的兼容性，应支持IPv6、MPLS、QoS、QINQ、组播等功能的支持情况，逐步提高城域网的可管理、可运营和可维护能力。
2）核心层路由器采用1个主流厂家，汇聚层厂家数量不超过2家，业务控制层BRAS和SR厂家数量各不超过2家。
3）正常情况下核心层和汇聚层节点每天峰值带宽利用率超过65%，应考虑扩容。
参考文献
[1]中国联通2010年省内宽带数据网建设指导意见.
[2]网络设计IP城域网规划.