互聯網省干工程的研究與實施

陸 旻

經過幾年的建設,鐵通公司已建成全國性的,包括骨干網和城域網的 IP網絡——CTTNET,如圖 1所示。但是,隨著用戶數快速的增長,互聯網占用帶寬迅速上升,已不能滿足各地市分公司的業務需求,需要對省干互聯網進行改造、擴容和優化,需要重新調整省內互聯網出口路由,規范省網出口設置和路由策略,優化互聯網業務流量和流向。將 CTTNET由骨干網和地市城域網的組網模型向骨干網和省干網演變,為寬帶數據業務搭建一個安全、可靠、多業務、現代化、寬帶化、智能化的信息平臺。

圖 1 鐵通IP網絡(CTTNET)結構圖

1 網絡現狀及問題

目前,鐵通部分分公司仍維持骨干網和地市城域網 2層組網結構,在省會城市設置骨干網 B類節點 1處,在其他地市設置骨干網 C類節點。

隨著互聯網應用的擴大,P2P、網絡游戲、Web TV、VoIP等應用的普及,為鐵通互聯網業務吸納了大批客戶,但多數用戶的電腦經常受到病毒攻擊,造成網絡流量異常,給互聯網業務帶來了帶寬管理、內容計費、信息安全等一系列挑戰。由于流控設備組件可以在應用層上進行判斷,能夠阻斷各種異常流量,而網址過濾功能可以阻止對不良網站的訪問,因此公司正逐步部署流控設備組件,利用深層包檢驗為各種應用進行識別,包括 IP語音、視頻、游戲、即時信息、P2P文件共享等,從而創建一個每個互聯網用戶都能公平分享資源的環境,使各地市分公司的峰值占用帶寬是流控設備控制前峰值占用帶寬的80%,節省骨干網攤分 20%的流量成本。

但是網絡仍存在如下問題。

1.由于各省分公司未進行省干互聯網建設,無法在全區范圍內進行統一網絡數據規劃,無法利用現有第三方出口進行用戶及網絡的質量提升,無法最大程度降低互聯網業務外網流量攤分成本。

2.由于行政管理區域的管理特點,省內傳輸系統無法將部分地市的互聯網業務流量向省會節點疏導。

3.現有流控設備不足,無法滿足流量分析及成本控制的需求。

2 工程技術選擇

互聯網網絡技術主要基于 IP技術構建,主要有IP over SDH及 IP over DWDM模式。

1.IPover SDH模式,對 IP路由的支持能力強,自愈能力強,具有很高的 IP傳輸效率。但是,IP over SDH目前主要是 2.5 Gb/s,10 Gb/s帶寬通道,如果采用 IPover SDH一方面要投資設備硬件,另一方面其帶寬最大也僅僅達到 10Gb/s的需求,不適合省會與地市間省干網直接傳輸需求。

2.IP over DWDM模式是一個鏈路層數據網,在發送端將不同波長的光信號組合(復用)送入一根光纖中傳輸,在接收端將組合光信號分開(解復用)送入不同終端。其中,高性能路由器取代傳統的基于電路交換概念的 ATM和 SDH電交換與復用設備,成為統計復用設備。充分利用光纖的帶寬資源,極大地提高帶寬和相對的傳輸速率,對傳輸碼率、數據格式及調制方式透明,不僅可以與現有通信網絡備,保證網絡高效、可靠、安全,確保業務的快速開展,以及對用戶計費的有效控制和管理。組網方案應綜合考慮鐵通分公司現有的網絡結構,既有的傳輸資源現狀,業務需求及發展情況。

工程建設方案建議:在省會城市 A與較大地市B新設置 2臺省干網路由器,分別匯聚省會本地及周邊地市 IP城域網核心層節點;新設 2臺出口網關設備,用于和第三方網絡連接。在 A新設 2臺流控設備,在 B新設 1臺流控設備,用于網絡帶寬的監控、優化互聯網業務流向及流量成本。擴容 A省干網 NAT管理設備 1套,用于省網出口地址解釋管理及信息安全工作。擴容 A及 B的城域網核心路由器 1×10 Gb/s板卡,用于上聯 A及 B省干路由器帶寬擴容。鐵通省干互聯網示意圖見圖 2。兼容,還可以支持未來的寬帶業務網及網絡升級,具有可推廣性、高度生存性等特點。

圖 2 鐵通省干互聯網示意圖

由于互聯網工程擴容需要 10GE的傳輸通道,結合 SDH及 DWDM傳輸容量的特點,IP over DWDM技術將 IP業務直接承載到 DWDM系統的一個通道上,利用 10 Gb/s POS口路由器進行路由交換,大大降低寬帶骨干網的建設成本。因此,工程建設推薦采用 IP over DWDM技術方案。

3 建設方案

互聯網的網絡結構及建設規模,是根據現有網絡結構、市場業務分布、目前及未來用戶需求、業務種類的發展而確定。工程建設將在現已形成的網絡結構的基礎上,新增省干互聯網核心層業務節點,初步構建省干互聯網,由骨干網和地市城域網的組網模型向骨干網和省干網的轉變;同時,新增流控設

4 工程管理與實施

4.1 項目管理

成立互聯網省干擴容改造工程項目組,公司技術部、計劃部、網絡建設部、采購部、網絡運行部等相互配合,在項目進度時間內共同組織協調完成項目的可研、勘察、設計、施工、監理、集成和采購等工作。

4.2 工程進度管理

表 1為工程建設進度的示意,各階段實施時間可根據實際情況進行調整。

4.3 路由管理

路由協議是以自治系統(AS,一個具有共同的管理者,并且共享同一種路由選擇策略的網絡集合)為基礎的,分為域間和域內路由協議 2大類。IP路由選擇、建立和維護應依據自治域的劃分來考慮,必須綜合考慮管理和技術二方面的因素:管理上應層次分明、清晰,局部的變動不影響上層和全局;技術上應簡單、靈活,以提高路由器的處理效率。省干工程中分公司作為一個獨立的自治域,使用私有自治域,自治域內部路由采用 IGP與 BGP分離方式,IGP用來路由網絡設備的可達性,而 BGP、MP-BGP用來分發用戶的 IP和 VPN路由。IGP選用 OSPF或 IS-IS協議,在省干和城域網直接運行 IBGP協議,用戶接入采用靜態路由或 EBGP、OSPF等動態協議。

4.4 QoS管理

工程建議采用基于 Diffserv的 QoS策略,即首先對流量進行分類,根據業務標記優先等級(DSCP/EXP/802.1p),然后在各層設備上進行隊列調度和擁塞管理,保證通信網內部端到端的 QoS。基于DiffServ的 QoS機制首先必須定義優先級,按照不同的業務模型建議各種優先級(DSCP、IP Precedence、MPLSEXP、802.1p)。要求各個層次路由器每個物理端口提供硬件隊列,其中一個隊列為低時延的嚴格優先隊列,在擁塞情況下也不會丟包;其余隊列為加權公平的輪詢隊列,承載其他業務。隊列之間通過優先級的不同,調度的權重有所不同,帶寬保證程度也不同。普通業務的權重最低,采用盡力轉發方式,不保證帶寬。在擁塞情況下,隊列內部通過WRED算法來丟包,優先級低的丟包門限低,先行丟包。

4.5 施工管理

1.編制以工期、投資、勞力、材料為主要指標的施工組織設計,以科學數據為依據運用統籌法,計算機進行工序環節管理,特別對關鍵項目進行科學調控,使各個工序處于可控制中。

2.加強施工管理,及時調整施工環節,解決影響進度的問題,隨時根據施工進度、材料供應情況調整、優化施工方案。

3.強化激勵約束機制,嚴格定額管理,充分調動廣大職工的積極性和創造性,采用先進的施工方法,最大限度地提高勞動生產率和施工機械設備的利用率。

4.均衡組織生產,協調施工,做到工期與質量并重,進度與工期統籌區段均衡,控制工程優先的原則,組織好各個工序的施工。

5.加強交叉施工的配合,重點部位派專人盯守,積極協調有關單位的大力配合。

6.施工隊伍安排及施工任務劃分,根據工程項目現場實際情況,抽調具有豐富施工經驗、良好敬業精神且身體健康的施工人員組成施工隊伍,根據工程需要組織分工,施工小組實施。

4.6 割接管理

割接工作主要針對網絡設備、網絡結構、路由策略、業務管理等幾個主要部分進行。

1.對用戶的影響最小,保證業務平滑過渡。應選擇在非高峰時間,短時間中斷。割接過程中,應采用過渡設備,避免中斷或減少中斷時間。

2.制訂詳細的測試、模擬方案,充分準備,減少風險。割接方案應簡單易行,盡量減少割接的人力、物力及時間的開銷,同時也可使割接工作容易控制和協調。

3.每一步割接均有應急預案,均可回退。割接方案應充分考慮線路、設備及數據的備份,充分考慮割接過程中可能出現的異常予以避免,或制定相應的應急方案。如出現短時間內無法解決的情況,應立即回退,保證在規定時間內恢復業務,異常情況排除后,再進行割接。

4.在要求的時間內順利完成計劃中的割接工作。

5.在割接前后對業務進行比對,確保割接前后業務工作正常。

互聯網省網和各地市 IP城域網目前承載著多種重要業務,工程將根據各地市城域網的實際情況提供具體可行的實施方案和割接步驟,保證網絡的平滑過渡,并確保對現有業務的影響程度最小。

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(責任編輯:諸 紅)