海門廣電ATM網絡技術安全性探討

錢春雷

（海門市廣播電視臺 江蘇 226100）

1 廣電寬帶網絡現狀

江蘇省海門市素有“江海門戶”之稱，位于中國沿江沿海兩大開放帶的交匯點上，東攬黃海，南倚長江，與中國黃金水道與黃金海岸的“T”字型的結合點，與國際大都市上海隔江相望，西靠開放城市南通，北連廣袤的江海平原。全市總面積1001平方公里。總人口103萬。

海門廣電寬帶網于2000年初投資興建，2001年1月19日開通。廣電寬帶網正式運營以來，已為多個行業集團用戶提供了理想的綜合業務承載平臺，目前已發展集團用戶20個，信息網點1000多個，其中有農行、農信、郵政、醫保、中行、建行、農村大病醫保等對網絡安全性能要求十分嚴格的用戶，也有黨政、教育、社保等網絡規模較大、速度要求較高的用戶。近年來，我們做到了以優質的網絡、高效的服務贏得了廣大用戶的認可。

海門廣電寬帶網建設采用了“環—星”型結合的網絡拓撲結構，具體由“海門—四甲—包場—悅來—其林—海門”組成了環型架構，其它鄉鎮則為星型連接，具體結構如下圖一所示。

圖1 結構圖

2 廣電寬帶網絡特點

網絡骨干節點將采用高性能Cisco Catalyst 8540MSR 和Catalyst 8510MSR ATM骨干交換機，它們之間用ATM OC-3鏈路作為寬帶連接方式，形成環狀的網絡拓撲。在每個鄉鎮分中心上，我們選用了高性能的Cisco Catalyst 2924M-XL-EN 帶ATM上聯的LAN交換機，依托這個寬帶數據骨干網絡，每個鄉鎮分中心通過ATM OC-3鏈路以155M連接到骨干網上，Catalyst 8540MSR和Catalyst 8510MSR為中心和一級分中心周圍地區的政府機關、公安、教育系統、企事業單位和銀行提供線纜調制解調器（Cable Modem）、ATM等多種靈活的接入方式，Cisco Catalyst2924M-XL-EN為鄉鎮分節點周圍地區的政府機關、公安、教育系統、企事業單位和銀行提供線纜調制解調器（Cable Modem），以太網（Ethernet）等多種靈活的接入方式，接入帶寬可以從64K窄帶接入到155M的寬帶接入，從而實現局域網互聯、Internet接入、IP VPN、IP電話、視頻會議和視頻點播等多項功能。Catalyst 8540MSR和Catalyst 8510MSR作為網絡骨干交換機，其MTBF達到99.999%，所以整個網絡具有很高的可靠性、安全性、穩定性、兼容性和可擴展性，能為不同用戶提供可靠、寬帶、穩定和安全的接入?？偨Y如下：

技術先進。海門廣電寬帶網建設采用了國際先進的IP+ATM組網技術，并且全線采用了美國CISCO公司的產品設備，所有網絡方案均由美國思科公司全程參與方案設計和業務設計，從技術的選擇和產品的選擇兩方面保證了網絡的先進性。

大容量高帶寬。網絡中心和分中心均采用了美國CISCO公司的85系列高端ATM交換機，背板容量大，交換速度快，可以滿足現在和將來各項網絡應用的需求。各用戶單位的網點接入均采用光纜直接進機房的方式，廣電寬帶網可為用戶提供各種不同速率的接入帶寬。

安全可靠。所有業務數據都通過ATM—PVC通道傳輸，全封閉的網絡傳輸性能從根本上保證了網絡通信的安全（參考下圖2）。網絡主干采用環型架構，從結構上確保了網絡運行的可靠。

覆蓋范圍廣。海門廣電寬帶網目前已全面覆蓋市區和各鄉鎮網點，可在全市范圍內提供網絡高速互聯的服務。通過廣電系統的SDH干線傳輸網，完全可以實現和全省甚至全國的聯網。

3 網絡可靠性保障措施

為了確保網絡通信的安全，我們提供的行業專網線路均作了物理鏈路上的隔離，做到了萬無一失，用戶可以放心使用。近年來的網絡實踐也完全證明了這一點。為進一步增強網絡運行的可靠性，我們還從以下幾方面采取了措施：

網絡主干采用環型架構，可以實現自動愈合，確保網絡通信不中斷。

圖2 網絡安全通信示意圖

各信息網點線路接入全部采用光纜直接進用戶機房的接入方式。光纖通信不受環境溫度、濕度、噪聲等干擾，信息傳輸極為穩定，這一點根本有別于傳統的物理銅介質傳輸線。

在備件的配置方面，我們完全做到了關鍵備件的冗余配置，做到了所有關鍵部件熱備份。我們還單獨購置了一些模塊部件放在倉庫里備用，對邊緣交換機等設備我們采取了單獨購置整機備份的方式，做到隨時可以替換。

4 ATM網絡特點

我們就協議模型中的ATM用戶層、ATM適配層、ATM層和ATM物理層的主要功能作簡要的說明。

用戶層（User Layer）的主要功能是支持各種用戶服務。

ATM適配層（AAL：ATM Adaptation Layer）的主要功能是適配從用戶平面來的消息，以形成ATM網可利用的格式。用戶傳送給ATM的信息往往是多種格式，ATM網可以傳輸數據、語音和視頻信號，故每一種信號都要求對ATM網絡有不同的適配，因此ATM定義了不同類型的ALL服務。

ATM層（ATM Layer）的基本功能是負責生成信元，它接受來自ALL的48個字節凈荷，并附加相應5個字節的信元頭。ATM層支持連接的建立，并匯集到同一輸出端口的不同應用信元，同樣也分離從輸入端口到各個應用和輸出端口的信元。當ATM層看到信元凈荷時，它并不知道凈荷的內容，凈荷只不過是要被傳輸的0或1信息。由于ATM層不管凈荷的內容，所以它與服務類型無關。它只負責為凈荷生成信元標頭并附給凈荷，以形成信元的標準格式。故跨越ATM層到物理層的信息單元只能是53個字節的信元。

物理層（Physical Layer）是ATM模型的最下面一層，它由傳輸會聚子層和物理介質相關層組成，ATM物理層負責信元編碼并將信元交給物理介質。傳輸會聚子層從ATM層接受信元，組裝成適當格式，并在物理介質子層上傳輸。此時，需插入空信元，讓信元保持連續?？招旁粋鹘oATM層，它們用特定的信元頭值標識。在接受方，傳輸會聚子層在來自物理子層的比特或字節流中提取信元，驗證信元頭，把有效信元傳遞給ATM層。

ATM層通過對信頭的處理完成信元的復用、交換以及相關的控制功能。為了提供端到端的傳送能力，ATM層在接入點之間建立虛連接，并在整個呼叫期間保持連結。ATM連接分為虛信道和虛通路兩個等級。我們可以把VC看成是進行虛連接的單向傳送信道，VP是大量同時存在的VC的高速通路。

ATM物理鏈路可以同時支持多個VP連接，每個VP都有自己的標志VPI，而每一個VPI又同時有多個VC。對于每個VC而言，它都有自己的標志VCI和它所在的VP的標志VPI。VC、VP與物理鏈路的關系如圖3所示。在信元頭部中有16個比特來表示VCI。對VPI，用戶網絡接口（UNI：User Network Interface）格式的信元有8個比特，在網絡節點接口（NNI：Network-to-Network Interface）格式的信元有12個比特以便更多的標識VP連接。

圖3 物理鏈路關子圖

5 網絡架構特點

作為海門各用戶單位網絡的承載網，海門廣電ATM網為其提供了可靠的物理隔離電路，完全符合各單位的要求，其安全性、可靠性已得到了許多網絡用戶的認可，如農行、建行、郵政、黨政、農信社均通過其省、市技術部門的認可。

海門單位專網可采用兩種方式組建。

海門各單位核心路由器采用以太口上聯。

海門各單位核心路由器采用ATM端口上聯。

網絡中心與各網點之間的互聯均采用廣電提供的ATM—PVC專線，在海門各單位網絡中心設置一臺路由器。在各網點，交換機的一個以太口通過光纜上連到廣電機房；在海門各單位網絡中心，路由器的一個快速以太口上劃分出多個子端口分別與各網點網絡相對應（以太口上聯方式）或路由器的一個ATM端口分別與各網點網絡相對應的PVC進行綁定（ATM端口上聯方式）。整個海門單位專網方案示意如4圖：

[1]陳錫生 ATM交換技術[M] 人民郵電出版社2000