環保護技術在寬帶城域網的應用研究

趙鈞鋒

摘 要 隨著GPON光纖寬帶接入技術的普及，“三網融合”的深入，寬帶城域網不但要承載愈來愈高的流量，更要承載NGN、4G、IPTV等電信級的業務，對網絡的多業務承載能力、業務安全保證能力提出了更高的要求。文章對主要的環保護技術鏈路聚合技術、RRPP技術進行了介紹，并對其在寬帶城域網中的應用進行了研究。

關鍵詞 鏈路聚合；RRPP；寬帶城域網；應用

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）181-0041-02

隨著國家“寬帶中國”戰略的實施，GPON光纖寬帶接入技術在城域網接入層的大規模應用，百兆寬帶的普及，寬帶城域網將承載愈來愈高的流量。同時“三網融合”的深入，所有數據、語音、視頻等業務都需要在寬帶城域網上承載。電信級業務的承載要求寬帶城域網具備多業務的承載能力、端到端的QOS保證能力、業務的安全保證能力。

首先，寬帶城域網要能夠為不同的業務提供不同的端到端的服務質量保證，在網絡骨干層構建多業務平面，在網絡邊緣實現對業務的感知，把業務引入到不同的承載平面，實現不同業務的承載，嚴格保證NGN、4G、IPTV等實時性的多媒體業務對帶寬、時延、抖動和丟包率的要求。

其次，網絡要具備極高的業務安全保證能力，寬帶城域網需要提供端到端業務的安全性保障，防止非授權的訪問和非法入侵；能夠及時應對病毒和黑客惡意發起的攻擊；可以支持MPLS VPN，對業務可進行有效隔離，降低業務被盜用的可能性，讓高收益的NGN、IPTV、4G等電信級別業務不會受到低收益業務的不良干擾；網絡可達到電信級的可靠性標準，在設備和鏈路方面有一定的冗余備份空間，可對單點故障進行消除，對于語音項目要求的50ms倒換需求能夠滿足。

為提高網絡的承載能力和安全保障能力，鏈路聚合技術和RRPP技術這兩種主要的環保護技術在寬帶城域網得到了廣泛的應用。

1 RRPP技術介紹

通常情況下二層網絡中對網絡可靠性采用的是STP協議。由IEEE開發的該協議是標準化的環網保護協議，在實際網絡工程中應用十分普遍。但該協議也并不是絕對完全可靠的，實踐經驗表明由于網絡大小方面存在限制，因此收斂時間很容易被網絡拓撲所影響。STP的收斂時間常為秒級，當網絡直徑較大時，其收斂時間將更長。盡管適用RSTP/MSTP可在一定程度上降低收斂時間，對于4G/NGN語音等高標準高要求的項目而言卻是仍難完全滿足。

2 RRPP基本原理

在各個域上的各個節點配置同樣的RRPP域ID及控制VLAN。各個域具備兩種類型的VLAN，一種是主控制VLAN，在其中傳播的是主環協議報文；另外一種是子控制VLAN，在其中傳播的是子環協議報文。而在主環節點上的RRPP端口，會在加入主控制VLAN的同時還加入子控制VLAN，但在子環上的RRPP端口，加入的僅僅只有子控制VLAN。子環的協議報文在主環中會被當作數據報文進行處理，和數據報文一起同步阻塞或放開。

3 鏈路聚合技術、RRPP技術在城域網中的應用

3.1 鏈路聚合技術的典型應用

在寬帶城域網建設優化中核心層路由器與匯聚層BAS之間、匯聚層與BAS與匯聚層交換機之間、接入層交換機與OLT的上行多用到鏈路聚合技術，用于增加網路帶寬與提高網絡連接的可靠性。

從圖1中可以看出每一臺匯聚層BAS均分別通過2條GE鏈路上聯至2臺核心層路由器，每一臺匯聚交換機均分別通過2條GE鏈路上聯至2臺匯聚層BAS，而接入層OLT、交換機均通過2條GE鏈路上聯至1臺匯聚層交換機。充分利用了鏈路聚合技術實現不同層次設備間帶寬提升與冗余備份，對于聚合組中單鏈路故障可以實現毫米級的快速倒換和用戶的無感知的。在實際應用中設備間的鏈路往往不止2條，一般為保證鏈路聚合組中某條鏈路中斷、剩余鏈路在網絡高峰時不發生擁塞，總鏈路峰值利用率控制在60%以內，當達到預警線需要擴容時，將新增鏈路加入既有聚合組中即可輕松實現帶寬擴容。

3.2 鏈路聚合技術應用需要注意的事項

3.3 鏈路聚合組啟用動態LACP協議

當鏈路聚合組中某條鏈路單纖中斷時，一側端口DOWN、一側端口UP，端口DOWN的一側鏈路會退出聚合組，如果采用靜態Trunk就無法通告給對端設備，對端端口將仍在聚合組中，將會造成流經該鏈路的業務不通、甚至影響該鏈路聚合組的所有業務，所以只要是鏈路聚合就一定要啟用動態LACP協議，這樣雙方設備就可以對端口加入或退出某個動態聚合組達成一致，有效避免單纖中斷造成的網絡故障。

3.4 RRPP技術的典型應用

在寬帶城域網建設優化中由于縣區鄉鎮節點多、距離遠，不適合采用鏈路聚合技術將鄉鎮節點交換機直掛縣匯聚交換機，而是采用RRPP技術通過網絡設備在環網狀態下進行迅速的故障檢測以及倒換工作，使其不僅能夠為多種項目提供高帶寬，還能夠盡可能減少業務中斷情況的發生。綜合考慮各個節點間業務量大小、單環節點數目、所處地理情況等因素，采用雙層相交環的拓撲結構。將主要鄉鎮匯聚節點與縣公司匯聚節點組成主環網，鄉鎮匯聚節點與該鄉鎮主環節點組成子環網。

從圖2可以看出網絡拓撲中有兩個及兩個以上的環。但是各個環之間只有一個公共節點。此時要求每個環屬于不通的RRPP域。主環網節點1位于縣公司匯聚機房、部署1臺華為QuidwayS9306交換機，其他主環網節點位于該縣鄉鎮匯聚機房、各部署1臺華為QuidwayS9303交換機，主環網節點交換機間通過10GE鏈路互聯；以該鄉鎮匯聚機房為公共節點，與鄉鎮下面節點組建子環，子環網節點各部署1臺華為QuidwayS5328C交換機，次環網節點交換機間通過GE鏈路互聯。實際應用中遠比次復雜，根據區域行政劃分、節點數量多少，主環網、子環網往往不止一個，環網中的節點數量也不固定，但任一主環網、子環網中任一節點都可下掛OLT，為保障鏈路可靠性，OLT均要雙GE上行。

4 結論

在實際應用中，鏈路聚合、RRPP等環保護技術往往混合應用，同時與OTN、PTN傳輸技術相結合，使寬帶城域網具備多業務的承載能力、端到端的QOS保證能力、業務的安全保證能力，使電信運營商能夠為用戶提供優質高速的互聯網、語音、IPTV服務，達到國家“寬帶中國”的戰略目標。

參考文獻

[1]RRPP技術白皮書.華為公司.

[2]戴國光.淺論鏈路捆綁技術在IP城域網中的應用[J].通訊世界，2014（12）：6-7.

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