計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與設(shè)備第7章.ppt
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第7章寬帶IP城域網(wǎng),7.1IP城域網(wǎng)的技術(shù)模式7.2IP/OPTICAL城域網(wǎng)技術(shù)7.3IP/SDH城域網(wǎng)技術(shù)7.4IP/DWDM城域網(wǎng)技術(shù)7.5IP城域網(wǎng)QOS7.6思科METROIP解決方案7.7學(xué)習(xí)參考網(wǎng)址(略),隨著因特網(wǎng)用戶數(shù)量的劇增、多媒體業(yè)務(wù)的不斷普及和網(wǎng)絡(luò)信息流量的持續(xù)高速增長,建設(shè)寬帶IP城域網(wǎng)已成為必然的發(fā)展趨勢?,F(xiàn)在許多城市都在建設(shè)“數(shù)字城市",“城市數(shù)碼港”,一般都是大規(guī)模鋪設(shè)光纖,或者租用光纖建設(shè)寬帶IP網(wǎng)絡(luò),其建設(shè)目標(biāo)是“EverythingoverIP”,在寬帶IP網(wǎng)絡(luò)提供傳統(tǒng)的音頻﹑視頻業(yè)務(wù),同時提供IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。本章重點介紹幾種流行的寬帶IP城域網(wǎng)技術(shù)。,圖7-1城域網(wǎng)應(yīng)用圖,7.1IP城域網(wǎng)的技術(shù)模式,表7.1帶寬需求表,建設(shè)寬帶IP城域網(wǎng),采用的技術(shù)一般有下面四種模式,如圖7-2所示。按協(xié)議的簡化過程依次是:(1)IP/ATM;(2)IP/SDH;(3)IP/DWDM;(4)IP/Optical。圖7-2寬帶IP城域網(wǎng)技術(shù)模式,,IP/ATM是指在傳統(tǒng)的ATM交換網(wǎng)絡(luò)上提供IP業(yè)務(wù),顯然ATM層使得IP傳輸復(fù)雜化,而IP/SDH/WDM則簡化了傳輸協(xié)議,同樣可以高效可靠的提供IP業(yè)務(wù)。傳統(tǒng)的電信公司擁有大量的ATM設(shè)備,使用IP/ATM技術(shù)是其首選。一些新的網(wǎng)絡(luò)電信公司,則愿意選擇后面的三種技術(shù)。顯然,新技術(shù)的出現(xiàn),使越來越多的公司以較低的成本進入寬帶IP城域網(wǎng)建設(shè)。上述三種寬帶IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)既可用于廣域網(wǎng)絡(luò),也可用于城域網(wǎng)絡(luò)。下面分別介紹幾種流行的寬帶IP城域網(wǎng)技術(shù)。,圖7-3IP/Optical城域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu),7.2IP/Optical城域網(wǎng)技術(shù)7.2.1IP/Optical城域網(wǎng)方案,,1.骨干層骨干層由千兆IP線速路由交換機互連組成,速率可達6至10G,并連接INTERNET出口,向上同國家和國際干線互連,向下與各信息匯聚點以1Gbps帶寬相連。骨干層由千兆IP線速路由交換機要求:*背板速率:40到80Gbps*吉位接口:足夠多,有冗余備份*典型產(chǎn)品:ciscocatalyst8500,2.信息匯聚層信息匯聚層是以太千兆IP線速路由交換機為骨干互連設(shè)備,帶寬一般為為1G。IP線速路由交換機向上與主干部份的高速線速路由交換機相連,向下和接入級千兆線速路由交換機相連。接入各局域網(wǎng)和社區(qū)網(wǎng)。信息匯聚點的千兆IP線速路由交換機要求:*背板速率:40Gbps*吉位接口:8個*100Mbps接口:50個,可擴充到100個,支持單模*典型產(chǎn)品:ciscocatalyst6500,3.接入層典型的IP/Optical城域網(wǎng)接入層全部采用以太技術(shù)10M/100M/1000M,當(dāng)然也可以綜合使用其他寬帶接入技術(shù)。(1)IP/Optical技術(shù)的優(yōu)點*結(jié)構(gòu)簡單,用戶很容易利用原有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)來實現(xiàn);*速率高,利用新的聚合技術(shù),提供高速網(wǎng)絡(luò);*以太網(wǎng)無縫連接,可提供10M/100M/1000M速率接入;*與10GE兼容,如有需要,很容易升級為10GE城域以太網(wǎng)。(2)IP/Optical技術(shù)存在問題*不能提供嚴(yán)格Qos保證,分配帶寬;*不能提供基于TDM的傳統(tǒng)業(yè)務(wù);*不能很好地進行用戶管理,優(yōu)先業(yè)務(wù)等;*環(huán)路保護和自愈恢復(fù)。,線速路由交換機具有集L2/L3/L4交換一體化的功能。數(shù)據(jù)包進入路由交換機后,首先提取L2(地址、幀類型、VLAN優(yōu)先級),L3(地址、協(xié)議、TOS等),L4(Qos、安全等)信息,然后進行各層交換。(1)屬于l2的按照L2地址進行交換;(2)屬于L3的按照L3地址進包轉(zhuǎn)發(fā);(3)屬于L4的按照L4信息決定實施何種QOS和安全授權(quán)策略。,7.2.2線速路由交換機,線速路由交換機的典型產(chǎn)品CISCOCatalyst6000系列。圖7-4Catalyst6000系列交換機,表7-2Catalyst6000系列的端口密度和容量,1.POS技術(shù)簡介POS全稱為PacketOverSONET/SDH,分層模型如圖7-5所示。POS是指在SDH網(wǎng)絡(luò)上直接運行IP業(yè)務(wù),由于因特網(wǎng)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)迅猛增長,要求骨干網(wǎng)的速率越來越高,POS技術(shù)將是寬帶IP城域網(wǎng)的首選技術(shù)之一。國內(nèi)有很多城市IP網(wǎng)都采用這種技術(shù)。,7.3IP/SDH城域網(wǎng)技術(shù)7.3.1POS技術(shù),圖7-5IP/SDH分層模型,,POS以SDH作為IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的物理傳輸網(wǎng)絡(luò),它使用鏈路層PPP協(xié)議對IP數(shù)據(jù)包進行封裝,把IP分組根據(jù)RFC1662規(guī)范簡單地插入到PPP幀的信息段,然后再由SDH層的業(yè)務(wù)適配器把封裝后的IP數(shù)據(jù)包映射到SDH的同步凈荷中,然后向下經(jīng)過SDH傳輸層和段層,加上相應(yīng)的開銷,把凈荷裝入一個SDH幀中,最后到達光層,在光纖中傳輸。POS技術(shù)的優(yōu)點如下。*對IP路由支持能力強,IP傳輸速率高;*利用SDH環(huán)路技術(shù),提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性;*符合互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)特點;*簡化結(jié)構(gòu),降低成本。,2.PPP協(xié)議PPP是英文Piont-to-pointprotocol的縮寫,中文譯為點到點協(xié)議。PPP是作為在點到點鏈路上進行IP通信的封裝協(xié)議,PPP提供在串行點到點鏈路上傳輸IP數(shù)據(jù)包的方法。PPP主要組成協(xié)議有:(1)采用HDLC在串行鏈路上封裝數(shù)據(jù)報;(2)采用擴展的鏈路控制協(xié)議(LCP)來建立配置和測試數(shù)椐鏈路;(3)采用網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議(NCP)來建立和配置網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。,為了建立點到點鏈路的通信連接,PPP的工作過程如下:(1)發(fā)送端PPP發(fā)送LCP幀,配置選擇PPP參數(shù),測試數(shù)據(jù)鏈路;(2)建立數(shù)據(jù)鏈路協(xié)調(diào)配置;(3)發(fā)送端PPP發(fā)送NCP幀,配置選擇一個或多個網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議;(4)配置好的鏈路一直保持通信狀態(tài);(5)收到LCP或NCP指示關(guān)閉鏈路。,3.HDLC協(xié)議幀格式負責(zé)同步傳輸鏈路上的PPP封裝的IP數(shù)據(jù)包的定界,特點如下:(1)統(tǒng)一的標(biāo)志符F(01111110)作為幀分界符;(2)傳輸透明;(3)CRC校驗,可靠性高;(4)傳輸效率高。,4.SDH技術(shù)SDH傳送網(wǎng)的概念最初于1985年由美國貝爾通信研究所提出,稱之為同步光網(wǎng)絡(luò)(SynchronousOpticalNETwork.SONET)。它是由一整套分等級的標(biāo)準(zhǔn)傳送結(jié)構(gòu)組成的,適用于各種經(jīng)適配處理的凈負荷(即網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口比特流中可用于電信業(yè)務(wù)的部分)在物理媒質(zhì),如光纖、微波、衛(wèi)星等上進行傳送。該標(biāo)準(zhǔn)于1986年成為美國數(shù)字體系的新標(biāo)準(zhǔn)。國際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)部(ITU-T)的前身國際電報電話咨詢委員會(CCITT)于1988年接受SONET概念并與美國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(ANSI)的TI委員會達成協(xié)議,將SONET修訂后重新命名為同步數(shù)字系列(SynchronousDigitalHierarchy,SDH),使之成為同時適用于光纖、微波、衛(wèi)星傳送的通用技術(shù)體制。,STM-1信號是SDH的第一級,稱基本同步傳送模塊信號,比特率為155520kbps。STM-N信號是SDH的較高等級的同步傳送模塊信號,比特率是STM-1的整數(shù)倍,等級為第N級。從STM-1起,SONET與SDH在比特率上完全兼容。幀結(jié)構(gòu)如圖7-6所示。其中SOH稱為段開銷,是在STM-N幀結(jié)構(gòu)中安排的一些輔助信息,以保證信息的靈活有效傳輸,主要用于網(wǎng)絡(luò)運行的操作維護和管理,包括再生段開銷(RSOH)和復(fù)用段開銷(MSOH)。RSOH終結(jié)于再生器和復(fù)用器,可以由再生器接入,也可以由終端設(shè)備接入。MSOH透明地經(jīng)過再生器,終結(jié)于終端設(shè)備,其只能由終端設(shè)備接入。,AU-PTR(AdministrationUnitPoint):稱為管理單元指針,其作用是指示凈負荷在幀內(nèi)第一個字節(jié)的位置。圖7-6SDH幀結(jié)構(gòu),,SDH的幀傳輸時,按由左向右,由小到大的順序排成串型碼流依次進行。每幀傳輸時間為125μS,每秒傳輸1/125106=8000幀。對STM-1而言,每幀能傳輸?shù)谋忍財?shù)為8(27091)=19940b,則STM-1的傳輸速率為194408000=155.52Mb/s,而STM-4為622.080Mb/s、STM-16為2488.320Mb/s。,圖7-7IP/SDH城域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu),7.3.2IP/SDH城域網(wǎng)方案,,1.骨干層IP骨干層采用POS和千兆交換路由技術(shù),構(gòu)成寬帶的骨干交換平臺。物理傳輸采用SDH和DWDM技術(shù)。信息匯聚點的GSR要求:*背板速率:40Gbps以上*POS2.5G接口:足夠多,有一定數(shù)量備份端口典型產(chǎn)品是CISCO公司的Cisco12000系列。2.信息會聚層信息匯聚層是以太千兆IP線速路由交換機為骨干互連設(shè)備。信息匯聚點的千兆IP線速路由交換機要求:,*背板速率:40Gbps*吉位接口:8個*100Mbps接口:50個,可擴充到100個,支持單模典型產(chǎn)品是CISCO公司的ciscocatalyst6500。3.接入層根據(jù)用戶需求采用如下寬帶接入:(1)以太網(wǎng)接入;(2)基于有線電視HFC的CABLEMODEM接入;(3)ADSL技術(shù)接入;(4)無線寬帶接入;(5)其它寬帶接入。,Internet正迅速成為商務(wù)、娛樂、通信和信息檢索的電子媒介。而基于網(wǎng)絡(luò)的新型Intranet應(yīng)用和強大的桌面電腦則推動著網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的指數(shù)級增長。服務(wù)供應(yīng)商和企業(yè)正加緊部署分組交換基礎(chǔ)設(shè)施,以處理迅猛增長的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。Cisco12000系列千兆比特交換路由器(GSR)是Cisco為支持服務(wù)供應(yīng)商和企業(yè)IP骨干網(wǎng)核心而設(shè)計和開發(fā)的重要的路由選擇產(chǎn)品。Cisco12000系列有三種型號:Cisco12008、12012和12016(5TbpsGSR太比特系統(tǒng)),外形如圖7-8所示。,7.3.3Cisco12000系列路由器技術(shù),圖7-8Cisco12000系列千兆比特交換路由器,Cisco12008配有8個插槽,最多可以支持84個DS3、28個OC-3c/STM-1c和28個OC-12c/STM-4c或7個OC-48c/STM-16c接口。Cisco12012配有12個插槽,最多可以支持132個DS3、44個OC-3c/STM-1c和44個OC-12c/STM-4c或11個OC-48c/STM-16c接口。Cisco12016(最新推出的5-TbpsGSR太比特系統(tǒng))有16個插槽,最多可以支持180個DS3、60個OC-3c/STM-1c和60個OC-12c/STM-4c或15個OC-48c/STM-16c接口,將來還能支持15個OC-192c/STM-64c接口。,Cisco12000系GSR產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計旨在滿足當(dāng)今IP核心骨干網(wǎng)的高帶寬、高性能、多業(yè)務(wù)和多可靠性要求。Cisco12000系列千兆交換路由器是CISCO公司的IPOVERSDH解決方案,適用以下場合:(1)ISP骨干網(wǎng);(2)電信ISP數(shù)據(jù)骨干網(wǎng);(3)下一代因特網(wǎng);(4)有線電視運營商;(5)建立高速數(shù)據(jù)網(wǎng);(6)寬帶廣域骨干網(wǎng);(7)寬帶城域骨干網(wǎng)。,圖7-9Cisco12000GSR體系結(jié)構(gòu),,Cisco12000GRS適合用于提供路由選擇和分組轉(zhuǎn)發(fā)功能,以便在整個網(wǎng)絡(luò)中傳輸IP數(shù)據(jù)報。GSR的主要部件是交換機結(jié)構(gòu)、GRP和LC。Cisco12000GSR的核心是多吉比特縱橫交換機結(jié)構(gòu),優(yōu)化用于提供千兆比特速率的大容量交換。交換機結(jié)構(gòu)包括兩種插卡:交換機結(jié)構(gòu)插卡(SFC)及時鐘和調(diào)度程序插件(CSC)。每個GSR機柜必須至少配置一個CSC。CSC處理發(fā)自LC的請求,分配結(jié)構(gòu)接入權(quán)限并為系統(tǒng)中所有插卡提供參照時鐘,以保證整個縱橫結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐健FC從CSC卡接收調(diào)度信息和定時參考,并實施切換功能。,千兆比特處理器(GRP)提供路由選擇功能,該處理器負責(zé)在網(wǎng)絡(luò)拓撲中運行路由選擇協(xié)議和生成路由選擇表。該信息然后用于構(gòu)建該處理器并分配給LC的轉(zhuǎn)發(fā)表。此外,GPR還負責(zé)提供系統(tǒng)控制和管理功能。分組轉(zhuǎn)發(fā)功能由每個LC執(zhí)行。一份GRP計算的轉(zhuǎn)發(fā)表復(fù)印件分配給系統(tǒng)中的每個LC。每個LC能夠獨立查找轉(zhuǎn)發(fā)表本地復(fù)印件上收發(fā)到的每個數(shù)據(jù)報的目的地址,然后整個縱橫交換結(jié)構(gòu)會將數(shù)據(jù)報交換到目的地LC。,隨著人們對通信容量需求的不斷增加,特別是Internet業(yè)務(wù)的爆炸性增長,網(wǎng)絡(luò)擁擠日趨嚴(yán)重,城域網(wǎng)中已逐步采用了IP/DWDM技術(shù)。傳統(tǒng)的城域網(wǎng)絡(luò)中采用TDM技術(shù),它最適于64Kbps語音業(yè)務(wù),不適于統(tǒng)計復(fù)用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。城域網(wǎng)中采用IP/DWDM技術(shù),省去了ATM、SDH層,高性能的路由器通過光ADM和WDM耦合器直接連至DWDM上,增加了帶寬利用率,降低了成本。,7.4IP/DWDM城域網(wǎng)技術(shù)7.4.1IP/DWDM技術(shù)簡介,密集波分復(fù)用DWDM是指用光復(fù)用器和解復(fù)用器將多路不同波長的光波復(fù)合成一路在光纖上傳輸,中間用光放大器,接收端在用解復(fù)用器將多路不同波長分離。早期的波分復(fù)用使用1310nm和1550nm兩個窗口,兩個相鄰波長之間的距離在400GHz以上,在1550nm窗口內(nèi)只傳輸2路和4路信號,這種系統(tǒng)稱為WDM系統(tǒng)。目前大量使用DWDM密集型波分復(fù)用系統(tǒng),DWDM技術(shù)指在當(dāng)前1550nm波段密集放置更多信道,如圖7-10所示。,圖7-10光波分復(fù)用,,在發(fā)送端采用光復(fù)用器(合波器)將不同規(guī)定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳播。在接收端,再由一個光解復(fù)用器(分波器)將這些不同波長承載不同信號的光載波分開,從而在一根光纖中可以實現(xiàn)多路光信號的復(fù)用傳輸。DWDM系統(tǒng)主要由光源、光放大器、光復(fù)用器和光解復(fù)用器組成。在ITU-T建議標(biāo)準(zhǔn)中,規(guī)定信道間隔為100GHz的整數(shù)倍?,F(xiàn)在,人們已在試驗采用50GHz和33.3GHz的信道間隔,甚至更窄,力求更充分地利用光纖的可用帶寬。,對于城域網(wǎng),城域網(wǎng)由于傳輸距離短(一般100公里以內(nèi)),系統(tǒng)對單模光纖的傳輸衰減要求不高,也不需要使用光纖放大器。這樣這可以使用1200-1700nm的寬窗口,將相鄰波長間隔放寬到10或20nm同樣可以構(gòu)成數(shù)十路的波分復(fù)用系統(tǒng),這就是粗波分復(fù)用(CWDM)系統(tǒng)。CWDM系統(tǒng)雖然成本較低,但也能和DWDM一樣支持多業(yè)務(wù)接口,例如可提供SDH接口實現(xiàn)IP/EthernetoverSDH,可為路由器和ATM交換機提供光纖直連接口實現(xiàn)IP/EthernetoverOptical等等。,CWDM和DWDM區(qū)別如下。(1)CWDM光波通道間距較寬,同一根纖上復(fù)用光波長數(shù)比DWDM少,"粗"與"密集"稱謂的來由就在于此。(2)CWDM光調(diào)制采用非冷卻激光,用電子調(diào)諧;而DWDM采用的是冷卻激光,用溫度調(diào)諧。由于在一個很寬的光波長區(qū)段內(nèi)溫度分布很不均勻,因此溫度調(diào)諧實現(xiàn)起來難度很大,成本也很高。CWDM避開了這一難點,因而大幅降低了成本,目前CWDM系統(tǒng)成本一般只有DWDM的30%。CWDM系統(tǒng)的功耗和物理尺寸均比DWDM系統(tǒng)的小得多。,1.第一代IPoverPoint-to-PointDWDM第一代IP/DWDM與10G以太網(wǎng)在WAN技術(shù)相似,把IP包轉(zhuǎn)換成SONET格式的幀,使IP能在SONET網(wǎng)絡(luò)上運行,應(yīng)用方式如圖7-11示。圖7-11IPoverPoint-to-PointDWDM,7.4.2IP/DWDM城域網(wǎng)方案,,主要特性:*靜態(tài)路由*網(wǎng)絡(luò)拓撲要求是固定的*管理是典型的集中式*使IP和WDM層之間的交換減少到最少主要產(chǎn)品是Cisco早期開發(fā)的GSR12000等。它們還可以通過集群并行工作構(gòu)成太位路由器。,2.第二代IPoverRe-configurableDWDM第二代IP/DWDM應(yīng)用DWDMCross-connects(OXC)技術(shù),使更多的帶寬使用效率和IP路由界面利用,有新的設(shè)備運行保護和直接還原到光學(xué)層,所以不用SONET層為中介,應(yīng)用方式如圖7-12所示。圖7-12IPoverRe-configurableDWDM,,主要特性:IP路由與DWDMCross-conects端口相連接,有3種模型:Overlaymodel、Integratedmodel(MPLS)、Peeringmodel。第一種是靜態(tài)路由,后兩種是動態(tài)路由,由硬件和軟件來支持。主要產(chǎn)品是Lucent公司的NX64000波長路由器其交換機構(gòu)容量達6.4Tb/s。采用專利的雙路徑數(shù)據(jù)處理和包管理共享存儲器構(gòu)成集中的交換機構(gòu)。NortelAVICI太位交換路由器采用分布流水線式交換機構(gòu),其容量可以從2.5Gb/s擴展至5.6Tb/s。Cisco的ONS15900波長路由器以及CORVIS的CoreWave光路由器。,3.第三代IPoverSwitchedDWDM第三代IP/DWDM中操作的是每個包的交換,不是簡單的入口和出口光路。主要有OpticalBustSwitching(OBS)、OpticalLabelSwitching(OLS)這兩種技術(shù)。和以前技術(shù)相同的是,這些技術(shù)都要依靠電處理包頭來控制交換動作。,目前城域DWDM技術(shù)存在的主要問題如下。(1)成本問題,城域網(wǎng)中使用了大量的分插復(fù)用器(OADM),每個分插復(fù)用器引入了一定的損耗,所以在城域網(wǎng)中往往必須使用光放大器,使費用大大增加。(2)技術(shù)問題,DWDM城域網(wǎng)中需使用大量的OADM,為對網(wǎng)絡(luò)進行靈活的控制,OADM應(yīng)是可編程的,可以用軟件進行控制。(3)兼容性問題,目前DWDM網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)還沒有完全制定,多個廠家設(shè)備之間的互連還存在問題。,MPLS來源于Ipsilon公司的IP交換、Cisco公司的標(biāo)記交換、IBM公司的ARIS和其他一些建議,將某種在面向連接的ATM和幀中繼網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的傳輸流工程帶到無連接的IP網(wǎng)絡(luò)。其理念是將IP傳輸流分配到多條路由上,代替由邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議這類內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議找到的單一路由,從而實現(xiàn)避免擁塞、故障或者特殊類型的服務(wù),并保證服務(wù)質(zhì)量(QoS)。MPLS通過每一個節(jié)點的標(biāo)簽交換來實現(xiàn)包的轉(zhuǎn)發(fā)。MPLS可以不改變現(xiàn)有的路由協(xié)議,可以在多種第二層的物理媒質(zhì)上實施,目前有ATM、FR(幀中繼)、Ethernet以及PPP。,7.5IP城域網(wǎng)QOS,通過MPLS,第三層的路由可以得到第二層技術(shù)的很好補充。充分發(fā)揮第二層良好的流量設(shè)計管理以及第三層"Hop-By-Hop"路由的靈活性,實現(xiàn)端到端的QoS保證。1.MPLS網(wǎng)絡(luò)的工作原理MPLS網(wǎng)絡(luò)包含一些基本的元素。在網(wǎng)絡(luò)邊緣的節(jié)點被稱作標(biāo)簽邊緣路由器(ELSR),而網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點就稱為標(biāo)簽交換路由器(LSR),如圖7-13示。ELSR節(jié)點在MPLS網(wǎng)絡(luò)中完成的是IP包的進入和退出過程,LSR節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中提供高速交換功能。在MPLS節(jié)點之間的路徑就是標(biāo)簽交換路徑(LSP)。一條LSP可以看作是一條貫穿網(wǎng)絡(luò)的單向隧道。,圖7-13MPLS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),,MPLS的工作流程可以分為幾個階段,即網(wǎng)絡(luò)的邊緣、網(wǎng)絡(luò)的中心以及單跳路由(Hop-by-Hop)或者顯式路由三個階段。(1)網(wǎng)絡(luò)的邊緣當(dāng)IP數(shù)據(jù)包到達一個ELSR,MPLS第一次應(yīng)用標(biāo)簽。首先,ELSR要分析IP包頭的信息,并且按照它的目的地址和業(yè)務(wù)等級加以區(qū)分。在ELSR,MPLS使用了轉(zhuǎn)發(fā)對等級別(FEC)這一概念來將輸入的數(shù)據(jù)流映射到一條LSP上。簡單地說,F(xiàn)EC就是定義了一組沿著同一條路徑有相同處理過程的數(shù)據(jù)包。這就意味著所有FEC相同的包都可以映射到同一個標(biāo)簽中。,對于每一個FEC,ELSR都建立一條獨立的LSP穿過網(wǎng)絡(luò),到達目的地。數(shù)據(jù)包分配了一個FEC后,LER就可以根據(jù)標(biāo)簽信息庫(LIB)為其生成一個標(biāo)簽。標(biāo)簽信息庫將每一個FEC都映射到LSP下一跳的標(biāo)簽上,如果下一跳的鏈路是ATM,則MPLS將使用ATMVCC里的VCI作為標(biāo)簽。轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時,ELSR檢查標(biāo)簽信息庫中的FEC,然后將數(shù)據(jù)包用LSP的標(biāo)簽封裝,從標(biāo)簽信息庫所規(guī)定的下一個接口發(fā)送出去。,(2)在網(wǎng)絡(luò)的核心當(dāng)一個帶有標(biāo)簽的包到達LSR時,LSR提取入局標(biāo)簽,同時以它作為索引在標(biāo)簽信息庫中查找。當(dāng)LSR找到相關(guān)信息后,取出出局的標(biāo)簽,并由出局標(biāo)簽替代入局標(biāo)簽,從標(biāo)簽信息庫中所描述的下一跳接口送出數(shù)據(jù)包。(3)網(wǎng)絡(luò)的邊緣數(shù)據(jù)包到達了MPLS域的另外一端。在這一點,LER剝?nèi)シ庋b的標(biāo)簽,仍然按照IP包的路由方式將數(shù)據(jù)包繼續(xù)傳送到目的地。,2.IP網(wǎng)絡(luò)QoSIP網(wǎng)絡(luò)上多媒體業(yè)務(wù)的出現(xiàn)對IP環(huán)境中的服務(wù)質(zhì)量(QoS)提出了更高的要求。Internet上的分組話音和傳真業(yè)務(wù)極大地降低了成本,使通信產(chǎn)業(yè)發(fā)生了徹底的變化。所有這些實時多媒體應(yīng)用所需要的QoS遠比目前Internet可以提供的盡力而為的服務(wù)等級保證要高。目前,Internet遠遠不能提供企業(yè)所需要的且已經(jīng)在其專用網(wǎng)絡(luò)中習(xí)慣的可靠性和性能。商業(yè)客戶在安全性、可預(yù)測性、可測量性等方面得到保證之前,還不大可能把關(guān)鍵業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)、話音和多媒體應(yīng)用放到公用IP網(wǎng)絡(luò)上。IPQoS就是在這種環(huán)境下應(yīng)運而生的。,IPQoS是指IP的服務(wù)質(zhì)量,是指IP數(shù)據(jù)流通過網(wǎng)絡(luò)時的性能。它的目的就是向用戶的業(yè)務(wù)提供端到端的服務(wù)質(zhì)量保證。它有一套度量指標(biāo),包括業(yè)務(wù)可用性、延遲、可變延遲、吞吐量和丟包率。IPQoS在可預(yù)測、可測量性方面比傳統(tǒng)IP有了很大提高,基本解決了商業(yè)用戶的需求,因而勢必可以吸引更多的商業(yè)用戶,形成一個新的利潤增長點,帶來可增值的業(yè)務(wù)種類。另外,IPQoS還帶來了更高效的帶寬使用率等。因此可以說IPQoS將是今后一段時間促進IP網(wǎng)絡(luò)增長的關(guān)鍵技術(shù)。,QoS可以用一系列可度量的參數(shù)來描述。(1)業(yè)務(wù)可用性:用戶到Internet業(yè)務(wù)之間連接的可靠性;(2)延遲:也稱為時延(Latency),指兩個參照點之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包的時間;(3)可變延遲:也稱為抖動(Jitter),指在同一條路由上發(fā)送的一組數(shù)據(jù)流中數(shù)據(jù)包之間的時間差異;(4)吞吐量:網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù)包的速率,可用平均速率或峰值速率表示;(5)丟包率:在網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)包時丟棄數(shù)據(jù)包的最高比率。數(shù)據(jù)包丟失一般是由網(wǎng)絡(luò)擁塞引起的。,IPQoS主要內(nèi)容如下。(1)IPQoS的綜合業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)——Int-Serv;(2)IPQoS的業(yè)務(wù)區(qū)分結(jié)構(gòu)——Diff-Serv;(3)IPQoS的流量管理;(4)IPQoS的實現(xiàn)。,1.ISP系統(tǒng)--ISPSystems思科MetroIP解決方案正在幫助Internet服務(wù)供應(yīng)商突破傳統(tǒng)SONET/SDH基礎(chǔ)架構(gòu)的限制-利用IP的強大功能,滿足新一代節(jié)點內(nèi)(Intra-POP)、交換點(ExchangePoint)和服務(wù)器庫/存儲應(yīng)用不斷增長的帶寬和業(yè)務(wù)需求,如圖7-14示。目前,思科7200/7500和思科12000系列以及思科ONS15194IP傳輸集中器均可提供ISP解決方案,適用于622Mbps/2.5Gbps環(huán)境。這些解決方案可隨時擴展到10Gbps甚至更高。,7.6思科MetroIP解決方案,圖7-14Cisco城域ISP系統(tǒng),2.地區(qū)城域系統(tǒng)-RegionalMetroSystems利用OC-48/STM-16和OC-12/STM-4速度的思科12000互聯(lián)網(wǎng)路由器及動態(tài)分組傳輸(DPT)技術(shù),思科可提供旨在將互聯(lián)網(wǎng)和IP的強大功能應(yīng)用到城域中的地區(qū)城域系統(tǒng),如圖7-15示。地區(qū)城域解決方案可用于支持IP傳輸(通過裸光纖、WDM及SONET/SDH)、有線MSO及企業(yè)/園區(qū)MAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。,圖7-15Cisco地區(qū)城域IP系統(tǒng),3.城域接入系統(tǒng)-MetroAccessSystems思科公司通過思科10722系列產(chǎn)品提供獨特的MetroIP接入解決方案,幫助服務(wù)供應(yīng)商利用互聯(lián)網(wǎng)邊緣的強大功能、通過直接以太網(wǎng)連接為多住戶用戶提供城域接入網(wǎng)IP業(yè)務(wù),同時為他們提供邊緣可編程性,如圖7-16示。,圖7-16Cisco城域接入網(wǎng)系統(tǒng),1.從技術(shù)上講,寬帶IP城域網(wǎng)有哪幾種模式?2.什么是IP/optical技術(shù),該技術(shù)有什么優(yōu)點?3.什么是POS技術(shù)?4.試畫出IP/SDH寬帶IP城域網(wǎng)的拓撲圖。5.簡述IP/DWDM技術(shù)的發(fā)展過程。6.IP/DWDM和IP/CWDM技術(shù)有何不同?7.Qos是什么?8.寬帶IP城域網(wǎng)中如何提供Qos?,思考題,- 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