业务需求引发城域网升级

解析上海电信IP城域网建设历程

上海电信IP城域网是以宽带IP为技术核心的新一代开放电信城域网络，用于提供语音、图像、传真与数据等全方位业务的基于IP技术的高品质电信服务,有力地支撑了上海地区用户的发展。

上海电信IP城域网是上海电信发展IP业务的骨干网络，是以宽带IP为技术核心的新一代开放电信城域网络，用于提供语音、图像、传真与数据等全方位业务的基于IP技术的高品质电信服务。目前该网络承载了家庭用户上网、商业客户上网、L2/L3的MPLSVPN、IPTV、NGN等多种业务。上海电信IP城域网在近几年的宽带业务开展中，有力地支撑了上海地区用户的发展。

建设历时七年

从上海电信IP城域网的发展历程来看，网络通过不断的改造，与业务的发展实现更紧密结合。网络从2001年开始进行建设，初期为8+40的网络架构，即8个核心节点+40个汇聚接入节点，用于承载以太接入的商业用户和处于起步阶段的ADSL接入业务。2002年开始，启动宽带业务大发展，期间对城域网的网络结构进行比较大的调整，由原有的两层结构改建为更具有扩展能力的三层架构，形成8+32+N的结构，在当时很好地提供了上海地区27万宽带用户的承载能力，同一年在上海电信IP城域网内引入了MPLS机制，提供了基于RFC2547bis方式的MPLSVPN业务。其后两年，对网络规模进行进一步扩容，以满足宽带用户的发展。

从2005年开始，在IPTV业务开展方面进行初步尝试，对原有的网络设备进行组播功能的论证，同时进行了试点性的业务开通工作。2006年-2007年推广IPTV业务，同时对电信的部分重点业务提供差异化质量保障，期间对网络结构、用户开通方式相应做了较大程度的调整工作，包括对IPTV用户的端口迁移，针对IPTV用户启用DHCP地址分配方式等。

在今年的扩容工作完成之后，上海电信IP城域网将形成以4台集群设备为核心，数十台G级高速路由器、100多台BRAS构成业务终结层，逾千台DSLAM、以太交换机构成业务接入层的网络规模。

在现有的上海电信城域网中应用了较多的新兴技术和产品。核心采用了基于multi-chassis技术设计的路由器，它由交换矩阵机箱和接口板机箱构成，所有机箱之间的连接均视为路由器内部连接，在逻辑上作为单台路由器存在，理论上最大交换容量可扩展至92Tbit/s，大幅减少了设备之间所需的互联端口，简化了网络拓扑和路由结构。核心和汇聚之间部分链路启用MPLSTEFRR和BFD，当网络中链路发生故障时，检测到故障的设备可以快速将业务从故障链路切换到备份路径上，从而减少数据丢失，保障业务开展的质量。在接入层面，引进了基于PBT技术的以太环网和基于VPLS的城域以太网，在一定程度上解决了原有以太网在可扩展性方面的一些问题，克服了原先通过STP收敛速度慢的问题。

破解城域网瓶颈

虽然IP城域网近几年的发展很快，但是在网络运行、管理等方面还是存在一定的瓶颈，主要表现为以下几个方面：

*带宽问题：

随着这几年宽带用户的发展，尤其是这两年P2Pdownload、P2P视频应用的兴起，在很大程度上给电信运营网络造成了带宽冲击。从这两年的城域网流量统计情况来看，流量的增长情况基本按照每年翻一番的速度增长。网络的扩容速度往往跟不上流量的增长速度，使得城域网常年处于流量拥塞状态，影响了运营网络的质量。

针对带宽耗尽的问题，一方面需要进行及时有效的带宽扩容，一方面结合目前已经具备的技术，在网络拥塞情况发生时，实现业务的差异化服务，主要考虑有以下几种解决的手段：

一是强化QoS管理：针对可实现QoS标识的业务分配特定的QoS等级，保障一些重点业务的服务质量，通过采集QoS信息、布放监测探头等方式实时监测业务质量，进行统计分析。

二是通过DPI(deeppacketinspection)设备进行业务识别和管控：因目前众多应用都支持修改应用端口，通过常规的监测方式(如netflow)很难定位网络中真正的应用情况。通过部署一些DPI设备，由特征字以及流特征可以精确分析出网络中的具体应用流量。在此基础上可以针对各种应用进行QoS标识或直接进行一定程度的管控，以达到实现业务差异化服务的目的。

三是认证计费方式的改变：可通过按时计费等方式影响现有的用户使用习惯，但考虑到用户接受度的问题，这种方式可实施性不强。

*网络可靠性

在这几年的网络建设中，网络的可靠性设计受到较大重视，目前在城域网的核心、汇聚以上层面都有网络冗余能力保护，但在汇聚以下层面尚无法完全实现业务的热备份，如两台BRAS之间目前在技术上尚不支持对于PPPoE用户信息的同步。又比如经过多台以太交换机收敛的网络中，用户如果通过静态路由方式双上联城域网，当收敛用的交换机之间发生链路故障时，往往不能在SR和CE的端口上体现出来，导致用户虽有双链路上联，但无法实现真正意义上的热备份。

目前在BRAS层面，针对DHCP地址分配方式可实现一定意义上的热备份概念，但还尚未成熟。在技术成熟、DHCP方式经实践论证适合上海电信网络的情况下，可针对BRAS实施热备份的配置部署。

对于交换机多层收敛的问题，可通过DVSR技术解决，但并非所有的SR、CE设备都支持这项功能，需要厂商针对设备进行相应的开发工作。

*网络安全性

随着网络的普及，网络上的DDOS攻击事件也日益增多，有针对用户的攻击，也有针对网络本身的一些攻击，而且近几年单次网络攻击的规模越来越大，记录显示个别单次DDOS攻击流量超过10G的级别。

对此情况，需要加强在安全防范领域的投资，一方面考虑建设大容量的安全处理区域，通过旁路牵引方式，将攻击流量进行清洗；另一方面需要扩大网络流量监控的范围，及时发现异常流量的发生段落，帮助定位攻击源。

未来发展空间广阔

笔者认为今后城域网的发展走向应当表现为简化网络结构、提高多业务的承载能力和实现智能化业务管控。

从网络运行的情况来看，多层次的二层网络给运维管理带来较大的困难，在故障排查、业务管控方面也远不及三层网络简便，因此在城域网建设中应当尽量压缩二层网络的层次和范围，在条件允许的情况下应逐步实现3层边缘化。

今后几年城域网的发展，将进一步提高对单节点设备的处理能力的要求，不仅体现在设备交换能力的提升，也对设备的多业务承载能力提出要求，不排除运营商对于“GoldenBOX”的需求。

受限于目前的技术原因，在提供全面的智能化业务管理方面，现有的城域网尚存在较大差距。在诸如COPS等协议实现真正意义上的规范化之后，需逐步推进城域网的智能化管理进程。

同时需要注意，城域网的发展必须结合技术的发展，但是很大一部分技术都只是过渡技术，需要我们加以合理的取舍，才能取得较好的结果。