重庆电信以太环网应用案例

一、项目背景

中兴通讯ZESR以太环网技术在重庆市电信市场得到了广泛的应用，巴南区、涪陵区、黔江区、渝北区、永川等区域电信的IP城域网汇聚层已使用中兴通讯G系列交换机优化成环网结构，实现了50ms级的倒换保护，保障了重庆市电信各项业务的顺利开展。下面就以重庆电信巴南局以太环网为例介绍一下以太环网在重庆的典型应用。

随着2007年政企专网平台、视频监控、视讯会议系统等建设项目的启动和实施，巴南分公司的IP城域网平台急需进一步扩展和优化，重庆电信为了响应集团改进型以太网技术试点工作的要求，配合重庆电信IP城域网汇聚交换机层面网络优化和结构调整工作，在城域内支撑多重业务的宽带接入汇聚、提供高性价比的商业客户专线接入和未来3G网络基站的汇聚业务，为IP城域网汇聚交换机环形组网模型提供实际的技术参考依据，在巴南开展了以太环网的部署工作。

改造前，巴南宽带汇聚网络主要由5个节点的5台6808组成，其中鱼洞和李家沱为核心节点，其他3个节点通过双GE分别上行到2个核心节点，以实现链路保护，整个汇聚网络是一个纯二层的网络。业务方面，IP DSLAM用户VLAN通过汇聚网络透传到两台宽带服务器（李家沱MA5200G和鱼洞ISN8850）上，专线用户VLAN部分通过汇聚网络透传至CISCO3750上终结二层，部分则直接上到城域网核心节点的CISCO12016上。

改造前的宽带汇聚网络存在的问题主要有：

不支持SVLAN或QINQ，难以实现电信对于用户PUPV(Per User Per Vlan)的要求；

网络故障恢复时间长，二层网络为了链路冗余，必然使用STP协议，但该协议固有的缺点就是故障恢复时间长。

对于QOS和组播支持不够，由于对于QOS和组播支持的不好，难以承载IPTV、NGN和MPLS/VPN等业务。

由此可见，改造前巴南局的宽带汇聚网络已经成为电信未来几年新业务开展的瓶颈。

二、详细方案设计

项目的主要内容是将5个汇聚节点的6808全部替换成ZXR10 万兆MPLS路由交换机T160G，且5个汇聚节点的互联方式也从之前的链型变为10G以太网环型，核心节点仍然为鱼洞和李家沱，其他节点只负责汇聚本局下属的宽带用户，6808则下放到T160G以下作为本局的接入交换机。

改造后的巴南电信宽带汇聚网路目标拓扑结构图如图1。

在现有10G ZESR以太环网运行稳定的基础上，对鱼洞节点、李家沱节点进行环网的延伸，将IP城域网覆盖范围延伸到汇聚层以下的本地二级节点，便于转型后IP类基础数据业务的开展。

本次优化项目仍然采用ZESR协议组建环网，环网容量为2×GE，涉及到的10G环网扩容主节点为鱼洞节点和李家沱节点，本地二级节点下坝、三角碑、江南水乡、明主村、土桥分别增加交换机1台，用于大量的网吧类专线业务、视频监控等接入，同时巴南分公司鱼洞、李家沱节点T160G交换机新增到Cisco 3750的中继链路，用于专线业务的承载。

小坝节点新增交换机通过2×GE分别连接鱼洞、大江3组团T160G交换机，鱼洞、大江3组团、小坝3个节点之间形成2×GE ZESR 以太环网，与原有的10G 以太环网相交，依靠ZESR协议提供50ms级业务保护和倒换能力。

三角碑、江南水乡、明主村、土桥4个分节点与李家沱节点形成2×GE ZESR以太环网，与原有的10G 以太环网相切，李家沱节点为相切点，仍然通过ZESR提供50ms级业务保护和倒换能力。

改造后的巴南电信IP城域网汇聚层的网络拓扑图如图2。

三、网络测试情况

在正式割接业务之前，重庆电信组织了巴南ZESR以太环网测试，为IP城域网汇聚交换机环型组网模型提供实际的技术参考依据，并检验中兴通讯ZESR以太环网技术的实际应用情况。

本次测试着眼近期和中期重庆电信IP城域网所需承载业务，重点在于环型组网效果测试，测试同时完成中兴ZXR10交换机设备自身各项特性的测试。

在计划测试的104项指标中，除2项因现场条件不具备未测试外，其余77项功能测试指标均支持，25项性能测试指标均符合预期结果。测试内容覆盖了基本测试、设备可靠性测试、QinQ/SVLAN测试、QoS测试、组播测试、以太环网测试、网络安全测试、网管功能测试、综合测试等所有方面。

测试证明中兴通讯ZXR10 T160G交换机具有：

ZSER以太环网技术：ZXR10 T160G支持基于RFC3619(EAPS)的中兴通讯ZESR以太环网技术，实现基于以太网接口的环型组网方式，能够提供切换时间小于50ms的网络保护技术（本次测试中最长切换时间为20ms）。

SVLAN/QinQ特性：ZXR10 T160G支持标准的VLAN标记和Selective QinQ技术，可根据用户和业务的不同，进行灵活的VLAN内、外层标签规划。

QoS及组播：ZXR10 T160G支持标准的Qos优先级队列及拥塞控制、流量处理等技术，同时对组播业务开展相关协议完善的支持。

安全功能特性：ZXR10 T160G支持ACL安全过滤机制，支持基于端口、不同优先级、对列的和基于流的入口和出口带宽限制、防DDOS攻击等安全防护功能以及完善的抗病毒机制。

统一网管：ZXR10 T160G支持SNMP网管协议，带内网管的形式可采用基于Telnet的配置管理（CLI命令行的形式）或基于SNMP的配置管理 （图形界面的形式），实现基于ZXNM01网管平台的统一网管。

良好的互通：ZXR10 T160G支持与Juniper、Cisco等厂家设备良好的互联互通。

四、方案特点

1. 灵活的VLAN规划

为了实现PUPV的目的，环网上的T160G将采用SVLAN技术，用于终结本局汇聚上来业务的内层标签，并打上一个外层标签。

外层标签的规划分为基本号段和宽展号段。基本号段用来兼容原有VLAN业务，其分配原则是外层标签段与该业务原先规划的内层标签段保持一致，便于管理。扩展号段的分配原则是在将外层标签按业务分段的基础上，对于某一业务的标签段再按照局点进行分配，分配的数量和某局点的业务量成正比。特别的，另外有些业务只需要透传VLAN，不用打上外层标签，这些业务的内层标签段使用的是预留部分的单层Tag业务号段。

双层标签的放号如图3所示：

这样的VLAN规划，既保证了原有VLAN放号的平稳过渡，也保证的PUPV对VLAN空间的需求。

2. 快速业务保护倒换

二层数据网络为了链路冗余，必然使用STP/RSTP协议，但该协议固有的缺点就是故障恢复时间长，从网络以及业务运行的安全角度来看，采用具备50ms级业务保护和倒换能力的以太环网技术无疑是最可靠的，能够提供二层网络环境下的快速业务倒换保护能力。中兴通讯ZESR以太环网的业务保护倒换，既可以依赖光路检测和定时在环网上发送hello协议包进行倒换，也可以通过故障点的设备主动发断路告警帧的方式实现，在实际的组网中可根据不同的拓扑和环境采用不同的机制，而且可实现主备互为备份。中兴通讯通过增加功能强大的NP处理器硬件发协议包、检测和状态标志切换技术，采用分布式处理机制，一方面不会占用系统宝贵的CPU资源，理论上以太环网的切换速度可达到1ms以内，技术前景非常好，实际中满足50ms的切换速度很容易实现；另一方面使用专用的NP处理器也可以实现快速的业务倒换，保证业务倒换的时间。

实测链路中断，轻载时倒换时间为5~9ms，倒回时间5ms；重载（环上7G业务量）时，倒换时间6~10ms，CPU利用率17%，倒回时间5ms，CPU利用率17%。

实测节点中断倒换时间为3~14ms。

五、结束语

面对用户对宽带数据网络需求的不断发展，原有的城域网系统面临着巨大的挑战：网络缺乏有效的保护措施，缺乏对新兴的增值服务如IPTV、VoIP的支持等。基于以上考虑，传统的IP城域网面临着整体的优化和改造。以太环网作为一种城域以太网技术，可以有效解决传统数据网保护能力弱、故障恢复时间长等问题，提供50ms级的快速保护特性，同时兼容传统的以太网协议，实施简便，是城域宽带接入网优化改造的一种重要的技术选择和解决方案。重庆电信ZESR以太环网项目的成功实施，为重庆电信各项基础宽带业务以及新兴增值服务的开展提供了良好的网络保障，为全国运营商城域网的优化改造提供了一个样板案例。相信在未来，以太环网在全国各运营商城域网的建设、优化中将发挥越来越重要的作用。