城域网全景

　　城域网已经热了一段时间了，去年下半年其发展脚步开始放缓，但在可以看到的今后的一段时间内，还是会有相当的热度的――就像电饭煲，“加热”键可能已经弹起来了，“保温”模式总是能持续相当长时间的。

　　下面这篇文章，便从整体上说明了城域网是什么，它的概念是如何兴起的，它采用了什么技术等问题，为我们描画出城域网的全貌。

　　城域网的兴起

　　城域网（MAN）这个能带来众多新业务的馅饼是如何从天上掉下来的呢？

　　几年之前，没什么人谈及城域网。在千兆以太网出现之后，人们发现它可以打破广域网与局域网之间的界限，让在局域网中取得统治地位的以太网自然地向广域网延伸。而且，看看网络的两头（广域网和局域网），我们会发现：大容量的光纤网络正大规模地铺设在广域网的核心以及城市的各个接入点，加上密集波分复用（DWDM）和高速PoS（Packet over SDH/SONET）链路在核心网络的广泛应用，造成广域网的带宽呈爆发性的增长。与此同时，桌面型电脑普遍连接百兆以太网，同样连接这些电脑的以太网设备也普遍地相互连接，利用百兆或千兆构成单位内部的局域网。局域网和广域网的巨大进展使连接用户与服务供应商节点（POP）之间的通信成为瓶颈之所在，于是城域网正逐渐成为建设的重点。许多网络厂商都不约而同地试图利用成本低廉的以太网技术来构建城域网，并且利用它来提供各种服务。整个网络是尽量让自己保持着均衡发展的，当某一部分超速前进时，便会对其他部分构成巨大的压力，从而促使其加速。当广域网和局域网都已成长起来，使网络成为一个两头大、中间小的哑铃型时，来自两端的压力便促使城域网快速地成长起来。在它成长得足够好之后，建设重点会再度转移。

　　全球最早实现城域网的建设与应用的应数韩国，它在1999年就实现了。放眼全球，向电信自由化方向发展，实现开放竞争，已经成为绝大多数国家的共识，尤其是在1996年美国电信法案公布之后。于是，许多新运营商成长起来。它们往往缺少最后一公里的接入网，有时还会缺少骨干网。在这种形势下，为了与老运营商竞争，它们对网络提出了两大要求：成本低；能够快速部署。千兆以太网以及正在到来的10G以太网为他们提供了这种机会。例如，韩国的Thrunet公司想进入数据业务市场，它遇到的第一个竞争对手是韩国电信。它采用了千兆以太网技术，从施工到完工才一两个月。

　　此外，在运营商大量采购的时代过去后，企业网的成长对城域网的兴起也起到了推波助澜的作用，同一技术体系（以太网）带来的好处更鲜明地体现出来。网捷等以以太网技术为本的设备提供商也在城域网的兴起中起了很大作用。

　　城域网的定义

　　从概念上讲，城域网是一个共同工作的网络集合，在一个城市地区提供接入和服务。从狭义上说，城域网是单个、独立、明确的城市地区网络，由一个网络运营商，通常是一个服务提供商或电信运营商来拥有和运行。

　　城域网是一个网络或是网络的集合，将局域网的流量传送到广域网或同一个城市的另一个局域网中。局域网通常被认为是“企业网络的边缘”；广域网通常被认为是电信运营商长距离网络的边缘。

　　城域网也能以距离和功能来描述。以距离来描述，局域网的典型跨越距离不超过2公里，而城域网覆盖的距离在2公里到150公里范围之内。广域网比城域网扩展的范围更大，距离更远，典型的覆盖范围在150公里以上。以功能而言，城域网的目的是为最终用户提供安全的分布式宽带接入。另外，服务供应商们正在将城域网设计成能够支持先进应用和高附加值的服务。

　　构建城域网的基础技术

　　当今主要的城域网技术来源于局域网和广域网技术的发展，构建城域网基础网络主要有以下几种技术。

　　长距离的千兆以太网技术和百兆以太网技术。以太网容易使用、价格低廉，并且具有极好的扩展性。在过去的十年中，以太网的速度已经从10Mbps发展到100Mbps、再发展到1000Mbps，现在又发展到10G以太网。以太网已经从局域网发展到数据中心、互联网服务供应商和城域网的环境中。

　　万兆以太网。即将出台的万兆以太网标准为城域网络的核心技术注入了新的活力。由于其以太网的技术特征和10倍于千兆以太网的传送效率，将大大缓解由于边缘接入大量使用千兆技术而引发的中心瓶颈，并且降低了单位带宽内网络建设的成本。目前网捷等公司已发布了将发布的万兆以太网产品。

　　密集波分复用。密集波分复用技术使网络运营商无需增加光纤的投资就能够提供更多的带宽。

　　SONET/SDH。20世纪80年代，SONET(美国和日本)、SDH（欧洲和其他地区）标准问世。目前，SONET/SDH标准已经进行了工程化的设计，以构建高可靠、同步、高速的网络配置。SONET/SDH标准因其可预测性和易管理性，得到了传统运营商的青睐。但是SONET/SDH 的实施和管理需要大量的开销，投资成本和维护成本非常高。即便如此，由于它良好的传送特性和快速的自愈功能，使得这一技术在核心广域网络中占据主导地位。

　　宽带IP网络技术的三个阶段

　　随着带宽需求的高速成长，宽带IP网络的技术也不断进步，我们可以分为三个阶段来看这个进程。这三个阶段代表着不同技术平台的发展进程，包括在IP传输平台上，SONET/SDH、10GE（万兆以太网）的发展；在光网络传输平台上，DWDM技术与ATM、SONET/SDH、GE（千兆以太网）、10GE甚至Fiber Channel的整合方案；在IP控制平台上，MPLS技术与IP路由的结合使IP网络更加智能化，这些发展对宽带IP网络的基础建设将发生结构性的影响。

　　第一阶段的发展集中在高速网络的技术与方案，包括现有的OC-48（2.5G）SONET/SDH或千兆以太网技术或OC-48捆绑（Trunking）技术或千兆捆绑技术；以及未来的OC-192 SONET/SDH或10GE的技术。其中万兆以太网的IEEE802.3ae标准即将在今年完成，各个主要网络厂家也都陆续推出万兆产品并进行交互操作测试，可以预见的是万兆以太网的时代正在来临。万兆以太网具备简单、低成本、高扩展度及对各项既有业务的支持优势，可以迅速整合到既有的网络系统中，而不会出现一种新技术可能发生的兼容问题。万兆以太网不但提供局域网/城域网连接，可以用于局域网或城域网的环境，甚至还可用于存储网络的环境。万兆以太网同时也提供广域网接口，可以连接到SONET/SDH的环路中提供城域网与SONET/SDH骨干网的无缝连接。万兆以太网支持的连接距离从100M、300M，直到2KM、10KM、甚至40KM，并且在未来还可以与DWDM相结合，提供更高的带宽与更远的连接距离。

　　第二阶段的发展集中在光网络的技术与方案，特别是密集波分复用技术的发展。就技术角度来看，当IP传输技术发展到万兆的程度（OC-192或10GE），即使采用万兆捆绑技术（10GE Trunking），短期内高速IP传输技术也很难再有技术突破，光网络技术的发展则不可限量。密集波分复用技术能够将传统ATM或SONET/SDH或千兆万兆，以太网等数据网络或Fiber Channel存储网络等多种服务整合到光纤骨干中，提供每对光纤160Gbps甚至10000Gbps的带宽，从而以更经济的方式提供大量的带宽，以更有效率的方式使用光纤资源，使得宽带IP网络的带宽可以提升到Tera-Bit的水平。DWDM因为与以太网或SONET、SDH网有很好的的互连能力，又可以简易、快速配置，对既有网络结构不会造成太大的变动，因此采用Ethernet over DWDM 或SONET/SDH over DWDM以提供高于万兆的宽带连接，对大部分运营商来说是一个既快又经济的解决方案。

　　第三阶段的发展集中在IP控制平台上，特别是MPLS的发展。骨干网络可以通过MPLS的流量工程将流量放到有带宽的路径上，从而有效利用骨干带宽，同时也提供服务质量的保证；城域网核心和城域网接入可以通过MPLS VPN功能提供更容易管理，更具有扩展的VPN服务。MPLS VPN包括基于马蒂尼草案结合的L2 VLAN功能的点对点、点对多点的二层VPN服务，也叫虚拟租用线服务（VLL）；MPLS VPN包括多点对多点透明LAN服务（TLS：Transparent LAN Service），也叫虚拟专用局域网网段（VPLS: Virtual Private LAN Segment）。这些都是第二层的VPN的服务。MPLS还提供基于RFC2547 BGPMPLS第三层VPN服务。将MPLS整合到宽带IP网络或整合到宽带IP网络+光网络解决方案中，可以使运营商更有效率的使用骨干网带宽，同时提供更多可以发展的VPN服务。

　　IP网与光网络如何整合

　　运营商可以分不同阶段将其宽带IP网络分阶段与光网络整合。第一阶段，将光网络与广域网结合，提供高扩展度、低成本的宽带广域网骨干网络。第二阶段 ，将光网络与城域网核心结合，将宽带由骨干延伸到城域网，提供更多低成本的带宽。第三阶段将光网络与城域网接入结合，将宽带再次延伸到城域网络边缘。通过阶段性的整合，运营商将可以建设一个从上而下的IP+光网络的结合方案。

　　PoS与以太网自愈技术

　　许多运营商已经拥有了SDH/SONET网络，对他们来说，能够利用已有的网络，在保护既有投资的同时实现网络的演进是非常理想的。PoS技术于是应运而生。1999年下半年，网捷率先推出PoS接口，服务于AOL。PoS接口从OC-3到OC-48都有，还可以将4个PoS接口捆绑在一起。对以太网而言，城域网在接入端可以提供不同种类的十兆、百兆和千兆接口。在骨干，千兆以太网和万兆以太网技术使任何数据内容可以以不变的帧格式从一端传递到另一端。有些厂商甚至开发出以太网穿越PoS链路的技术，以满足跨越PoS链路的透明局域网服务需求。但是同PoS相比，以太网的可靠性、链路失效时的自愈能力是个问题，这一点对服务供应商是很重要的。利用传统的STP技术实现链路的自愈在速度上较慢，现在不同的厂商开发的快速自愈STP技术正日趋成熟，基于环形链路的快速自愈环技术也提供了类似于SDH的快速自愈功能，并且提供了更高效的带宽利用。