中小城域网的优化改造－纯以太网的改造

　　随着数据业务的快速增长，市场竞争格局的逐渐成型及新技术的涌现，网络结构也在不断演进。

　　在这一发展过程中，用户对各类业务的需求逐渐分化，如对于小区等普通家庭用户而言，高速上网虽然仍是其基本的需求，但对于金融机构、企业、酒店、政府机关等客户群，他们已不再满足于internet接入这样一个基本业务，这些客户更需要一个安全、快速、易于维护的互联平台，以实现数据及信息资源的共享。这样的平台可提高企业、政府管理的可控性，并进一步为企业的发展决策提供辅助手段。

　　传统意义上的城域网，主要提供用户接入、业务传送和内容服务等解决方案，这种带宽服务、内容提供服务被称为基本业务，随着用户需求的复杂化、深入化及ISP的增多，基本业务不再符合市场培育、发展和增值的需求。正如PSTN网络从早期的向用户提供单一的语音接入，到后来的Centrex话务台、校园卡等等特色业务，这些特色业务一方面为用户提高了效率，节约了成本，同时也为服务商提供上带来了丰厚的利润回报。随着新技术的逐渐成熟及用户需求的细化，一些增值业务，如MPLSVPN、视频点播（可控组播）、QOS等将被发展为对IP城域网来说，早期纯以太网式的城域网存在三个突出问题：处理能力存在瓶颈；无管理、无认证，可运营性弱；难以实现新的增值业务，特别是MPLS VPN业务。

　　下面通过几个实例对中小城域网的优化做一些探讨。

　　中小城域网的优化必须遵循以下原则：

　　1　　　　 充分利旧，成本尽量低；

　　2　　　　 解决现有网络瓶颈：如处理能力问题，管理认证问题；

　　3　　　　 提供新的增值业务，如MPLS VPN、可控组播，并为部分用户的端到端SLA服务；

　　纯以太网式城域网的优化

　　1.1、网络现状

　　如下图：

图1 网络现状

　　城域网的架构为L3+L3+L2的模式，由3－5台大L3通过全连接或部分全连接构成城域网核心层。汇聚层为小三层交换机构或大的二层交换机构成，接入层为二层交换机。城域网认证管理手段单一，主要按月租收费，通过VLAN的透传提供VPN业务。此种模式的城域网建设的一般都较早。

　　1.2 存在问题

　　随着城域网的规模发展，越来越多的用户接入到这个网络中，同时一些增值业务，如MPLS VPN、QOS、组播的也将陆续开展，作为区别化服务的手段。这些用户容量及业务的发展，对网络的性能提出了新的需求。而目前的网络无法解决这些问题，表现在：

　　1、整个网络是是一个交换机式的城域网，基于流CACHE的L3设备可很好的应用在企业网或流量较小的城域网里，但随着城域网业务的增加和复杂化，L3作为城域网核心能力凸现不足，可扩展性较弱；

　　2、用户无认证管理，存在一定的安全隐患。同时缺乏灵活的计费机制；

　　3、目前城域网内VPN的隔离主要依靠VLAN透传来解决，VLAN是一个纯二层的方案，适用于局域网，由于存在4096的限制，加之安全性能（业务隔离及广播风暴）欠佳，因此在城域网中存在一些问题，表现在：

　　A、在核心、汇聚层形成广播风暴

　　VPN中两个站点的数据流会发送到该VPN的所有站点，在汇聚层形成较大的广播风暴，严重浪费汇聚层带宽。

　　B、要求汇聚层保留所有VPN站点的信息

　　在VLAN经过的通路上的所有设备都要保存大量VPN的站点信息。对于设备的维护造成极大的压力。

　　C、可扩展性差

　　如果在VPN中增加一个节点，就要在所有的交换机上更新配置，导致接口业务中端，而汇聚层设备网络位置重要，一般不能经常更新数据配置。

　　由于全局VLAN ID只有4096个，考虑到一些大客户纵向和横向网络的特点，VLANID 的分配应按区段来配置，浪费严重，导致支持VPN的数目更少。同时，VLAN只能实现网络隔离，VPN之间的互连互通困难，不能实现ExtraNET。MPLS VPN可以很方便支持Intranet和Extranet。

　　1.3 优化思路

　　本着“增强性能、强化业务、成本节约、充分利旧”原则，华为公司提供以下优化方案，如图2所示，核心层增加2-4台NE40，原有的核心层L3利旧作为城域网汇聚。为提供丰富的用户管理认证手段，在用户密集区以MA5200替换原城域网汇聚层小L3/L2，提供用户认证、计费及管理功能，被替换的设备可用于发展县级节点的接入。同时，根据实际情况新增1-2台8850/8825对全城分散地区用户进行认证管理。全网选配一套iTellin CAMS，用于计费及开展可控组播业务。

图2 推荐优化方案示意图

　　由于MA5200、NE40都支持NAT，全网可混合编址。

　　NE40是NE80的小规格化产品，继承NE80优越的性能，如单板6Mpps处理能力、大路由表容量（180万条BGP路由）、低时延（线速转发下低于30us的时延）及强劲的业务能力，同时顺应网络扁平化理念，提供丰富的汇聚层特性：

　　A、　　具备L3的所有特性??高密度以太网口（32FE/12GE每板）、VLAN 透传、VLAN TRUNK、DHCPServer/Relay等等；

　　B、　　支持高性能PE；

　　C、　　具备丰富的高档路由器特性??E1/CE1、E3/T3、GRE、L2TP等。

　　这种改造可以达到以下目标：

　　a、 提升整网处理能力，核心层NE40不再成为城域网业务及流量发展的瓶颈；

　　b、 5200的引入，解决了用户认证、管理和计费，丰富了运营手段，使城域网可运营、可管理；

　　c、 提供城域网内或跨城域网的MPLS VPN业务，提供可控组播业务，以定制化的、区别的业务服务大客户；

　　d、 充分利用已有的设备投资及光纤资源，链路的变动非常少，工程方便、快捷；

　　e、 城域网业务进一步发展时，可在核心层增加NE80或其他设备，NE40下放作为汇聚层，由于NE40具备丰富的汇聚层特性，同时性能很强，完全能够满足网络的可扩展需求。

　　实际的商用表明，这种改造模式非常适应于中小城域网，能够有效的解决纯以太网式城域网在处理能力、运营手段、新业务提供等方面的不足，为运营商带来更为丰厚的收益。