江西省广电数据网络设计方案17页

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1、江西省广电数据网络设计方案第二章 江西省广电数据网络设计方案1、 设计原则22、 网络各种业务的需求32.1、 网络应用业务32.2、 保障QoS（业务质量）的技术需求33、 骨干网络设计33.1、 南昌市内省级接入节点网络方案设计33.1.1、 设计目的33.1.2、 设计说明33.2、 全省地市节点方案设计33.2.1、 方案说明33.3、 设备选择33.3.1、 核心节点的设备选择33.3.2、 边缘节点设备的选择33.4、 与全国广电骨干网连接设计33.5、 互连网接入的设计33.6、 IP QoS设计33.6.1、 延展QoS的性能33.6.2、 资源预留协议（RSVP）33.6.3

2、、 用于业务分类的IP优先权33.6.4、 用CAR管理访问带宽33.6.5、 用于拥塞管理的RED33.6.6、 基于服务类的拥塞管理WRED33.6.7、 根据服务类别排队的WFQ31、 设计原则江西省广电宽带高速互连网的建设，应遵循以下原则。 可靠的网络应提供95以上的可用性服务。这就要求对于此网络的建设应充分考虑到其设备的可靠性，网络设计的冗余性。高性能网络是能否吸引用户和保障用户的关键应用。因此，对于此次网络建设，应充分体现高可靠性。 可扩展网络网络建设不仅要着眼于现在，而且要放眼未来。因此，本期信息网络的建设，不仅满足现在的需求，而且要具有向未来技术平滑过渡的能力、对新技术的支持及

3、网络的扩展能力，从而保护有线台投资。 先进的网络-作为面向二十一的网络，无论是网络技术还是网络设备，都应体现技术的的先进性。 方便管理的网络-网络的管理直接关系到网络的运行和维护成本，必须有很强的发现和排除网络故障的能力。 灵活的网络作为江西省骨干网节点，应针对各种用户提供各种接入方式，如：专线，Cable Modem、10/100Mbps以太网等。 质量第一的网络-网络质量不仅表现在网络设备上，也反映在网络的设计上，因此该网络过程的各个环节均要体现这一原则。 安全的网络作为广电的骨干网，应保证广电信息和接入用户的安全可靠，根据不同用户的不同需求为其采取相应的安全措施。2、 网络各种业务的需求

4、2.1、 网络应用业务江西省广电骨干网络以以下业务为主要的应用业务：专网电话：l 基于IP网络的电话业务l 基于IP网络的电话与数据同传业务虚拟专网(VPN)业务：l 基于网络设备的软件功能实现的VPN业务l 基于硬件设备实现的VPN业务多等级QoS数据业务：l 基于数据网络的数据业务（含VPN）ISP/ICP承载传输业务：l Internet接入，浏览l 本地信息提供（WWW，FTP，E-mail等）l 主机代维l 企事业/个人主页空间服务l 电子商务l 基于Internet的增值服务多媒体业务：l 视频会议（基于桌面和基于会议室及二者的互通）l 安全监控l 交通监控l 远程教育l 远程医疗

5、l 企业培训l 视频点播l 视频节目传输l 新闻专网2.2、 保障QoS（业务质量）的技术需求交换路由器需要具有许多保障QoS的先进的功能，这些功能为有线台在基本业务的基础上多等级QoS数据业务。采用以下多种技术保障不同等级的用户、不同多媒体业务的有效传输：l 优先级队列Priority Queuel 自定义队列Custom Queuel 加权公平队列Weighted Fair Queuel 加权随机早期丢弃Weighted Random Early Discardl 资源预留协议RSVPl 承诺访问速率CARl IP优先级IP Precedence本方案设计中采用的GSR12000/Cisc

6、o 7500的硬件设计支持6个业务级别和512个队列。保证了在标准组织制定了新业务级别后，无需硬件升级。3、 骨干网络设计3.1、 南昌市内省级接入节点网络方案设计3.1.1、 设计目的本方案设计南昌市内若干省级接入节点，主要实现以下目的：1 提供宽带、可靠的网络主干，满足省级集团用户的接入；2 满足用户高带宽互通互联的要求；3 满足网络各个信息源的信息采集和对外提供服务的能力；4 满足未来各种宽带多媒体应用对网络的要求；5 可以与国家骨干网进行互通互联；6 可以与各地市广电网进行互通互联；7 可实现与互联网的互通互联。3.1.2、 设计说明在南昌市内共设计省广电、南大、公安厅、科技情报所、省

7、外贸厅5个节点。分为省广电中心节点和4个分布骨干节点。考虑到网络的带宽和网络的可靠性，设计在5个节点之间利用622M的DPT技术形成一个环路，形成一个高带宽，具有自愈功能和空间再利用功能的Nx622M的主干。但是因为目前公安厅和南大之间的光纤未能连通，所以目前只将省广电，科技情报所，省外贸厅，公安厅等4个节点连接城环。南大节点近期先通过POS 155M与广电节点连接，一旦公安厅到达南大的节点连通后就可以实现5个节点的全622M环路。省广电中心节点也是未来的省网的骨干节点，同时将与国家骨干网连接，另外，未来的信息港或信息服务中心将设置在此，对数据交换能力的要求非常高。因此，在此处设计采用Cisc

8、o 12008作为主干设备。同时在此处配置1台Catalyst 6509作为省广电内部网络和未来的信息港的中心交换机。通过千兆方式分别与Cisco 12008和科技情报所的Cisco 7513连接。在省广电厅处会有部分专线用户接入，因Cisco 12008是高带宽交换设备，无法提供大量的低速端口，因此在此处配置1台Cisco 7513作为用户接入路由器和1台Catalyst 1924为接入用户提供10M接入端口。配置CiscoWorks 2000网络管理软件对整个网络的状态和设备进行管理。在其它4个骨干节点各配置1台Cisco 7513路由器，通过DPT 622M连接到市区的骨干环上，各配置2

9、端口100M以太网卡。在除了南大节点外的3个点各配置1台Catalyst 1924为用户提供10M的接入。考虑目前的省级网络的连接的目的，首先是将省级的信息源用户接入到本网络实现与广电信息的交互，除了这5个一级节点还有15家二级节点需要接入本网络，根据这15家二级节点的情况，共有9家二级节点需要配置Catalyst 1924提供接入10M以太方式接入，其余的二级节点家可以通过一级节点的Catalyst 1924 10M端口直接实现接入。同时配置5台Catalyst 1924作为备份。因为各个二级节点必须通过光纤才能到达，因此对每个需要二级节点均配置一对光纤转发器。考虑到整个网络是一个电信级的运

10、营网络，因此在设备的配置上我们均采用冗余结构。即所有设备均为双电源设计，所有骨干环节点设备均配置双处理模块配置。在网络设备级提供高可靠性。各节点的用户分布情况省广电厅节点省广电厅，省安全厅，省教育电视台，江西师范大学，南昌大学节点南昌大学省公安厅节点省公安厅，省建行，江西医学院，省委办公厅，省军区,市有线台省科技情报所节点省科技情报所，省政府防汛办，省国际信托投资公司，省高级法院，省政府办公厅，省工商局省外贸厅节点省外贸厅，省中行，省交通厅通信总站注：加下划线的节点为配置Catalyst 1924的二级节点。3.2、 全省地市节点方案设计3.2.1、 方案说明因为省级骨干网要建成一个宽带的IP

11、网络，对设备要求具有高交换能力，同时考虑到未来各个节点不会直接连接用户，只会连接各地市本地的宽带网络，只需要有支持高速率端口的能力，不需要大量的扩展槽位，因此选择Cisco 7507作为各个点的骨干和接入设备。目前SDH网络已经建成，可以提供POS 155M的链路，因此本方案采用POS技术构造整个网络主干。网络按照SDH环路的分配也形成2个环路，2个环路的中心点是位于省广电的Cisco 12008设备，这样需要在Cisco 12008上配置4个POS 155M端口。在各个地市骨干节点的Cisco 7507上配置3个155M POS端口，其中2个用户与相邻的节点联系，1个用来连接当地地市的广电网

12、。考虑到未来网络的带宽可能会不断升级，我们也可以采用DPT技术建立622M主干环路，同时利用千兆下连各个地市的广电网络。这样就可以大大提高网络的传输能力。3.3、 设备选择3.3.1、 核心节点的设备选择江西省广电网络核心节点路由器是网络的基本组成部分，不仅能够为关键任务应用提供伸缩性，而且还提供安全性、流量管理和服务质量保障等。Cisco 12008Cisco 75133.3.2、 边缘节点设备的选择用户接入方面考虑采用Cisco7xxx路由器。这一系列产品提供的低速端口，满足低速率高端口密度的接入方式，同时考虑到采用路由器端口成本相对较高，因此对于10M用户接入通过采用交换机产品，对于Nx

13、64K用户接入可采用通过多路复用器来扩展端口利用率。3.4、 与全国广电骨干网连接设计与国家骨干网连接可以通过网络上主干节点设备直接连接，连接的方式可以采用POS，千兆，DPT，ATM，E3等多种接口方式。3.5、 互连网接入的设计互连网的接入有以下两种方式：1 如国家骨干网可以实现接入Internet的功能，我们只需连入国家骨干网即可自动实现接入互联网。方法如上图。2 自己通过全国的互联网络提供商接入互连网络。(可选配置)第2种方法如下图所示，互联网的出口设在交换中心，选用一台CISCO2600路由器作为互联网接入设备,配置1台Cache Engine设备作为对互连网访问的缓存设备，对用户重

14、复点播的信息提供缓存以提高访问效率减少互联网带宽的消耗。可以提供2M，10M，等端口实现互联网接入。同时内部可以连接PIX防火墙提供地址转换并防止外部的简单攻击。第2种方法需配置设备为PIX防火墙, Cache Engin和接入路由器Cisco 2600。(可选配置)3.6、 IP QoS设计Internet/Intranet的快速增长及多服务多种用户类型的出现对当今的网络提出了新的要求。为满足这一新的需求，在CiscoIOS软件中加入新的IP QoS的功能制定服务策略。适应现在数据网络对语音、视频多媒体的有效支持。3.6.1、 延展QoS的性能作为IP的骨干网，Cisco提供新的高性能的Qo

15、S功能。延展QoS能力的关键在于：合理的分层结构，使得不同的层次完成不同的功能。在IP路由交换设备的全分布的交换与服务。3.6.2、 资源预留协议（RSVP）RSVP对于有实时需求的流量（例如：语音和多媒体）动态请求和预留网络资源以保证QoS的需求。通过RSVP代理的方式，Cisco的路由产品利用RSVP基于应用请求资源。新的QoS的功能包括：承诺访问速率CAR(Committed Access Rate)、加权随机早期检测的WRED(Weighted Random Early Detection)、加权公平排队WFQ(Weighted Fair Queuing)。3.6.3、 用于业务分类的

16、IP优先权IP优先权提供了把业务划分为多个服务类别的功能。网络管理员可以定义多达六个服务类，并利用扩展访问控制列表（扩展ACL）为每个服务类定义拥塞管理和带宽分配策略。IP优先权功能利用IP头上用于标识服务类别的三个比特位来确定每个分组的服务类。IP优先权功能为预先分配提供了相当的灵活性，包括客户分配和基于IP地址、MAC地址、物理端口或应用程序的网络分配。IP优先权功能使网络既可以采用被动模式（接受客户分配的优先权），也可以采用主动模式，此时，网络根据预先定义的策略设置新的优先权或超越客户分配的优先权。IP优先权可以被映射到邻接的技术如标记交换、ATM上，在非单一网络环境下提供QoS策略。在

17、不改变现有应用程序，不需要复杂网络信令的前提下，仅利用IP优先权就可以建立服务类。3.6.4、 用CAR管理访问带宽Committed Access Rate（CAR）为网络管理员提供了一个为业务目的地分配带宽，并制定超过带宽分配额度时的业务处理策略工具。CAR既可用于网络入口也可用于网络出口。CAR值可以根据访问端口、IP地址和应用程序流来设定。CAR功能可以测量业务负载，限制带宽分配，能适应IP业务固有的流量突发的特点。对于超出分配带宽的业务，CAR利用扩展ACL制定处理策略，包括重新定义带宽可用值，修改分组优先级，制定分组丢弃原则。CAR策略的选择包括：-Firm CAR：丢弃超过分配带

18、宽的分组-CAR + Premium：为超过分配带宽的分组改变优先级-CAR + Best Effort：在丢弃超过分配带宽的分组前，先为其分配一个极大值-Per Application CAR：为不同的应用程序制定不同的CAR策略。例如，关键任务的应用程序使用CAR + Premium策略，多媒体应用程序使用CAR + Best Effort策略3.6.5、 用于拥塞管理的REDRandom Early Detect（RED）为网络管理员提供了灵活制定流量控制策略的能力，使其能在拥塞的情况下保持尽可能大的吞吐量。RED与强壮的传输协议（如TCP）协同工作时可根据如下算法智能化地避免网络拥塞：

19、-区分网络可适应的临时性流量爆炸和将耗尽网络资源的极度超载-提供公平的带宽递减策略，按比例减少带宽的可用额度。RED和TCP 协同工作，在出现大流量时，能预先控制拥塞，保持大吞吐量。同时，RED也提供了灵活的参数设置手段，包括调整队列长度阈值的最大和最小值、分组丢弃几率、分组交换和分组丢弃的管理策略。3.6.6、 基于服务类的拥塞管理WREDWeighted RED结合了IP优先权和RED的功能，为不同类别的服务提供不同的性能：对优先权较高的分组优先处理。WRED在拥塞的情况下仍能进行优先处理，且不会加剧拥塞。网络管理员可以灵活地为不同的服务类定义排队长度最大和最小阈值以及分组丢弃几率。3.6.7、 根据服务类别排队的WFQWeight Fair Queuing（WFQ）提供了这样一种能力，在为较低优先级业务公平分配现有带宽的同时，保证低延时的高优先级和低优先级流。高优先级流立即得到处理，低优先级流则插入队列，按比例共享现有带宽。在出现拥塞的情况下，低优先级流的分组可能被丢弃。2-17