中国联通IP数据网网络方案

中国联通IP数据网网络方案1-1中国联通IP数据网工程文档中国联通IP数据网网络方案1-2目录1.概述：..............................................................................................................................................32.UNINET网络相关技术.................................................................................................................33.UNINET网络拓扑结构.................................................................................................................44.路由协议选择与路由政策..............................................................................................................85.路由备份及数据流量分担。........................................................................................................146.网络瓶颈，优化措施和故障诊断................................................................................................157.全网IP地址规划..........................................................................................................................16附件一:全网路由器所在的IPOSPFAREA.....................................................................................17中国联通IP数据网网络方案1-31.概述：中国联通IP网（以下简称UniNET）是国际IP互联网络的有机组成部分，是国内大型的国家级商用Internet服务网络。联通IP网将覆盖全国129个城市，并提供基本IP接入服务及各项增值服务。联通IP网的建设与其采用ATM技术组建的数据网是密切相关的。联通数据网将覆盖129个城市，并将VoIP业务延伸到全国138个城市，成为中国联通VoIP网络的载体。UniNET采用ATM技术与开放灵活的IP技术相结合，采用LucentIPNavigator技术，将网络传输效率及服务质量保证和路由灵活性等特点充分体现，将为联通用户提供IP基本服务和各种基于IP网络的增值服务。考虑到UniNET在国内和国际Internet中的重要地位，有必要对UniNET的全网组织及路由政策进行认真地规划，从而保证中国联通IP网作为一个整体，可以向用户提供新型的，有业务质量等级划分与保证的各种IP及电信融合服务。以下分六个部分对UniNET路由政策及规划提出建议：（1）网络相关技术（2）UniNET网络拓扑结构（3）路由协议选择与路由策略（4）路由备份及数据流量分担（5）网络瓶颈、优化措施及故障诊断（6）全网IP地址规划2.UniNET网络相关技术中国联通数据网采用Lucent公司的ATM交换产品组建核心ATM网络，LucentATM交换产品是比较成熟的网络设备，其关键特点是采用IPNavigator技术将基于连接的ATM和帧中继技术与基于无连接的IP技术相结合，进而实现具有端到端服务质量保证和可扩展性的IP接入。同时，中国联通数据网中采用CISCO公司的路由器承担UniNET和其他IP网络之间路由的任务。在UniNET网中国联通IP数据网网络方案1-4络中，涉及下列相关技术：1）IPoverATM:利用ATM网络的PVC承载IP数据包的技术，该技术的详细规范参见RFC1483(MultiprotocolencapsulationoverATMAdaptationLayer5)，是一种相当成熟的技术。使用该技术，路由器之间通过ATM网络提供的PVC链路互联，IP数据包使用AAL5封装成为ATM信元。采用这种技术，ATM网络对路由器的IP层完全透明，相当于为路由器IP层的互联提供一条点对点传输通道。CISCO公司路由器完全支持这种技术，并在相当多的大型IP网络中广泛应用。2）IPNavigator：Lucent公司的一种标记交换技术，目前该技术可基于ATM网络和桢中继网络。应用该技术，在ATM网分为若干VNN的area，在同一个VNN的area内，利用VNN的OSPF算法建立MPT，在中间节点，IP数据报只进行第二层的转发，只有在ATM网络的边缘，才进行IP层的路由功能。这样，当IP数据报穿过ATM网络时，在IP层相当于只经过了一跳（onehop）。3）OSPF：最短路径优先路由协议，一种链路---状态动态路由协议。该协议用于自治域内，并使用SPF算法计算自治域内各目的地的最佳路由，具有收敛速度快、不会形成路由环，支持多链路的负载分担等优点。Lucent公司的ATM交换机及CISCO公司的路由器均支持该协议。4）BGP-4：版本4的边界网关路由协议，一种距离---矢量的动态路由协议，用于在不同的自治域(AS)之间交换路由信息。在国际互联网上，该协议已成为事实上的标准。CISCO公司的路由器支持该协议，并且在大型骨干IP网络中被广泛使用，运行相当稳定。通过配置BGP路由信息的各种属性，可以方便灵活的进行路由政策的控制。3.UniNET网络拓扑结构中国联通数据网采用Lucent公司的ATM交换产品组建核心ATM网络，路由设备采用CISCO公司75XX、72XX系列路由器。根据所使用的设备和物理连接方式，并综合考虑LUCENT公司的ATM网络方案（详见第4节），UniNET可以分为四种类型的节点，其中北京、上海、广州、沈阳、西安、武汉、成都作为核心节中国联通IP数据网网络方案1-5点。类型一：具有国际出口的核心节点，包括北京、上海、广州。图3.1为这类节点的物理拓扑结构图，这类节点有两台CISCO7507路由器，一台CBX500和一台B-STDX9000构成。其中一台路由器CISCO7507（1）作为国际出口路由器连接其他运营商，并通过100M以太网接口连接路由器CISCO7507（2）。CISCO7507（2）作为国内互联核心路由器，通过100M以太网接口连接B-STDX9000，与B-STDX9000之间直接运行IP协议；同时该路由器通过155M标准多模光纤接口连接CBX500，利用ATM网络提供的PVC链路连接其他核心节点路由器。这类节点的本地局域网通过局域网交换机分别连接到CISCO7507（2）和B-STDX9000。根据联通的数据业务发展计划，在各类节点中，LAN1主要用于连接公共IP网的设备，如计费，邮件，服务器和接入服务器等。LAN2主要用于连接VPN和VOIP网的设备，如网关，关守等。图3.1类型一网络物理拓扑图类型二：无国际出口的核心节点,包括沈阳、西安、武汉、成都。图3.2为节点的物理结构拓扑图，这类节点由一台CISCO7507路由器，一台CBX500和一台B-STDX9000构成，连接方式与类型一相同。BACKBONEInternetCBX500B-STDX9000CISCO7507(1)CISCO7507(2)LAN1LAN2100M以太网100M以太网155M多模光纤中国联通IP数据网网络方案1-6图3.2类型二网络物理拓扑图类型三：包括除核心节点外的其他省会城市以及青岛，大连，苏州，宁波，厦门和深圳等6个计划单列市，总共29个节点。图3.3为这类节点物理结构拓扑图。与核心节点相比，这类节点的路由器型号为CISCO7206，在设计中，为了保证全网路由的一致性和充分发挥LucentIPNavigator的技术特点，没有使用ATMPVC同核心路由器直接相连。使它在本期工程中作为IP接入设备连接B-STDX9000，通过IPNavigator访问全网。从未来网络发展方面考虑，我们预留了一个ATM端口，保留了将来进行ATMPVC互联的可能。图3.3类型三网络物理拓扑图类型四：其他节点，图3.4为这类节点的物理结构拓扑图。由于应用IPNavigator技术可以实现在ATM交换机上提供IP接入，从而可以在这些节点不设置路由器。BACKBONECBX500B-STDX9000CISCO7507LAN2LAN1155M多模光纤100M以太网100M以太网BACKBONECBX500B-STDX9000CISCO7206LAN1LAN2100M以太网100M以太网中国联通IP数据网网络方案1-7而通过本地的ATM交换机B-STDX9000实现IP的接入。这类节点的局域网直接通过CiscoCatalyst2948的快速以太口连接到ATM交换机B-STDX9000，但ATM交换机的快速以太网接口不能支持多子网互联（ISL或802.1Q），因此每接入一个子网，均要占用ATM交换机的一个以太网接口。图3.4类型四网络物理拓扑图在上述四类节点提供的物理连接基础上，全网路由器IP层逻辑拓扑图参见图3.5。从图中可以看到，七台核心路由器通过ATM网络提供的PVC链路组成全网状连接（fullymeshed），其他29台路由器及ATM网络的IP层通过IPNavigator与核心路由器互通。这样，全网可以分为图3.5所示两个层次：由29台非核心路由器、IPNavigatorATM网络组成的接入网络和由7台核心路由器组成的IP核心网络。两个层次之间通过7个核心节点的路由器和ATM交换机B-STDX9000互通。BACKBONEB-STDX9000LAN2中国联通IP数据网网络方案1-8图3.5全网路由器IP层逻辑拓扑图4.路由协议选择与路由政策本章节以图3.5所示IP层网络模型为基础，详细阐述UniNET路由政策。由于联通数据网采用ATM、IP及LucentIPNavigator作为组网的核心技术，因此其IP网的结构及路由政策将不可避免地受ATM网络组织的影响。因此路由协议的选择及路由政策必须综合考虑LUCENT公司的ATM组网方案和ATM网络的路由政策。路由协议的选择包括IGP的选择和EGP的选择。4.1LUCENT公司提出的ATM网络IP层组织结构目前LUCENT公司提出的基于IPNavigator的ATM网络在IP层次上的组织结构如图4.1所示ATMNetworkOtherISPRRRRRRR.....RRRR7CoreRoutersfullmeshedATMNetworkwith29non-coreRouters中国联通IP数据网网络方案1-9图4.1VNN组织结构整个ATM网络共分为VNN的四个AREA，其中AREA0为backbonearea。在每一个AREA内，IP数据包的转发通过MPT(Multipoint-to-PointRouting)进行，在IP源与目的之间的中间交换机只进行第二层的转发，可以实现MPT的高效性。如果进行跨AREA的IP数据包的转发，在AREA的边界，即ABS（边界交换机AreaBorderSwitch），仍然要进行传统的IP路由表的查询。通过VNN，所有ATM交换机建立ATM全网的MPT路由。MPT在IP层体现的是一个端到端的概念，因此要充分利用MPT的高效性，整个基于VNN的IP网络必然是一个趋于平面化的结构。