城域网规划设计.docx
- 文档编号:26176673
- 上传时间:2023-06-17
- 格式:DOCX
- 页数:29
- 大小:332.51KB
城域网规划设计.docx
《城域网规划设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《城域网规划设计.docx(29页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
城域网规划设计
四川交通职业技术学院
毕业设计
题目:
营运商城域网设计
专业:
网络系统管理
学号:
姓名:
指导老师:
2012年3月25日
摘要
随着信息技术的不断发展和人们对各种数据形式的信息需求和交流的不断增长,使得当今的计算机网络,特别是Internet从传统的数据处理设备(如计算机)和管理工具中驳离出来,担当一个非常重要的角色——信息技术的基础设施与获取、共享和交流信息的主要工具,并成为人们在当今社会生活及工作中不可缺少的组成部分。
自1958年,我国第一台自行研制的331型军用数字计算机面世,到现在,计算机网络已经在很多方面改变了人们传统的工作和生活方式。
在线视频、在线新闻、E-mail、QQ以及MSN等即时聊天工具、文件传输、远程网络学习、电子商务、各种社交网站、等无一不与Internet网络有着剪不断理还乱一般的紧密联系。
这些基于网络的各种应用,正在以人们无法想象的速度扩展,几乎渗透到了军事、科研、教育、医疗以及社会生活的各个方面。
如今我国是以南电信,北联通为主,移动、广电、艾普、长城宽带、电信通等小型营运商为辅的发展格局。
本设计主要致力于营运商的城域网建设,主要以用户宽带接入和商业大客户专线接入业务展开规划。
在充分了解局域网组网技术的基础上,根据目前各种民营营运商的发展趋势,设计一个城域网网络的模型。
对模型进行各方面的细化。
根据模型图对设备进行适当的选型,并对设备进行配置。
关键词:
营运商;城域网
ABSTRACT
Withthedevelopmentofitandpeopleofallkindsofdataformofinformationdemandandexchangegrowth,maketoday'scomputernetwork,especiallytheInternetfromtraditionaldataprocessingequipment(suchascomputer)andmanagementtoolswasoff,playaveryimportantrole-informationtechnologyinfrastructureandaccess,shareandexchangeinformation,themaintool,andbecomethepeopleintoday'ssociallifeandtheworkindispensableconstituent.Since1958,ourcountrythefirstdevelopedbytype331militarydigitalcomputer,whichappearedtonow,computernetworkhasbeeninmanyaspectsoftraditionalchangedpeopleworkandwayoflife.Onlinevideo,onlinenews,E-mail,QQandMSNimchattingtools,filetransfer,remotenetworklearning,e-commerce,allkindsofsocialnetworkingsites,suchasInternetnetworkallandhascutageneralRichardalsoconstantlyclosecontact.Basedontheapplicationofthenetwork,istopeoplecannotthinkspeedofexpansion,almostintothemilitary,scientificresearch,education,healthcareandsocialallaspectsoflife.
NowCHINANETistheimportantISPinthesouthofourcountry,northunicommainly,mobile,radioandtelevision,theepoch,theGreatWall,thebroadbandtelecommunicationsoperatorssuchassmall,supplementedbydevelopmentpattern.Thisdesignismainlydevotedtocarriersmanconstruction,mainlywiththeuserbroadbandaccessandbusinessclientsspeciallineaccessonbusinessplanning.InthefullunderstandingofLANtechnology,andonthebasisofallkindsofprivateoperatorsaccordingtothecurrentdevelopmenttrend,thedesignofamannetworkmodel.Themodeloftherefined.Accordingtothemodeloftheappropriateequipmentdiagramtype,andtheequipmentconfiguration.
第一章绪论
§国内网络现状
中国的宽带网民数量增长迅速。
2007年12月的宽带网民数已经达到亿,占网民总体的%,比2007年6月增加了4094万人,比2006年12月的亿增加了5938万人。
宽带的快速发展是众多互联网应用快速扩大发展的基础。
在全球范围内,日本和韩国是宽带普及率最高、网速最快的两个国家。
我国宽带上网平均速率位列全球71位,不及美国英国日本等三十几个经济合作组织国家平均水平的十分之一。
但是,平均一兆每秒的接入费用却是发达国家平均水平的3-4倍。
2010年,我国三网融合的不断推进,也对宽带接入市场的整体发展带来了利好消息,宽带接入市场将出现新的竞争主体———有线电视网络运营商。
作为宽带接入市场的新兴主体,有线电视网络运营商更重要的是起到了刺激市场发展、促进宽带降价的作用;市场上的宽带产品种类将更加丰富,有利于消费者的选择。
§宽带接入用户市场分析:
宽带接入用户规模过亿,我国成为宽带大国。
我国宽带接入从本世纪初开始持续快速增长,2003年就用户过千万,到2009年底,我国宽带接入用户累计达到亿,其中基础电信运营商的宽带接入用户为亿。
我国宽带接入用户规模居世界首位,占全球宽带接入用户23%的比重,宽带接入业务已经成为面向普通消费者的大众业务。
2003年到2009年,我国平均年新增宽带接入用户1431万,复合年增长率为%。
随着用户基数不断提高,用户增长率逐年下降,但最近两年渐趋稳定,2007年以来平均每年
下降3个百分点左右(见图1-1)。
图1-12002-2009年中国宽带接入用户发展情况
随着社会经济的发展,居民消费水平提高、消费方式转变,宽带已经成为用户生活的必需品,我国居民对宽带的需求也在逐渐增强。
据CNNIC统计,截至2009年年底,我国网
民(CNNIC对网民的定义:
过去半年使用过互联网的6周岁及以上中国公民;宽带网民指过去半年使用过宽带接入互联网的网民。
)总数达到亿,人口普及率%。
其中宽带
网民达到亿,比2008年年底增加7800万。
在网民中,使用最多的互联网应用是网络音乐、网络新闻和搜索引擎,这三类应用在网民中的普及率均超过70%。
而2009年以来,商务交易类应用的用户规模增长速度最快,平均年增长68%,其中网上支付用户年增长%。
网络购物、旅游预订、网络炒股和网上银行等新型应用在网民中的快速渗透,从侧面反映出网络对用户生活的影响更加深入,宽带无疑是促进互联网应用发展的最重要因素。
网民每周上网时长的持续增长,也反映出网民对宽带的依赖性越来越强。
2009年,网民每周上网时长达到了小时,比上年增加了个小时(见图1-2)。
图1-22001-2009年我国网民每周平均上网时间
§网络技术概述
§OSPF
OSPF路由协议是一种典型的链路状态(Link-state)的路由协议,一般用于同一个路由域内。
在这里,路由域是指一个自治系统(AutonomousSystem),即AS,它是指一组通过统一的路由政策或路由协议互相交换路由信息的网络。
在这个AS中,所有的OSPF路由器都维护一个相同的描述这个AS结构的数据库,该数据库中存放的是路由域中相应链路的状态信息,OSPF路由器正是其相邻的路由器。
§HSRP
实现HSRP的条件是系统中有多台路由器,它们组成一个“热等待组”,这个组形成一个虚拟路由器。
在任一时刻,一个组内只有一个路由器是活动的,并由它来转发数据包,如果活动路由器发生了故障,将选择一个等待路由器来替代活动路由器,但是在本网络内的主机看来,虚拟路由器没有改变。
所以主机仍然保持连接,没有受到故障的影响,这样就较好地解决了路由器切换的问题。
§DHCP
DHCP是DynamicHostConfigurationProtocol(动态主机配置协议)缩写,它的前身是BOOTP。
BOOTP原本是用于无磁盘主机连接的网络上面的:
网络主机使用BOOTROM而不是磁盘起动并连接上网络,BOOTP则可以自动地为那些主机设定TCP/IP环境。
但BOOTP有一个缺点:
您在设定前须事先获得客户端的硬件地址,而且,与IP的对应是静态的。
换而言之,BOOTP非常缺乏"动态性",若在有限的IP资源环境中,BOOTP的一对一对应会造成非常可观的浪费。
DHCP可以说是BOOTP的增强版本,它分为两个部份:
一个是服务器端,而另一个是客户端。
所有的IP网络设定数据都由DHCP服务器集中管理,并负责处理客户端的DHCP要求;而客户端则会使用从服务器分配下来的IP环境数据。
比较起BOOTP,DHCP透过"租约"的概念,有效且动态的分配客户端的TCP/IP设定,而且,作为兼容考虑,DHCP也完全照顾了BOOTPClient的需求。
DHCP的分配形式首先,必须至少有一台DHCP工作在网络上面,它会监听网络的DHCP请求,并与客户端磋商TCP/IP的设定环境。
§VLAN
VLAN(VirtualLocalAreaNetwork)的中文名为"虚拟局域网"。
VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个,从而实现虚拟工作组的新兴。
这一新兴技术主要应用于和路由器中,但主流应用还是在交换机之中。
但又不是所有交换机都具有此功能,只有VLAN协议的第三层以上交换机才具有此功能。
VLAN技术的出现,主要为了解决交换机在进行局域网互连时无法限制广播的问题。
这种技术可以把一个LAN划分成多个逻辑的LAN——VLAN,每个VLAN是一个广播域,VLAN内的间通信就和在一个LAN内一样,而VLAN间则不能直接互通,这样,广播报文被限制在一个VLAN内。
虚拟局域网(VLAN)是一组逻辑上的设备和用户,这些设备和用户并不受物理位置的限制,可以根据功能、部门及应用等因素将它们组织起来,相互之间的通信就好像它们在同一个网段中一样,由此得名虚拟局域网。
VLAN是一种比较新的技术,工作在的第2层和第3层,一个VLAN就是一个广播域,VLAN之间的通信是通过第3层的路由器来完成的。
与传统的相比较,VLAN技术更加灵活,它具有以下优点:
1)网络设备的移动、添加和修改的管理开销减少;
2)可以控制广播活动;
3)可提高网络的安全性。
§Trunk
TRUNK是端口汇聚的意思,通过配置的设置,将2个或多个物理端口组合在一起成为一条逻辑的路径从而增加在交换机和之间的带宽,将属于这几个端口的带宽合并,给端口提供一个几倍于独立端口的独享的高带宽。
Trunk是一种封装技术,它是一条点到点的链路,链路的两端可以都是交换机,也可以是交换机和,还可以是主机和交换机或路由器。
基于端口汇聚(Trunk)功能,允许交换机与交换机、交换机与路由器、主机与交换机或路由器之间通过两个或多个端口并行连接同时传输以提供更高带宽、更大吞吐量,大幅度提供整个网络能力。
§网络设计原则
§实用性和经济性
系统建设应始终贯彻面向应用,注重实效的方针,坚持使用、经济的原则建设公司的网络
系统。
§先进性和成熟性
系统设计既要采用先进的技术和方法,又要注意结构、设备的相对成熟。
不但能反映当今的技术水平,而且具有发展潜力。
§可靠性和稳定性
从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面着手,确保系统运行的可靠性和稳定性,达到最大的平均无故障时间。
§安全性和保密性
在系统设计中,既考虑信息资源的充分共享,更要注意信息的保护和隔离,因此系统应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境,采取不同的措施。
§易维护性
为了适应系统变化的要求,必须充分考虑以最简便的方法、最低的投资,实现系统的扩展和维护,采用可网管产品,降低人力资源的费用,提高网络的易用性。
第二章
需求分析
§网络建设目标和需求
根据公司初步的发展计划,目前只开展两项业务:
a)市民上网的的宽带接入;
b)商业大客户上网的专线接入。
考虑到该城域网的地位,为确保其所承载Internet类业务安全可靠地运行,作者建议经过本期工程建设的城域网应具备如下特点:
✧严格保证数据平面的安全性:
保证Internet类业务及增值类业务在城域网中传送时的可靠性、完整性和保密性。
✧可运营、可管理:
城域网必须具有完善的流量统计与监测、故障定位、故障排查等功能,为网络日常维护管理、网络优化提供依据;简化管理、降低维护成本。
✧具备强大的处理能力、业务能力及平滑演进能力:
城域网应该具备承载Internet类业务及增值类业务所需的性能、各种特性及业务能力(如VPN、QoS、安全特性、ACL、组播等),同时应具备强大的业务演进及扩展能力,对于新特性、新业务的提供(如QoS、IPv6),可通过软件升级的方式提供,最大限度地保护现网投资,满足可持续发展的要求。
✧严格保证网络业务的质量:
城域网端到端单向时延小于150ms、端到端时延抖动小于10ms、丢包率为小于%,能够为所承载的各类电信业务(包括媒体流及信令流等)按需提供QoS保证。
§现场勘察分析
根据成都市的城市规划和交通设计特点初步制定了网络机房的分布规划:
✧市中心靠一环东西两端各一个核心机房,每个机房各一台用户认证设备;
✧二环路外东西南北各一个辅助核心机房,每个机房各一台用户认证设备;
✧其他地方的汇聚机房分别从这六个核心机房发散出去;
✧核心机房之间的链路用万兆的光纤传输;
✧汇聚机房到核心机房的链路用千兆的光纤传输;
✧所有的核心机房和汇聚机房均配备UPS供电系统。
§网络建设的原则
为达到网络优化和将来扩展的目标要求,在网络设计构建中,应始终坚持以下建网原则:
✧高可靠性
网络系统的稳定可靠是应用系统正常运行的关键保证,在网络设计中应选用已规模商用的高可靠性网络产品,合理设计网络架构,制订可靠的网络备份策略,保证网络具有故障自愈的能力,最大限度地支持系统的正常运行。
✧标准开放性
支持国际上通用标准的网络协议(如TCP/IP)、国际标准的大型的动态路由协议(如BGP、OSPF)等开放协议,有利于以保证与其它网络之间的平滑连接互通,以及将来网络的扩展。
✧安全性
通过设备机制及组网方案提高网络整体的安全性,对于所承载的各种增值类业务,要能提供类似于传统专线一样的安全性。
✧灵活性及可扩展性
根据未来业务的增长和变化,网络可以平滑地扩充和升级,减少最大程度的减少对网络架构和现有设备的调整。
✧可管理性
对网络实行集中监测、分权管理,并统一分配带宽资源。
选用先进的网络管理平台,具有对设备、端口等的管理、流量统计分析,及可提供故障自动报警。
第三章网络层次结构以及网络拓扑图
第三章
城域网结构规划
§网络层次结构设计
按照网络扁平化设计原则,我们将对该地市城域网进行统一规划,统一建设,统一管理。
将城域网络整个网络划分为核心层、控制层、汇聚层、接入层:
§核心层设计
根据城域网业务量分布,用两台ciscocatalyst7609三层交换路由器为核心,同时链接到junipermx960(公司国内骨干网)。
两台cisco7609与juniper之间建立IBGP邻居,负责将全城域网的流量采用负载分担的方式向国干路由器转发,并负责单点故障的备份。
为了保证出口带宽,2台cisco7609准备采用10GE链路和国干juniper对接。
下接业务控制层6台认证设备。
§控制层的设计
控制层选择分布式部署BAS设备,在每个汇聚节点部署一台redbackse1200或se800设备为本区域范围内的宽带居民用户提供业务接入,最后双归属到2台cisco7609上;后期采用cisco4000系列交换机将大客户专线接入和EPON技术OLT为用户接入。
§汇聚层的设计为:
一台OLT设备和一台cisco4000系列交换机之间通过GE链路连接并上联核心redback认证设备,cisco4000分别上联两台认证设备。
这样避免了单点故障并提高链路带宽利用率并提高网络的可靠性,并且redback分别与cisco4000、cisco7609建立IBGP邻居。
§接入层的设计:
接入层由OLT下联的ONU和大客户接入交换机构成,将用户流量接续到汇聚层(如图所示)。
图用户接入层连接
§分布式BAS组网
可以避免旁挂式的各种缺点。
此种网络组网模式能实现网络中BAS的集中维护管理和适当流量分布,实现管理的最优化和网络的最优化,减少网络维护成本,防止网络出现流量瓶颈。
分布组网方案简单,适用于用户较密集的网络。
具有如下优点:
✧对用户业务汇聚的同时,对其进行管理控制。
✧网络结构简单、扁平化,网络效率高。
✧单点故障不会导致整网故障。
✧每端口4KVLAN,可以放号4K用户,保证一个用户一个VLAN。
✧每端口下二层网络规模适中,安全性、QoS有保障。
✧网络层次清晰,扩展性好。
二层网络规模仅限于接入层,其上是三层网络,开OSPF路由协议,彻底避免环路,同时接入层网络通过严格的VLAN隔离,每用户一个VLAN,杜绝广播风暴,防止对二层网络设备的破坏。
基于用户的带宽控制、地址申请限制、端口接入用户限制等措施保护网络资源。
限制用户ARP、ICMP、PPP拨号等报文对CPU资源的占用,防止通过CPU资源消耗方式对网络设备本身发起攻击。
提供网络可靠性。
§BAS提供差异化服务
REDBACK系列BAS设备方便地实现用户的认证和鉴权,对用户带宽控制,不同带宽不同费率,为用户提供差异化服务,实现数据网络的精细经营,提高业务的竞争能力。
§关键节点互为备份
关键节点承载着大量的流量和业务,采用冗余备份,每台设备上联两台上层设备,这样单点故障不会影响整网业务开展。
§城域网逻辑拓扑图规划
图城域网逻辑拓扑图
第四章
设备选型、命名及板位规划
§设备命名原则
此次工程安装按照如下形式命名(如表):
Site
Sitename
东核心机房
E
西核心机房
W
东核心机房认证设备
EC
西核心机房认证设备
WC
东业务控制机房
E
西业务控制机房
W
南业务控制机房
S
北业务控制机房
N
表机房命名
汇聚层设备位于核心机房和控制机房的site与机房名相同后加设备类型,其余的一律采用机房地点+设备型号命名,如:
大华4006。
各城域网机房设备命名如下(表):
Site
Sitename
西核心机房cisco6509交换路由器
W_cisco6509
西核心机房认证设备
WC_BAS
东核心机房cisco6509交换路由器
E_cisco6509
东核心机房认证设备
EC_BAS
东控制机房认证设备
E_BAS
西控制机房认证设备
W_BAS
南控制机房认证设备
S_BAS
北控制机房认证设备
N_BAS
表机房设备命名
§城域骨干
核心骨干作者把它分为了两层设计,第一层为核心层,主要有两台核心交换路由器构成,第二层为业务控制层,主要对营运商网络接入进行带宽控制。
§核心层
核心层设备采用cisco的7600系列,作者建议用九张板卡,其中两张万兆接口的板卡两张引擎,其余的为千兆板卡(如表)。
Cisco7609
9
8
7
6
5
4
3
2
1
4TE
22
GE
22
GE
设备引擎A
设备引擎B
4TE
22
GE
22
GE
22
GE
表cisco7609版位
§业务控制层
业务控制层采用redback公司的SE1200认证设备。
配备两张万兆板卡和两张引擎,其余的为千兆板卡。
如表
RedbackSE1200
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
12
GE
12
GE
12
GE
4TE
12
GE
设备引擎B
设备引擎A
12
GE
4TE
12
GE
12
GE
12
GE
表redback1200板位情况
§宽带接入
用户宽带接入主要分为两层,一层为汇聚层,主要汇聚来自下一层各个设备的流量。
§接入汇聚层
接入汇聚层主要有两种设备构成,第一种设备是针对用户采用的EPON光网设备,配备两张引擎,两张上联板卡,其余为八张千兆以太网板卡(如下表所示),第二种设备主要针对商业大客户采用的cisco4000系列路由交换机配备一张引擎,两张千兆以太网板卡,一张快速以太网板卡(如下表所示)。
OLT
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
4
GE
4
GE
4
GE
4
GE
上联板卡B
设备引擎B
设备引擎A
上联板卡A
4
GE
4
GE
4
GE
4
GE
表
Cisco4006
电源1
电源2
引擎
12口千兆板卡
12口千兆板卡
24口快速以太网接口
空
空
空
表cisco4006板位
§用户接入层
用户接入层均采用ONU接入方式,onu是OLT下端的连接终端设备,有四个电口和一个上联光口。
如表
ONU
电口1
电口1
电口1
电口1
上联光口
电源口
表ONU设备接口示意图
第五章
IP地址及vlan规划
§IP地址分配原则
唯一性原则
唯一性是IP地址在TCP/IP协议中最基本的要求,是IP地址的基本特征和IP地址编
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 城域网 规划 设计