山西信息规划设计院有限公司 何永钢 樊勇田

IP城域网本地优化及保护策略探讨

山西信息规划设计院有限公司 何永钢 樊勇田

IP城域网是电信公司最为重要的承载网络，对于IP城域网而言网络能力和安全性是核心也是关键。随着社会的不断发展，近年来我国电信运营商之间的竞争越来越激烈，各家电信运营商为了提高自己的竞争能力，都在不断的加大宽带城域网的建设力度，而IP城域网也在此背景下得到了飞速的发展。对于电信运营商而言，想要在激烈的竞争市场中获得占据稳定的地位，就需要不但加快建设和优化本地的IP城域网，这样才能获得更多的用户。近年来随着互联网技术的广泛普及，宽带业务用户规模在不断的增长，这对于各大电信运营商而言，即是机遇也是挑战。人们对网络的质量、速度等都提出了更高的要求，这就需要各大运营商根据时代发展的需求对IP城域网进行优化以及保护。本文就IP城域网本地优化进行详细的探讨，并提出一些相关的保护策略。

IP城域网；优化；保护；探讨

引言

随着科学技术的不断发展，当前我国通信网络的发展环境也发生了巨大的变化，而近年来，随着中国电信市场的逐步开放，一系列新出台的电信法规政策都旨在鼓励竞争。在加上上现如今宽带网络成为了人们生活中不可或缺的一部分，面对用户急剧增加，电信运营商之间的竞争就越来越激烈。而随着人们对宽带网络提出的更多更高的要求，IP城域网面临业务容量扩大、网络服务质量保障、网络安全性保障的压力也越来越大。就目前来看，IP城域网还有一些普遍存在的问题，比如网络功能单一、用户和业务没有服务质量保障能力等，而这些问题的存在都会在很大程度上影响运营商的发展。同时，随着宽带网络用户数量不断的增加，以及本地基于宽带IP城域网的各种新型业务应用越来越多样化，IP城域网本地优化的重要性就越来越日突出。企业只有顺应时代发展的需求，不断对本地IP城域网优化，并加强保护以及提高质量，才能在竞争市场中占据稳定的地位。

1.IP城域网本地网络结构

IP城域网是指城市范围内以ATM和IP电信技术为基础，以语音、视频、数据等服务为一体的多媒体同通信网络，其具有覆盖面广、灵活性强的特点。IP城域网发展至今已经成为了人们生活中不可或缺的重要部分，其为人们的生活和工作提供了巨大的便利。IP城域网本地网络结构一般可以分为城域骨干网与城域接入网，按层次划分则可以分为核心层、汇聚层、业务控制层三个层次[1]。首先，核心层。核心层主要是提供宽带的业务传输、承担城域网纵向流量转发、本地其他业务网络互联等任务，可以说核心层是完成IP城域网交换路由的核心。IP城域网中核心层的主要设备十分关键和重要，所以一般都是放置在主要城区内，一些发达的是城市中核心层主要设备有6个左右，中小城市又4个左右。核心层搭建结构的选择有很多，可以根据核心层节点的数量来选择，比如一些大城市节点较多就可以选择树形结构，该搭建结构比较稳定，而一些中小城市节点较少就可以选择星型结构，该搭建结构相对而言要简单一些。其次，汇聚层。汇聚层主要有汇聚交换机组成，汇聚交换机可以将二层设备汇聚，也可以将业务分别送到三层控制设备终结。汇聚层是三个层次中最多的一层，所以其主要是由网络运行商进行维护。另外，汇聚层还有一个重要的作用，就是管理设备并对拨号用户分心认证管理，所以说，汇聚层在IP地域网中发挥着重要的作用[2]。在对IP城域网优化过程中，在无法改变上联现有总宽带的情况下，汇聚层的优化改造具有一定的难度。最后，业务控制层。业务控制层与汇聚层以及核心层不同，其是一个逻辑层次，主要作用就是为运营商提供用户管理、扩展核心层节点的端口、设备接口流量控制等功能[3]。业务控制层位于接入层，所以不会直接面向用户。图1是一张IP城域网网络结构与业务分层图。

图1 IP城域网网络结构与业务分层图

2.部署现状及问题

2.1 业务中心机房

业务中心机房一般都是部署在传统区、县、镇政府中心城区中，因部署BRAS/SR设备，其直接业务汇聚区域中继链路距离短，所以业务扩容能力强，并且安全性也非常高。但是一般来说城市的中心区人口密集，其业务密集度较高，所以BRAS设备端口的占用率也随之增高，这就会导致设备端口紧张，进而影响业务质量。因此，在这种情况下就需要换板或者新增BAS扩容，以此来满足中心区的业务需求。业务中心机房除了存在BRAS设备已有槽位端口紧张问题，同时还存在跨局中继纤芯消耗大的问题，这是由于业务中心区机房SR还承担其他类型机房专线业务汇聚以及接入控制职能等。就目前业务中心机房部署现状来看，其在规划建设中主要面临的问题有两个方面，一是业务密集产生的设备容量问题、二是机房空间和下行中继纤芯资源容量问题[4]。因此，IP城域网本地优化改造过程中，要考虑到业务中心机房中存在的问题。

2.2 次中心机房

次中心机房一般是部署在区、县、镇政府中心城区，中心城区的人口也十分密集，所以次中心机房与业务中心机房类似，其业务密集度也十分高。由于次中心机房的业务密度比较高，所以设备容量问题以及机房空间问题也是次中心机房中面临的重要问题。就次中心机房部署现状来看，业务次中心机房规划建设中面临的问题有设备容量、机房空间、中继纤芯三方面问题。

2.3 汇聚机房

汇聚机房主要部署汇聚交换机、OLT设备，其上行至BRAS/SR设备机房的中继光路容量和安全性是规划建设和优化的重点。另外，由于纤芯资源和早期规划的原因，业务汇聚机房汇聚交换还作为部分OLT的上行汇聚设备，受集团公司对VLAN的逻辑规划影响。规划建设和网络优化过程还需要考虑VIAN逻辑资源不足而产生的新建汇聚设备要求。

3.优化保护策略

3.1 IP城域网本地优化保护原则

IP城域网的优化是一项系统性的工程，因此在进行城域网优化改造时，应该先对诸多方面的因素进行全面的了解，并将方面诸多方面的因素综合考虑到城域网优化与保护策略中。首先就需要对当地地区的网络建设、基础状况、人口密度等进行全面的了解，并将近年来的业务经验进行总结，其次再提出科学、系统、有效的优化方案[5]。在IP城域网本地优化中要注重几点原则。首先，要依照三个网络层次进行IP城域网的优化与改造，比如接入层要避免级联情况出现，如果出现无法避免的级联情况，那么在实际运用过程中也不能超过三层级联。其次，要遵循网络路优化的原则，交换网络由于稳定性和安全性都比较差，所以就必须采用高性能路由器建设IP城域网的核心层和汇聚层，以此来提高路由型城域网的安全性和稳定性。

3.2 IP城域网的优化

对IP城域网实行优化改造是电信运营商业务发展以及网络建设的需要，并且，随着市场环境的不断变化，IP城域网的优化和保护越来越重要和迫切。IP城域网在优化过程中，运营商要考虑到各地区的经济业务发展情况以及网络实际情况，根据实际情况制定出相应的规划。规划的目的就在于满足各个地区经济业务的需要，同时有效的规划也能提高IP城域网优化的质量和效果，以及节省大量的资源[6]。就目前来看，随着互联网技术的广泛普及，城市IP业务在急剧增长，IP城域网的优化迫在眉睫，只有通过不断的优化和改造，才能提高网络承载能力，推动城域网稳定发展。目前现有的网络承载力正在不断的突破，为了保证用户网络使用质量，这就需要对组网方式和网络结构进行优化，保持网络业务的效率、提高网络的科学性等，以此来满足经济发展形式的需求。

网络结构优化。IP城域网网络结构一般是有核心层、汇聚层和业务控制层组成，然而这种分层方式虽然简单，但是网络结构不够清晰，因此，可以对这三层进行细化优化，细化后的IP城域网由城域骨干网和宽带接入网组成。城域骨干网是业务接入控制点以及控制点以上的核心路由器组成的三层路由网络，其划分为核心层和业务接入控制层两层。宽带接入网是城域骨干网业务接入控制点以下、用户CPE以上的二层接入网，层次分为汇聚层和接入层。

路由优化。在城域网中引入独立出口路由器，同时连接 Internet 和 CN2 网。 城域网尽量采用独立的 AS。IP 城域网与骨干网之间的 EGP（Edge Gateway Protocol，外部网关协议）采用 BGPv4；IGP(Interior Gateway Protocol，内部网关协议)路由协议运行到业务接入控制点设备。 IP 城域网为需要穿越 CN2的高质量用户（VIP用户、RP、组播应用服务器）和穿越 China Net的普通用户分配不同网段的 IP地址，标记不同的 QOS 等级，便于实现业务分流。分配给高质量用户的IP地址段应相对连续。IP 城域网与骨干网之间原则上通过EBGP交换路由信息，城域网出口路由器对 IP 城域网路由做汇总后，发布给CN2和 China Net，同时还把 VIP客户路由、组播 RPF路由（含城域网内 RP和组播应用服务器的路由）发送给CN2。特大型 IP城域网可接受来自 China Net的全Internet路由，其余IP城域网只从China Net接受缺省路由。所有IP城域网从CN2接受CN2 网络、VIP客户、组播RPF路由。IP城域网不允许配置指向CN2的缺省路由。

内部设计优化。现如今用户对于网络服务的要求越来越高，很多基础网络服务已经无法满足用户的个性化需求，因此，运营商应该重视用户的个性化需求。比如通过支持QOS、VPN、组播等新业务的服务功能，来促进网络服务功能多样化。网路内部设计主要根据城域网的IGP路由规划入手， 根据用户特点匹配相应的路由[7]。即在城域网的出口处部署两个高性能的路由器，通过路由器的内部设置，完成基源地址网络的快速路由任务。比如对于一些商业用户，由于其对网络的服务功能以及质量要求比较高，所以就可以直接通过城域网出口处的路由器与省网骨干互通，这样可以有效加快路由速度提高设备的网管要求。只有满足了不同用户的不同需求，并提高了网络的系统性和安全性建设，才能算是实现了IP城域网本地优化。

3.3 IP城域网的保护

随着社会的不断发展，我国的网络发展也得到了有力的推动。就目前来看，我国网络发展十分迅速并且现状良好，尤其是近几年网络技术更是得到了广泛的普及，而IP城域网的发展也是十分迅速。现如今，随着网络信息时代的不断深入，中国电信、中国移动、中国联通三大网络运营商都将重心放置在了城域网建设方面，这也是促进IP城域网的不断进步和发展的重要因素。在近两年，电信运营商在城域网建设方面已经取得了一定的成果，但是在网络运营是也面临着多样性和实用性的选择。如何利用最先进的技术以及最经济的成本满足用户的需求是电信行业所需要考虑的问题，也是其追求目标。而在实现此目标过程中，离不开IP城域网的保护策略。IP城域网的保护策略关系到IP城域网的稳定运行和网络质量等，为了加强对IP城域网的保护，就必须制定一系列的保护策略，而IP城域网的保护离不开政府的支持。同时，网络运行商自身制定的经济规划在IP城域网中其起到了重要的保护作用，所以说IP城域网的保护需要企业和政府共同努力才能实现。

4.网络的发展及未来的技术演进

IP城域网的快速发展最主要的原因就是市场环境的变化和用户需求提高而推动，在用户需求不断提高的形式下，IP城域网必须要加快建设从而满足用户不同的需求。就目前来看，城域网的发展会朝大容量、大宽带、高可靠性方向趋势前进。就比如过去人们满足于2G网络，而现如今4G网络都无法满足用户的需求，在此形势下，人们的需求还会随着时代的发展而提高，比如希望网速能够更加快速、网络运行更加稳定等。而万兆技术就可以适应骨干网大容量、高宽带的需求，可以满足未来更多业务发展需求。另外，IP城域网智能化也是一个发展趋势，只有智能化的城域网才能保证网路在出现故障的情况下继续工作，同时未来的城域网应该具有更强的互操作性和多支持性。

就目前城域网IPv4地址资源来看已经十分短缺了，而随着市场环境不断的变化，新业务的不断增加，IPv4地质资源一定会面临分配完的困境，那么IPv6演进就势在必行。IPv6拥有近乎无限的IP地质空间，在此基础上其还优化了QOS移动IP和安全机制,可说IPv6是满足新业务发展需求的重要措施，已成为必然要求。当然，城域网IPv6的演进是需要一个过渡时期，并且还需要运营商制定一个全面有效的演进过渡方案，在尽量不影响用户网络质量的前提下，适时部署IPv6。

5.结束语

随着市场环境的不断变化，IP城域网的优化改造以及加强保护是电信运营商发展中应该重点考虑的问题。IP城域网在优化改造过程中，应该重点结合当前实际网络情况以及用户需求来制定一个符合实际的短期目标，进而采取相应的措施实现目标。同时，还要采用分步走的方法对现有的网络资产加强保护，为用户网络质量提供保障，进而提升IP城域网的经济效益促进发展。在不断的优化改造过程中，应该注重听取用户的意见并不断积累经验，加强个性化优化改造，以此来提高IP城域网的高度灵活化，进而满足用户的个性化需求。IP城域网只有不断加强建设、优化改造、加强质量等，才能在竞争市场中占据一定的地位，从而获得持续稳定的发展。

[1]林浩.IP城域网本地优化及保护策略探讨[J].电信科学,2014,30(S1):141-147.

[2]冯仕军,冯桂平.全光网络下IP城域网的构建探讨[J].通信世界,2015(15):40-41.

[3]郭芳.IP城域网本地优化与保护策略研究[J].通讯世界,2016(18):8.

[4]汪巍.本地IP城域网发展规划研究与实施[D].北京邮电大学,2012.

[5]夏冬冬.IP城域网优化与实现[D].华南理工大学,2012.

[6]王凌浩.电信IP城域网网络结构及优化发展方案的研究[D].南京邮电大学,2015.

[7]陈洋.电信宽带IP城域网优化及应用研究[D].南京邮电大学,2013.

何永钢（1978—），男，山西黎城人，本科，山西信息规划设计院有限公司工程师，研究方向：数据通信。