网络设计-IP骨干网网络规划PPT课件.ppt
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1、1课程内容课程内容第一章第一章 骨干网络规划概述骨干网络规划概述第二章第二章 骨干网络结构讨论骨干网络结构讨论第三章第三章 骨干网络数据规划骨干网络数据规划第四章第四章 骨干网络容灾设计骨干网络容灾设计2 IPIP骨干网络作为整个网络的核心,作为城域网的上一级网络,骨干网络作为整个网络的核心,作为城域网的上一级网络,承担着城域网访问外网的出口及城域网之间互通的枢纽作用。承担着城域网访问外网的出口及城域网之间互通的枢纽作用。由于由于IPIP网络承载的业务类型越来越丰富,网络的流量随之越来网络承载的业务类型越来越丰富,网络的流量随之越来越高,网络的重要性也日益提高,各运营商在提供传统越高,网络的重
2、要性也日益提高,各运营商在提供传统InternetInternet上网业务的同时,都在积极开展增值业务,如上网业务的同时,都在积极开展增值业务,如NGNNGN、3G3G、大客户互联等等,为了承载上述增值业务,有些运营商采、大客户互联等等,为了承载上述增值业务,有些运营商采用构建第二张骨干网络的方式,如用构建第二张骨干网络的方式,如电信的电信的CN2CN2、移动、移动IPIP专网、专网、铁通铁通CRNETCRNET二期等等二期等等骨干网络概述骨干网络概述3 骨干网络的核心位置要求骨干网络设备在转发性能、可靠性。骨干网络的核心位置要求骨干网络设备在转发性能、可靠性。业务支持多样化上有突出性能,同时
3、需要有平滑升级的能力,业务支持多样化上有突出性能,同时需要有平滑升级的能力,以适应不断变化的客户需求。以适应不断变化的客户需求。骨干网设备需要支持的接口:骨干网设备需要支持的接口:10G 10G、2.5G2.5G、GEGE、POSPOS等高速接等高速接口;同时需要实现关键部件的冗余备份,如主控板、交换板、口;同时需要实现关键部件的冗余备份,如主控板、交换板、电源等;当前的骨干网络也有直接接入业务的可能性,如一些电源等;当前的骨干网络也有直接接入业务的可能性,如一些重要的大客户业务等等,所以需要骨干网设备支持的业务能力重要的大客户业务等等,所以需要骨干网设备支持的业务能力多样化,如对多样化,如对
4、MPLS VPN MPLS VPN、QOSQOS保证等等的支持保证等等的支持骨干网络概述骨干网络概述4l高可靠性高可靠性 骨干网络设备的稳定运行是整网稳定运行的关键,在网络设骨干网络设备的稳定运行是整网稳定运行的关键,在网络设计的过程中,应合理设计网络架构,制定可靠的网络备份策略,计的过程中,应合理设计网络架构,制定可靠的网络备份策略,保证网络有故障自愈能力保证网络有故障自愈能力l灵活性和可扩展性灵活性和可扩展性 根据未来网络业务发展的要求,能够进行平滑的扩容和升级,根据未来网络业务发展的要求,能够进行平滑的扩容和升级,最大程度的减少网络架构和设备调整带来的影响最大程度的减少网络架构和设备调整
5、带来的影响l扁平化扁平化 尽量减少网络层次,减少跳数,方便网络的管理尽量减少网络层次,减少跳数,方便网络的管理骨干网络规划原则骨干网络规划原则5lQOSQOS合理规划合理规划 当前当前IPIP网络承载的义务已经不是单纯的网络承载的义务已经不是单纯的InternetInternet上网业务,上网业务,还包括还包括VOIPVOIP、视频、大客户等等,这些业务对服务质量有较高、视频、大客户等等,这些业务对服务质量有较高的要求,所以对的要求,所以对QOSQOS的支持是的支持是IPIP网络向电信网转变的必要条件,网络向电信网转变的必要条件,而对而对QOSQOS的合理规划则是重中之重的合理规划则是重中之重
6、l可运营可管理可运营可管理 对网络实现集中监测、分权管理,统一分配带宽资源,使整对网络实现集中监测、分权管理,统一分配带宽资源,使整个网络在可管理的范围之内个网络在可管理的范围之内骨干网络规划原则骨干网络规划原则6课程内容课程内容第一章第一章 骨干网络规划概述骨干网络规划概述第二章第二章 骨干网络结构讨论骨干网络结构讨论第三章第三章 骨干网络数据规划骨干网络数据规划第四章第四章 骨干网络容灾设计骨干网络容灾设计7 骨干网络的结构大体上可以分为两种:骨干网络的结构大体上可以分为两种:“平面分层结构平面分层结构”和和“平面空间分层结构平面空间分层结构”“平面分层结构平面分层结构”是传统的骨干网的常
7、用的网络结构,即构建是传统的骨干网的常用的网络结构,即构建一套网络,采用分层分级的结构,如目前常用的核心层、汇聚一套网络,采用分层分级的结构,如目前常用的核心层、汇聚层的两级结构,这种网络结构能够满足用户快速稳定的上网。层的两级结构,这种网络结构能够满足用户快速稳定的上网。“平面空间分层结构平面空间分层结构”不同于以上组网的关键是把骨干网络不同于以上组网的关键是把骨干网络划分成多个平面(一般为划分成多个平面(一般为2 2个),在平面内部仍然是分层次的个),在平面内部仍然是分层次的结构,两个平面各自跑自己的业务,网络出现故障的时候能够结构,两个平面各自跑自己的业务,网络出现故障的时候能够进行互相
8、备份进行互相备份8 这种平面分层型网络,在早期的骨干网中很常见。目前国内大这种平面分层型网络,在早期的骨干网中很常见。目前国内大多数运营商多采用这种方式,多分为核心骨干、核心汇聚、核多数运营商多采用这种方式,多分为核心骨干、核心汇聚、核心接入三个层次,在核心骨干层按照地域进行大区制划分,大心接入三个层次,在核心骨干层按照地域进行大区制划分,大区之间进行全连接或者部分全连接,增加网络的健壮性,而在区之间进行全连接或者部分全连接,增加网络的健壮性,而在核心汇接层则采用双归属的组网,双上行到本大区或者两个大核心汇接层则采用双归属的组网,双上行到本大区或者两个大区的不同核心骨干设备,如铁通的区的不同核
9、心骨干设备,如铁通的CRNETCRNET网络网络9铁通铁通CRNET二期二期10 平面空间分层结构则是在分层的同时划分了平面,不同的平平面空间分层结构则是在分层的同时划分了平面,不同的平面承载不同的业务,正常情况下两个平面之间的业务不会相互面承载不同的业务,正常情况下两个平面之间的业务不会相互影响,在某个平面出现故障时,另一个平面则起到一个备份的影响,在某个平面出现故障时,另一个平面则起到一个备份的作用,在网络设计时,一般会将每个平面设计为能够承载所有作用,在网络设计时,一般会将每个平面设计为能够承载所有业务量。这种网络模型在当前业务量。这种网络模型在当前IPIP承载网需要承载多种业务的需承载
10、网需要承载多种业务的需求下,则显出其结构清晰、备份能力好、安全性高的特点,典求下,则显出其结构清晰、备份能力好、安全性高的特点,典型的如型的如移动移动T T局局IPIP承载网承载网1112移动移动T局局IP承载网承载网SH1XA1XA2BJ1BJ2WH1SY2NJ1NJ2SH2GZ2GZ1CD1CD2WH2A转发平面转发平面B转发平面转发平面CR1ARSY113课程内容课程内容第一章第一章 骨干网络规划概述骨干网络规划概述第二章第二章 骨干网络结构讨论骨干网络结构讨论第三章第三章 骨干网络数据规划骨干网络数据规划第四章第四章 骨干网络容灾设计骨干网络容灾设计14 设备设备/接口命名接口命名IP
11、地址规划地址规划 路由协议设计路由协议设计 MPLS VPN规划规划 QOS规划规划15 骨干网络涉及的点、面比较多,相应网络的维护工作量也就比较大,骨干网络涉及的点、面比较多,相应网络的维护工作量也就比较大,如何能够明确的标识每台设备及相互之间的链路,能够有效减如何能够明确的标识每台设备及相互之间的链路,能够有效减 少维护工作,提高解决问题的效率。少维护工作,提高解决问题的效率。设备命名的基本原则是要能表示出网络设备的物理位置、网络层设备命名的基本原则是要能表示出网络设备的物理位置、网络层次、设备类型,同时能反映出设备的业务属性和网络功能。如次、设备类型,同时能反映出设备的业务属性和网络功能
12、。如CMNetCMNet骨干命名规范如下骨干命名规范如下:省名省名地市名地市名-网络层次网络层次-网元类型网元类型序号序号-业务及功能(可选)业务及功能(可选)业务业务(可选)(可选).(可选)(可选)功能功能(可选)(可选)符号字符字符字符字符字符字符数字字符字符字符数2(大写字母)2或3(大写字母)11-2(大写字母)12(大写字母)3110(大写字母)例如:北京例如:北京POPPOP点,通往国际出口的路由器点,通往国际出口的路由器:BJBJ-B-RT001-INTERNET:BJBJ-B-RT001-INTERNET16 接口命名的基本原则是要能表示出端口所属的网元设备、端口接口命名的基
13、本原则是要能表示出端口所属的网元设备、端口类型及带宽、对端网元设备,其他标识字段可以根据需要添加。类型及带宽、对端网元设备,其他标识字段可以根据需要添加。如如CMNetCMNet骨干端口命名规范如下骨干端口命名规范如下:网元设备名称网元设备名称 端口类型端口类型-槽位槽位号号/适配卡适配卡序号序号/端口序号端口序号-对端网元设对端网元设备名称备名称 符号字符字符字符字符字符数字字符数字字符数字字符字符字符字符字符数1 25(大写字母)1 512111211 25(大写字母)1 例如:浙江杭州,接入路由器:第例如:浙江杭州,接入路由器:第0 0槽位下面快速以太网适配器模槽位下面快速以太网适配器模
14、 块的位于下面的快速以太网端口块的位于下面的快速以太网端口 ZJHZ-PC-RT001FE-0/1/1-ZJHZ-PC-RT001FE-0/1/1-对端网元设备对端网元设备 17lIPIP地址的合理规划是网络设计中的重要一环,大型网络必须地址的合理规划是网络设计中的重要一环,大型网络必须对对IPIP地址进行统一规划并得到实施。地址进行统一规划并得到实施。IPIP地址规划的好坏,影地址规划的好坏,影响到网络路由协议算法的效率,影响到网络的性能,影响到响到网络路由协议算法的效率,影响到网络的性能,影响到网络的扩展,影响到网络的管理,也必将直接影响到网络应网络的扩展,影响到网络的管理,也必将直接影响
15、到网络应用的进一步发展。用的进一步发展。l如果要看一个网络的规划质量、如果要看一个网络设计师的如果要看一个网络的规划质量、如果要看一个网络设计师的技术水准,直接看他的技术水准,直接看他的IPIP地址规划好了。地址规划好了。18唯一性:唯一性:l一个一个IPIP网络中不能有两个主机采用相同的网络中不能有两个主机采用相同的IPIP地址。即使使用了支持地址。即使使用了支持地址重叠的地址重叠的MPLS/VPNMPLS/VPN技术,也尽量不要规划为相同的地址。技术,也尽量不要规划为相同的地址。连续性:连续性:l连续地址在层次结构网络中易于进行路径叠合,大大缩减路由表,连续地址在层次结构网络中易于进行路径
16、叠合,大大缩减路由表,提高路由算法的效率。提高路由算法的效率。扩展性:扩展性:l地址分配在每一层次上都要留有余量,在网络规模扩展时能保证地地址分配在每一层次上都要留有余量,在网络规模扩展时能保证地址叠合所需的连续性。址叠合所需的连续性。实意性:实意性:l“望址生意望址生意”,好的,好的IPIP地址规划使每个地址具有实际含义,看到一地址规划使每个地址具有实际含义,看到一个地址就可以大至判断出该地址所属的设备。这是个地址就可以大至判断出该地址所属的设备。这是IPIP地址规划中最地址规划中最具技巧型和艺术性的部分。最完美的方式是得出一个具技巧型和艺术性的部分。最完美的方式是得出一个IPIP地址公式,
17、地址公式,以及一些参数及系数,通过计算得出每一个需要用到的以及一些参数及系数,通过计算得出每一个需要用到的IPIP地址。地址。19loopbackloopback地址概述地址概述l为了方便管理,会为每一台路由器创建一个为了方便管理,会为每一台路由器创建一个loopback loopback 接口,并接口,并在该接口上单独指定一个在该接口上单独指定一个IP IP 地址作为管理地址,管理员会使用地址作为管理地址,管理员会使用该地址对路由器远程登录(该地址对路由器远程登录(telnettelnet),该地址实际上起到了类),该地址实际上起到了类似设备名称一类的功能。同时各种上层协议需要使用似设备名称
18、一类的功能。同时各种上层协议需要使用TCPTCP或或UDPUDP来建立连接时也需要使用该地址作为源地址。来建立连接时也需要使用该地址作为源地址。lLoopbackLoopback其他作用:可以做为其他作用:可以做为OSPFOSPF的的Router idRouter id、MPLS VPNMPLS VPN的的MPLS Lsr idMPLS Lsr idloopbackloopback地址规划技巧地址规划技巧l务必使用务必使用3232位掩码的地址。位掩码的地址。l采用连续的一段地址作为采用连续的一段地址作为LoopbackLoopback地址,便于维护管理地址,便于维护管理l在地域划分的基础上,越
19、是核心的设备,在地域划分的基础上,越是核心的设备,loopbackloopback地址越小。地址越小。20互联地址概述互联地址概述l互联地址是指两台网络设备相互连接的接口所需要的地址。互联地址是指两台网络设备相互连接的接口所需要的地址。互联地址规划技巧互联地址规划技巧l务必使用务必使用3030位掩码的地址。位掩码的地址。l在地域划分的基础上,核心设备,使用较小的一个地址(即:在地域划分的基础上,核心设备,使用较小的一个地址(即:loopbackloopback地址较小的设备使用互联地址中较小的一个)。地址较小的设备使用互联地址中较小的一个)。l互联地址通常要聚合后发布,在规划时要充分考虑使用连
20、续互联地址通常要聚合后发布,在规划时要充分考虑使用连续的可聚合地址。的可聚合地址。21 路由协议规划的结果直接影响着网络的稳定程度和网络故路由协议规划的结果直接影响着网络的稳定程度和网络故 障的恢复时间,以及网络维护的工作量,所以一个完善的路障的恢复时间,以及网络维护的工作量,所以一个完善的路由规划是网络规划的重点。由规划是网络规划的重点。路由协议的设计包括两部分:路由协议的设计包括两部分:IGPIGP、EGPEGP IGP IGP动态协议中,属于开放性且能够支持大规模网络的协动态协议中,属于开放性且能够支持大规模网络的协议有议有OSPFOSPF和和ISISISIS两种。两种。EGPEGP协议
21、现在通用的是协议现在通用的是BGP4BGP4、MP-BGPMP-BGP22最短距离:尽量使得最短距离:尽量使得IGPIGP最短路径是传输最短距离,因为在最短路径是传输最短距离,因为在 骨干网中,端到端时延主要来自于传输时延。进一步,备份骨干网中,端到端时延主要来自于传输时延。进一步,备份路径应尽量通过次短的传输距离,以减少主备切换带来的时路径应尽量通过次短的传输距离,以减少主备切换带来的时延抖动延抖动快速收敛:快速发现故障并作出响应,使得系统从故障中尽快速收敛:快速发现故障并作出响应,使得系统从故障中尽快恢复,避免路由黑洞和路由循环快恢复,避免路由黑洞和路由循环路由可控、可预测,采用清晰、明确
22、、简单的路由策略,摈路由可控、可预测,采用清晰、明确、简单的路由策略,摈弃过于复杂和精细的设计,避免给运营部署带来的困难弃过于复杂和精细的设计,避免给运营部署带来的困难提高稳定性提高稳定性,正确判断网络故障,避免频繁的路由计算和刷新正确判断网络故障,避免频繁的路由计算和刷新负载分担,提高网络资源利用率和系统可靠性负载分担,提高网络资源利用率和系统可靠性23 OSPFOSPF和和ISISISIS两种协议在目前的大规模网络中都有大规模的应两种协议在目前的大规模网络中都有大规模的应用,在网络规划时到底选取哪种做为用,在网络规划时到底选取哪种做为IGPIGP协议?确实让人头痛。协议?确实让人头痛。下面
23、我们从以下几个方面来分析:下面我们从以下几个方面来分析:维护方面维护方面 OSPFOSPF协议在城域网中得到了广泛的应用,尤其是早期的网络协议在城域网中得到了广泛的应用,尤其是早期的网络维护人员对维护人员对OSPFOSPF协议相当熟悉;而最近几年,在各大运营商协议相当熟悉;而最近几年,在各大运营商的骨干网络中大量使用了的骨干网络中大量使用了ISISISIS协议,而网络维护人员对协议协议,而网络维护人员对协议的了解对后期的网络维护有很大影响的了解对后期的网络维护有很大影响延续性延续性 在选取协议时,需要考虑原有网络中运行的是何种协议,如在选取协议时,需要考虑原有网络中运行的是何种协议,如目前某些
24、运营商在骨干层次采用目前某些运营商在骨干层次采用ISISISIS,而在城域网内部采用,而在城域网内部采用OSPFOSPF协议,为了保护网络的延续性,在选取协议类型时需要协议,为了保护网络的延续性,在选取协议类型时需要予以考虑予以考虑24协议特点协议特点 1 1、OSPFOSPF协议是基于协议是基于IPIP层的,所以其只能支持层的,所以其只能支持IPIP网络,且网网络,且网 络上一些基于络上一些基于IPIP的攻击会影响到的攻击会影响到OSPFOSPF的正常运行。的正常运行。ISIS ISIS 是直接运行在链路层上的,其可以承载多种网络类型,且是直接运行在链路层上的,其可以承载多种网络类型,且 在
25、预防网络攻击方面也有一些天然的优势。在预防网络攻击方面也有一些天然的优势。2 2、OSPFOSPF、ISISISIS都有网络分层的概念,也都有区域的概念,都有网络分层的概念,也都有区域的概念,OSPFOSPF有骨干区域有骨干区域0 0和分支区域,和分支区域,ISISISIS有相应的有相应的Level2Level2、Level1Level1的概念。的概念。OSPFOSPF有普通区域、有普通区域、StubStub区域、区域、Total StubTotal Stub 区域、区域、NSSANSSA区域等区域类型,而区域等区域类型,而IS-IS IS-IS 从功能上看它就是从功能上看它就是 一个一个OS
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