上海有线网络IP优化&SDH&三层交换网络集成

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目  录
1 概述 4
1.1 项目背景 4
1.2 ip技术与光技术的结合应用 4
1.3 上海有线网络现状 6
1.4 业务开展的需求 7
2 IP交换网 8
2.1 机房标识 8
2.2 设备命名规则 11
2.3 网络结构 11
2.3.1 IP交换核心 12
2.3.2 POP点结构 12
2.3.3 分中心网络现况 13
2.3.4 分中心新的网络结构 16
2.3.5 分中心的端口配置 18
2.3.6 分中心的IP地址配置 19
2.4 TRUNK、VTP和STP 19
2.5 路由策略 20
2.5.1 全网OSPF结构 20
2.5.2 OSPF核心 21
2.5.3 分中心OSPF结构 23
2.5.4 OSPF的安全 26
2.6 网络互连IP地址规划 27
2.6.1 总体规划 27
2.6.2 LOOPBACK地址分配 27
2.6.3 IP交换骨干地址分配 29
2.6.4 分中心IP地址分配 29
2.7 网管 29
3 MSTP 32
3.1 核心MSTP 32
3.1.1 网络结构 32
3.1.2 网管 33
3.2 接入层MSTP 34
3.2.1 网络结构 34
3.2.2 网管 37
4 IP骨干优化 37
4.1 路由规划 38
4.2 BGP路由结构 39
5 业务规划 40
5.1 接入手段 40
5.1.1 E1/155M电路 40
5.1.2 FE 41
5.1.3 HFC 41
5.2 业务 41
5.2.1 MPLS VPN 42
5.2.2 因特网 44
5.2.3 透明链路 45
5.3 VLAN规划 50
5.4 物理端口规划 51
5.4.1 CISCO3550端口规划 51
5.4.2 MSTP端口规划 52
5.4.3 CISCO4507端口规划 52
5.4.4 CISCO15454端口规划 53

1 概述
1.1 项目背景
从2000年正式开展业务至今，“有线通”宽带业务已经发展到了10万户居民用户的规模，CMTS宽带接入服务器超过45台。根据公司的业务发展规划，预计在一两年内新增5－10万户居民用户，并大力发展企业用户的VPN和专线业务，使公司业务种类更加丰富和完善，提供全方位的高品质的服务。
随着网络规模和用户流量不断增大，现有的骨干已经不能满足业务进一步发展的需要，因此决定对现有的网络骨干进行调整和扩容，建立上海有线IP城域网。

1.2 IP技术与光技术的结合应用
对于互联网经济中的服务供给商来说，他们面临的基本挑战是如何在任何时间和任何地点，为用户提供高质量的网络连接。随着越来越多的企业将网络和信息业务外包给服务供给商，企业用户以及应用服务供给商（asp）等全新市场领域的成长，将越来越多地依靠于服务供给商透明接入互联网协议（IP）应用的能力。
光技术被普遍认为是面对这一挑战的理想解决方案。逐渐趋向成熟的密集波分复用（DWDM）技术通过在单一光纤上传输数量不断增多的波长，可望为人类带来了几乎取之不尽的带宽资源以及对各类业务在传输层的透明支持。然而，光网络以及外包服务的发展，同时也进一步扩大了人们对虚拟专网（VPN）和基于IP的区别化服务等新兴IP服务的需求。
面对激烈的市场竞争，服务供给商对网络性能提出了前所未有的要求。他们需要在灵活扩展网络规模的同时，快速推出新型服务，以便有效面对瞬息万变的市场；他们并未因网络成本的降低而感到满足，而是希望提供能够真正盈利的区别化服务；他们不仅要求网络能快速移动信息，而且要求针对IP分组优化网络，从而获得提供增值服务所需的智能。
显然，为满足这些需求，仅靠充裕的带宽是远远不够的，人们还需要以智能方式部署和分配带宽的能力，也就是IP网络。换句话说，服务供给商只有将光技术与IP技术相结合，才能真正实现光网络的最终价值。

许多设备供给商目前都将产品开发重点单纯局限于IP交换机/路由器或光传输领域。思科公司以其在IP领域长期确立的领导地位和由此带来的对互联网未来无人可及的深刻理解为基础，开发出综合性的“IP+光”产品系列，通过针对IP业务提供智能化驾驭光网络的能力，帮助服务供给商推出带来盈利性的服务，以此推动互联网经济发展并确保自身的竞争优势。
当今的互联网基础设施主要由城域网、服务供给点（POP）以及核心网等三部分组成。核心网提供POP之间的互连，而城域网则用于用户与POP之间的连接。用户借助多种不同的接入手段通过城域网与POP连接；这些连接将汇聚在一起，随后交换到高速核心网，并传输到相应的目的地。
用户对高速IP服务需求的不断增长要求服务供给商将POP变为一个集语音、数据、视频于一体的动态服务中心。未来的POP将不仅仅为各类网页提供缓冲服务，而且将为应用服务供给商（ASP）和存储服务供给商（SSP）面对本地企业用户提供的应用提供缓冲服务，从而带来分布式的本地化内容访问。
传统核心网采用的同步数字体系（SDH）传输体制主要针对语音业务。借助其双通路设计，SDH环可以提供非常高的可靠性，但同时也付出了高昂的成本代价，因为传统的SDH传输节点相当昂贵，而互连多个SDH环路通常需要若干个节点。SDH网络的扩充也相当耗时，原因很简单，同步升级所有相关环路所需过程相当复杂。
面对这一挑战，领先的运营商开始将网络从环路转变为网状体系结构。随着越来越多的运营商开始意识到网状结构带来的运行和竞争优势并相应地改变了网络结构，这种转变导致核心互联网出现重大变化，并带来对波长交换、光波路由、以及更高的网络智能等的巨大需求。
传统的城域网同样也主要以SDH技术为基础。SDH环路在性能监视、恢复及可靠性方面有着独特的优势，但却是一个以复杂的集中式供给和有限的扩展性为特征的体系结构。随着POP作为服务供给中心扮演着越来越重要的角色，服务供给商在通过城域网为最终用户提供服务时，将面临巨大的挑战，他们迫切希望超越传统的SDH技术，而采用具备多服务功能的高度可扩展的体系结构。针对这一需求，思科公司开发了一系列产品和技术，旨在最大限度地保护服务供给商现有的投资，同时为其带来更快的传输速度、更多的网络智能、以及更灵活的服务供给能力。
在不远的将来，人们也许就会看到，无论处于世界的哪个角落，都可以直接从POP获得众多的高速服务，而无需使用互联网的核心部分。由于POP将以电子而不是光的形式提供这些服务，并在可以预见的将来继续如此，“端到端光网”仍然只是一个美好的概念。
换句话说，现实世界中的服务供给商真正需要的是，在充分利用光网络巨大优势的同时，可以提供这些区别化服务并充分保护其现有投资的解决方案，也就是思科的“IP+光”网络解决方案。
1.3 上海有线网络现状
下图为上海有线现有IP网络状况。
 
上海有线IP城域网有四个DPT环组成，共计2个核心机房、19个分中心机房。其中，核心机房分布位于浦西的广电中心和张江核心机房；核心机房各有2台GSR 12016，相互采用2.5G POS全网状互联形成IP城域网的核心；四个核心路由器同时采用GE端口连接到张江核心机房的两台Internet出口GSR路由器上。目前核心GSR上尚有一个空置的GE端口。
四个骨干DPT环上一共有7台Cisco GSR路由器和12台Cisco 7576系列路由器。其中GSR采用622M SRP卡连接到DPT环，配置了8端口FE LineCard提供下连的用户接入；7576采用622M SRP卡连接到DPT环，采用2个两端口FE的PA提供下连的用户接入。
上海有线IP城域网目前主要存在如下一些方面的问题，影响到对用户的服务：
面向企业和个人的服务混杂：分布层每个分中心只有一个核心接入设备(GSR或者7576)，因此不能将普通用户和企业用户的流量有效的分割开，这导致了某些增值服务（MPLS、QoS等）不能在分布层进行规划和部署；
缺乏专有的面向企业用户的接入设备；企业用户主要通过Cisco 3548两层交换机上连到GSR，手段比较单一，产品线单调；不能提供企业用户所需要的个性化的产品的支持；
 目前的分节点的GSR和7576等设备上直接采用FE等端口进行用户的接入下连，性价比相当低。缺乏大容量的下连接口对用户的流量进行汇聚；
 目前的DPT环网上的流量已经达到60%以上(其中90％以上是个人用户产生的流量)，已经接近DPT环的性能的保和容量。由于大部分流量被个人用户所使用，导致企业用户的服务质量(QoS)等不到保证，导致无法顺利开展企业用户的市场。同时，流量过大导致网络服务质量的下降，降低了用户满足率，影响到上海有线的企业形象；
 DPT环上面的Cisco 7576路由器的性能无法支持622M DPT卡的线速转发，造成DPT环的容量无法充分发挥。

1.4 业务开展的需求
上海有线目前的主要业务是CMTS接入和企业VPN接入。分前端机房内有线通居民用户接入通过CMTS（CISCO的uBR7246）实现接入，企业用户通过交换机（CISCO的35xx）实现接入。
光的网络将是此次设计的主要基础网络, 上面将部分的承载以下业务：
 IP网络的业务, 汇接IP网络的业务
 Layer3的交换网络的业务, 备份线路
 本身提供的SDH 业务和MSTP的业务, Layer2-3交换业务

2 IP交换网
2.1 机房标识
上海有线网络目前拥有张江和广电两个核心机房；建国、沪闵、水城、龙南、定西、桂巷、中北、昌平、南山、广灵、开鲁、黄兴、闻喜、浦南、崮山、永寿、尚文、徐家汇、上南等19个分中心机房；宝山、嘉定、青浦、江书、松江、金山、闵行、丰贤、南汇等9个郊县机房。预计将来随着业务的开展，还有大量的远端机房用于用户接入。

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