基于電信級以太環(huán)網(wǎng)RERP技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)解決方案
將RERP以太環(huán)網(wǎng)保護技術(shù)作為一種大型的環(huán)形以太網(wǎng)部署技術(shù)，解決了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)保護能力弱、故障恢復時間長等問題，是運營商城域網(wǎng)建設(shè)中的一種重要的技術(shù)選擇和解決方案。
1 需求分析
運營商的IP城域網(wǎng)在全業(yè)務(wù)運營時代扮演著越來越重要的角色，一方面要實現(xiàn)對互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、NGN語音業(yè)務(wù)、ICT專線/專網(wǎng)業(yè)務(wù)以及IPTV業(yè)務(wù)進行綜合承載，另一方面隨著移動基站向IP分組化的過渡，未來在IP城域網(wǎng)上還要承載移動基站的IP回傳。IP城域網(wǎng)作為一個綜合業(yè)務(wù)的承載平臺，必須為相關(guān)業(yè)務(wù)提供高性能、高可靠性、高安全性及必要的服務(wù)質(zhì)量保證。
運營商IP城域網(wǎng)分為兩個層面，即城域骨干網(wǎng)和寬帶接入網(wǎng)。其中，城域骨干網(wǎng)按照功能分為核心層和業(yè)務(wù)接入控制層，一般采用高端路由器、BRAS組網(wǎng)；寬帶接入網(wǎng)是業(yè)務(wù)控制點以下的部分，提供個人寬帶業(yè)務(wù)及大客戶專線/專網(wǎng)業(yè)務(wù)的接入和匯聚，寬帶接入網(wǎng)按功能可以再分為匯聚層和接入層，一般采用交換機的二層技術(shù)組網(wǎng)。IP城域網(wǎng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：
以前各運營商IP城域網(wǎng)改造的主要思路是：網(wǎng)絡(luò)路由化、擴大三層網(wǎng)絡(luò)規(guī)模并減小二層網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、業(yè)務(wù)節(jié)點端局化、服務(wù)質(zhì)量差異化、加固網(wǎng)絡(luò)安全等。
對于寬帶接入網(wǎng)，隨著IP城域網(wǎng)的路由化改造，業(yè)務(wù)控制點的BRAS和SR會逐漸下移，實現(xiàn)業(yè)務(wù)節(jié)點的端局化，因此寬帶接入網(wǎng)的匯聚層會移向城域網(wǎng)邊緣。對于BRAS和SR下面的二層的網(wǎng)絡(luò)，為了保障匯聚層的可靠性必須增加二層的冗余鏈路；為了避免出現(xiàn)環(huán)路，傳統(tǒng)上只能利用生成樹協(xié)議，包括傳統(tǒng)的STP和收斂更快的RSTP/MSTP，但由于生成樹收斂時間、易動蕩及兼容性的問題而實際建網(wǎng)中極少采用。
另一方面，隨著寬帶接入網(wǎng)的匯聚層邊緣化，會面臨匯聚節(jié)點相互之間距離遠，光纖資源不充足的問題。運營商的物理光纜一般都是采用環(huán)形組網(wǎng)，有單環(huán)、相交環(huán)或嵌套環(huán)等，這樣導致匯聚層到業(yè)務(wù)控制層之間缺乏點到點的光纜路由。如果在匯聚層到業(yè)務(wù)控制層之間實施二層雙歸屬的可靠組網(wǎng)，則會導致光纖資源的浪費嚴重。另外，從可靠性上考慮，當物理光纜出現(xiàn)中斷時，多個匯聚點到BRAS/SR都會出現(xiàn)鏈路的中斷，對網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性影響較大。
當?shù)赜蚩缍确浅４?，如超過100km時，運營商一般都在匯聚節(jié)點到業(yè)務(wù)控制節(jié)點部署傳輸網(wǎng)絡(luò)，各匯聚節(jié)點都通過傳輸鏈路實現(xiàn)到BRAS/SR的連接，匯聚層的可靠性可以通過傳輸網(wǎng)絡(luò)的自愈特性得到保障，這種方式是運營商經(jīng)常采用的模式。但是最近幾年，隨著網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用的復雜，特別是基于P2P的應(yīng)用產(chǎn)生的大量的流量，一般2.5G的傳輸網(wǎng)絡(luò)甚至是10G的傳輸網(wǎng)絡(luò)在容量上已經(jīng)達到飽和。而且由于在傳輸網(wǎng)絡(luò)上還承載很多傳統(tǒng)的基于TDM的語音及專線應(yīng)用，這對IP城域網(wǎng)的擴容帶來很大的限制，如果要升級傳輸網(wǎng)絡(luò)到更大帶寬的波分系統(tǒng)成本過高。
基于以上分析，在IP城域網(wǎng)的寬帶接入層面，由于光纜的環(huán)形物理拓撲結(jié)構(gòu)及基于傳統(tǒng)傳輸存在帶寬擴容限制及成本的原因，因此需要一種新的解決方案實現(xiàn)匯聚層到業(yè)務(wù)控制層面的二層高可靠性組網(wǎng)，電信級城域網(wǎng)以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)以低成本、高可靠的優(yōu)勢可以很好地解決該問題。
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2 銳捷網(wǎng)絡(luò)電信級城域以太環(huán)網(wǎng)RERP技術(shù)介紹
電信級城域以太環(huán)網(wǎng)是針對環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)而設(shè)計的，可以為用戶提供50毫秒級的運營業(yè)務(wù)保護和快速恢復能力，達到傳統(tǒng)系統(tǒng)的保護能力。在RFC3619(EAPS)中有關(guān)于以太環(huán)網(wǎng)保護技術(shù)的初步描述，但由于只是一個參考草案，目前業(yè)界僅有少數(shù)廠商提供了相關(guān)的產(chǎn)品實現(xiàn)。銳捷網(wǎng)絡(luò)基于對萬兆以太網(wǎng)技術(shù)的深刻理解，在RFC3619的基礎(chǔ)上，自主開發(fā)了RERP（Rapid Ethernet Ring Protection protocol）協(xié)議，即快速以太網(wǎng)保護協(xié)議，并已在銳捷網(wǎng)絡(luò)的RG-S5750系列、RG-S8600系列和RG-S9600系列等高端交換機上實現(xiàn)。
RERP電信級以太環(huán)網(wǎng)協(xié)議是銳捷網(wǎng)絡(luò)自主開發(fā)的電信級以太網(wǎng)保護協(xié)議，通過純粹軟件的方式在環(huán)形的組網(wǎng)中實現(xiàn)50ms的傳輸級收斂保護時間，可以在運營商的IP城域網(wǎng)匯聚層提供高可靠的組網(wǎng)，滿足一些對時延、抖動敏感的語音業(yè)務(wù)、視頻等業(yè)務(wù)的要求，比如3G及NGN等業(yè)務(wù)對高服務(wù)器質(zhì)量的要求。
銳捷網(wǎng)絡(luò)電信級城域以太環(huán)網(wǎng)RERP技術(shù)具有以下特點：
（1）高可靠
部署在IP城域網(wǎng)匯聚層的RERP電信級以太環(huán)網(wǎng)，可以有效解決業(yè)務(wù)控制層以下二層網(wǎng)絡(luò)的可靠性，避免部署傳統(tǒng)生成樹協(xié)議在收斂時間、穩(wěn)定性及兼容性上的缺陷。RERP技術(shù)可以在單環(huán)和相交環(huán)的拓撲結(jié)構(gòu)下提供50~100ms的快速收斂，完全可以滿足IP城域網(wǎng)多業(yè)務(wù)承載的要求。目前，RERP已經(jīng)通過信息產(chǎn)業(yè)部電信傳輸研究所的相關(guān)測試。
（2）低成本
通過軟件方式實現(xiàn)的RERP技術(shù)，集成在銳捷自主產(chǎn)權(quán)的RGOS軟件平臺上，不與特殊的硬件綁定。與傳統(tǒng)的RPR（彈性分組網(wǎng)）等技術(shù)相比，可以避免采用單獨硬件板卡的成本投入，并且節(jié)約對設(shè)備主機槽位的占用。在部署RERP時，只需要從組網(wǎng)的角度考慮選擇不同型號的設(shè)備及不同規(guī)格的業(yè)務(wù)板卡。
從光纜資源利用方面而言，采用RERP技術(shù)組建環(huán)網(wǎng)拓撲可以與光纜的實際物理路由吻合，避免了傳統(tǒng)的雙歸屬組網(wǎng)架構(gòu)對光纜資源的浪費，也避免了傳統(tǒng)通過新建或擴容傳輸資源的方式來滿足可靠性要求的成本投入。
（3）高穩(wěn)定
RERP協(xié)議在設(shè)計之初就充分考慮環(huán)網(wǎng)的穩(wěn)定性，在設(shè)計上保障RERP協(xié)議報文在環(huán)網(wǎng)上的絕對優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)，即使在環(huán)網(wǎng)出現(xiàn)流量擁塞時，也能保證環(huán)網(wǎng)拓撲的穩(wěn)定，避免出現(xiàn)因為RERP協(xié)議報文丟失出現(xiàn)的環(huán)網(wǎng)的異常收斂和動蕩。
另外在設(shè)計上，RERP環(huán)網(wǎng)上除了主控節(jié)點外，還定義了一個備份主控節(jié)點，當主控節(jié)點出現(xiàn)故障時，備用主控節(jié)點會接管以太環(huán)網(wǎng)的管理，這是RERP有別于其他廠商的實現(xiàn)方式，該設(shè)計可以進一步提高環(huán)網(wǎng)的健壯性和穩(wěn)定性。
（4）靈活組網(wǎng)
銳捷網(wǎng)絡(luò)的電信級以太環(huán)網(wǎng)RERP技術(shù)除了支持單環(huán)組網(wǎng)外，還支持相切環(huán)組網(wǎng)和相交環(huán)組網(wǎng)，可以根據(jù)光纜的實際物理路由選擇不同的組網(wǎng)架構(gòu)。
RERP技術(shù)還可以配合銳捷的REUP技術(shù)混合組網(wǎng)，進一步提高組網(wǎng)的靈活性。REUP（Rapid Ethernet Uplink Protection），即快速以太網(wǎng)上連保護協(xié)議，可以在二層雙上行連接的環(huán)境下提供亞秒級的快速上行鏈路切換。
（5）易擴展
銳捷網(wǎng)絡(luò)的電信級以太環(huán)網(wǎng)RERP技術(shù)支持采用GE鏈路組網(wǎng)。當千兆環(huán)網(wǎng)帶寬不滿足業(yè)務(wù)承載需求時，可以通過GE鏈路聚合的方式實現(xiàn)以太環(huán)網(wǎng)帶寬的擴展。同時，RERP技術(shù)支持非對稱帶寬的環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)，即同一環(huán)網(wǎng)上部分鏈路是單GE鏈路，部分鏈路是聚合的N*GE鏈路。未來還可以通過更換10GE板卡升級到10G環(huán)網(wǎng)。
對于RERP環(huán)網(wǎng)的轉(zhuǎn)發(fā)性能，除了可以通過鏈路集合或升級板卡的方式提高環(huán)網(wǎng)帶寬外，由于RERP支持RG-S8600系列交換機與RG-S5750系列交換機混合組網(wǎng)，因此還可以通過更換部分環(huán)網(wǎng)節(jié)點設(shè)備而提高環(huán)網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力。
從組網(wǎng)架構(gòu)上分析，利用RERP技術(shù)組建靈活相切環(huán)和相交環(huán)組網(wǎng)的特性還可以實現(xiàn)匯聚層網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴展和延伸。
（6）多業(yè)務(wù)承載
銳捷網(wǎng)絡(luò)的電信級以太環(huán)網(wǎng)RERP技術(shù)可以結(jié)合QinQ或靈活QinQ技術(shù)，解決運營商IP城域網(wǎng)中VLAN的資源不足的問題。另外在電信級以太環(huán)網(wǎng)上可以部署三層業(yè)務(wù)，比如IGP、BGP路由協(xié)議或組播業(yè)務(wù)等。
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3 銳捷網(wǎng)絡(luò)高端交換機產(chǎn)品簡介
作為主流數(shù)通設(shè)備廠家，銳捷網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)擁有高、中、低端全系列交換機產(chǎn)品線。自2003年開始，銳捷網(wǎng)絡(luò)始終保持在高端產(chǎn)品研發(fā)方面的持續(xù)投入，并在技術(shù)上不斷創(chuàng)新，相繼推出了SPOH、三平面分離、CSS、NFPP、RGOS等技術(shù)。
RG-S8600是銳捷網(wǎng)絡(luò)推出的面向十萬兆平臺設(shè)計的下一代高密度多業(yè)務(wù)IPv6核心路由交換機，支持下一代的以太網(wǎng)100G速率接口，提供14橫插槽設(shè)計、10豎插槽設(shè)計和6橫插槽設(shè)計三種主機：RG-S8614、RG-S8610和RG-S8606。RG-S8600系列高密度多業(yè)務(wù)IPv6核心路由交換機提供4.8T/3.2T/1.6T背板帶寬，并支持將來更高帶寬的擴展能力，可實現(xiàn)高達1786Mpps/1190Mpps/595Mpps的二/三層包轉(zhuǎn)發(fā)速率可為用戶提供高密度端口的高速無阻塞數(shù)據(jù)交換。
RG-S8600系列采用電信級可靠性設(shè)計，支持冗余引擎、冗余電源及冗余風扇，并通過硬件方式提供多種安全防護能力，例如NFPP、CPP、防DDOS攻擊、非法數(shù)據(jù)包檢測、數(shù)據(jù)加密、防源IP地址欺騙等等，避免了傳統(tǒng)軟件實現(xiàn)方式對整機性能的影響，提高設(shè)備自身的安全性。
RG-S8600系列交換機完全適合IP城域網(wǎng)多業(yè)務(wù)綜合承載的要求，設(shè)備支持靈活QinQ、二層和三層的MPLS VPN和VPLS，支持層次化QoS等。
RG-S5750系列交換機是銳捷網(wǎng)絡(luò)推出的融合了高性能、高安全、多智能、易用性的新一代萬兆機架式多層交換機。提供非常靈活的千兆端口復用組合，既可以提供24個或48個10/100/1000M自適應(yīng)的千兆電口，又可以提供24個SFP千兆光口，同時提供PoE遠程供電的接口。另外，RG-S5750系列交換機支持10GE接口的擴展。
RG-S5750在僅1U的空間內(nèi)可以提供高達240Gbps的背板帶寬和102Mpps的高速轉(zhuǎn)發(fā)，設(shè)備內(nèi)在安全機制可以有效防范和控制病毒傳播和黑客攻擊，如預(yù)防Dos攻擊、防黑客IP掃描等。另外RG-S5750支持靈活QinQ和RERP及REUP。
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