基于IP内核的多业务环网解决方案

一、引言 　　

随着软交换和未来3G业务的开展，现有网络业务分组化的趋势日益明显。ITU-T也明确指出，下一代网络NGN是基于分组承载的网络。而现有的数据承载主要采用交换机光纤直联方式或通过基于SDH的MSTP方式，前者存在缺乏50ms电信级保护，并且无法提供端到端的QoS；后者需要实现以太网业务到SDH的封装和解封装，增加了开销和成本，同时也增加了时延，无法经济的满足未来NGN业务对数据承载网的要求。
　　
为了适应下一代网络的发展，从根本上纠正以上不足，冲出现有城域网架构与建网模式的束缚，烽火网络根据自己对下一代网络（NGN）的理解，提出了基于IP内核的MSPP多业务环网解决方案。
　　
二、基于IP内核的多业务分组平台：
　　
MSPP（Multi-Service Provisioning Platform）：多业务提供平台，它结合了承载网和传送网技术，在一个平台上，同时支持数据、同步语音和图像业务的交换和传输。MSPP可以在不同的平台上实现，按照不同物理平台，可以分为基于WDM多业务光传输平台、基于SONET/SDH的MSTP平台、以及基于IP内核的分组化平台。
　　
烽火网络F-engine M8000采用了RPR/MSR、弹性以太网业务环等技术，是一款具有MSPP功能的新一代IP内核的多业务分组平台，主要定位于城域网的接入和汇聚层，能够实现：
　　
（1）多业务综合承载：可支持数据、TDM和视频业务的综合承载和高可靠性传输。
　　
（2）具有MSTP的功能：提供50ms内的环网业务自动保护倒换能力（APS），提供基于RPR/MSR技术的环网带宽公平分配机制，支持环形（单环和相切环）、星形、链形等多种网络拓扑和图形化自动拓扑发现和管理功能，支持分布式故障定位和性能监测。
　　
（3）二层分组交换和承载：提供快速以太网、千兆以太网、E1、2.5Gbps RPR/MSR，10Gbps Ethernet等接口，能够满足客户对网络业务管理和应用的差异化需求。
　　
F-engine M8000由业务侧接口、分组处理单元和线路侧接口组成。其中，分组处理单元由分组交换结构、业务识别单元、业务处理单元、分组转发引擎、TDM仿真和网络安全保护单元等六个模块组成；线路侧单元由自动保护倒换单元和环路接口单元组成。
　　
MSPP各部分的具体功能如下：
　　*业务侧接口：主要功能是为用户提供业务接入接口；
　　*分组交换结构：实现基于硬件的无阻塞高速交换；
　　*业务识别单元：主要功能是进行业务区分；
　　*业务处理单元：根据业务识别的结果进行相应的排队和调度；
　　*分组转发引擎：主要完成二层线速转发功能；
　　*TDM仿真单元：主要完成TDM业务的以太网仿真功能；
　　*网络安全保护单元：提供分层的设备防护功能；
　　*自动保护倒换单元：主要实现50ms以内的1+1自动保护倒换功能；
　　*环路接口单元：主要完成组环和环选择功能；
　　
三、烽火网络多业务环网解决方案
　　
基于M8000产品烽火网络提出了多业务环网解决方案，可以提供点到点的和多点汇聚的以太网专线业务，大客户专线和行业/企业网建设，提供大带宽、高品质的专线接入，或者作为中小城市新建网络或者行业网络（电力、交通、煤炭、石油等）的基础数据承载网络，
　　
1、在基础数据承载网的应用：数据业务通过M8000组成的环网（单环、相切环）进行承载，网络具有50ms自动保护倒换和对不同业务的网络级QoS保证能力，可以实现语音、视频和分组等多种业务的高可靠传输，作为中小城市的基础数据承载网络。

　　

　　
2、在宽带接入流量汇聚中应用：M8000可用于汇聚宽带接入流量，可以通过以太网接口将xDSL、Cable Modem、和FTTH等宽带上行流量汇聚到中心局，并提供50ms以内的自愈保护能力。

　　

　　
3、M8000在大客户专网的应用：M8000在同一个设备的不同端口可以配置透传、汇聚、带宽共享三种工作模式，可以同时提供点到点、点到多点和多点到多点的专线接入，并可以在一台设备上同时提供以太网和E1的接入。

　　

　　
4、在3G接入网络中的应用：3GPP中WCDMA R5以后版本采用纯IP接入。M8000具有分组业务低时延、业务感知能力，可以提供网络级的QoS保证，实现RNC之间及RNC到Node B或SGSN之间的可靠传。

　　　　

5、在IPTV承载网中的应用：M8000具有高效硬件动态组播功能，支持组播组的动态添加或删除，带宽灵活可配，保证低延时和网络级QoS，同时支持几百个节目源的点播，能高效承载IPTV等视频业务。

四、多业务环网解决方案特点

　　
1、业务感知和控制能力：烽火网络M8000具有收集网络流量和应用数据吞吐量等准确信息，并提供使用情况报告的功能，从而可以了解用户使用业务的情况，并基于此对相关业务应用进行有效控制能力。目的是可以给高利润的应用分配更多的带宽，保证更好的服务质量，提高单位带宽收益率。
　　
业务感知和控制可为运营商实现分配宽带线路主动策略，专门限制某些流量的吞吐量，或者使用整形技术将其移动到高峰以外的时间处理，以提高高峰期的性能，防止网络瓶颈，还可以加强SLA。
　　
2、组网灵活，具备50ms以内的故障定位和倒换。
　　
M8000能够进行环形（单环、相切环）、星形、链形等多种网络拓扑。它采用了RPR的分布式故障检测和恢复机制，并通过MSR实现对多种拓扑应用的支持。每个站点间通过控制包来实现拓扑的动态学习和更新、故障的隔离、定位和恢复。在环形拓扑中，MSPP很好地解决了环网广播风暴问题，实现了链路或设备出现故障时的50ms以内快速倒换。
　　
MSPP支持跨环业务，同一个站点可以分别属于不同的环，最多可达4个环。当其中某个环发生故障时，此环上的业务独立倒换，不影响其他环的业务。对于属于多个环的链路或设备发生故障，则所涉及的多个环的业务发生倒换，也不会影响其他环的业务。
　　
3、对多业务的承载
　　
M8000支持组播数据的按组播条目转发，而不是广播处理。它通过IGMP Snopping协议监听客户端和服务器端的信令，使组播数据按需转发，不会转发到没有条目的端口，大大节约了网络带宽，为IPtV业务提供良好承载平台。
　　
较MSTP承载方案，由于MSTP是基于二层交换，不支持动态组播应用。如果要支持流媒体、IPTV等组播业务，必须单独建设组播承载网，造成重复投资。虽然其能够通过RPR技术来实现二层组播，但SDH天生的复杂性加上RPR技术的引入，必然带来设备的昂贵。同等价格下，烽火网络的MSPP设备比MSTP设备无论从带宽上还是从带宽利用率上都占有很大优势。
　　
M8000采用TDM电路仿真的方式承载TDM业务，主要定位在接入层面的应用，可以充分满足TDM的质量要求。MSPP采用扩展卡的方式可以直接支持视频。
　　
4、具备网络级的安全防护功能。
　　
M8000提供不同协议层次的攻击防范功能，可以预防网络病毒及DoS攻击行为。采用特有的过滤算法，有效保证了网络的连通性、业务的连续性、设备的可管理性。从转发平面上进行了安全方面的设计和巩固，确保MSPP设备上的转发不在是单纯的尽力转发的架构，而是将安全技术和转发技术有机融合在一起。可以基于用户的配置，实现对用户指定的流量和业务实现监控，过滤和隔离。通过对网络流量的检查、管理和监控，有效管理网络安全，使整个网络变被动防御为主动防御、变单点防御为全面防御、变分散管理为集中策略管理，让网络拥有“自动免疫”的安全机能。
　　
5、实现了网络的高自愈性。
　　
M8000基于RPR、MSR和链路聚合等多种技术的有效配合，针对不同的业务应用需求提供分级的业务保护机制，灵活、高效的支持链型、环形和网格型等多种拓扑结构。特别是可对于TDM等实时业务提供50ms的高自愈性环保护。
　　
6、提供端到端的服务质量保证。
　　
M8000设备采用了RPR的自动拓扑发现和端到端公平算法机制，结合智能网管平台，可以针对用户的业务提供基于全局的（全网的）而不是局部的（单节点）的QoS配置，可以保证不同业务的服务质量需求。
　　
7、灵活强大的网管功能。
　　
通过提供面向业务的模块化管理工具，在网络管理上实现针对应用的策略化管理功能。M8000网管可以对相应的接进行配置，维护（故障性能监视），针对TDM、以太网等不同业务的业务特征进行管理，提供完备的管理功能。
　　
烽火网络M8000网管系统提供业务级的告警监视和性能监测，即实现端口上监视到的告警性能与端口上承载的业务相关联，这种端到端的维护模式能充分满足提高业务管理能力的需求。通过网管系统的业务感知与控制能力来实行相应的策略，保障关键应用、关键业务的优先级和服务质量。从而防止少部分用户占用大量带宽，使运营商从大用户传输的高流量中获利。