内蒙古通信区内IP骨干网三期城域网三期扩容工程集成项目技术实施方案0622.docx
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内蒙古通信区内IP骨干网三期城域网三期扩容工程集成项目技术实施方案0622
内蒙古通信区内IP骨干网三期、城域网
三期扩容工程技术方案
华为技术有限公司
版权所有XX
2005年6月
第1章内蒙古通信宽带IP网络概述
1.1内蒙古通信宽带IP网络现状
内蒙古通信公司通过前面两期的建设，目前已经建成了具有一定规模的骨干网和宽带多媒体城域网，基本上覆盖了地市以上城市的大部分区域和部分县级城市，能够提供多种宽带接入业务。
1.2内蒙通信宽带IP网络业务发展规划
内蒙古IP城域网在技术选择上综合考虑先进性、成熟性及良好的性价比，以网络的可扩展性和可管理性/为基础，统一规划，分步实施，秉承电信级网络的一贯要求，保证网络高效、可靠、安全，确保业务的快速开展以及用户的计费、管理。
内蒙古IP城域网建设应遵循以下基本原则：
安全可靠性：
数据业务网为运营级服务网络，因此必须首先考虑主要传输体制的可靠性、所提供服务的可用性、网络设备的高性能以及对关键用户、关键任务的有效保障机制等，并可与各种宽带传输交换平台充分互联，能够承载和交换各种信息并将其接入公众用户，以相应的可接受的价格向用户提供不同接入服务的方法。
可扩充：
数据业务网络必须充分考虑到目前的业务需求和今后较长时间内业务发展的需要。
系统不仅能满足现在的需要，还应具有平滑过渡升级的能力，在采用新技术的同时还可以保护用户投资，保证原有设备的可用性。
开放性和标准化：
网络系统应能支持多协议、多厂商，具有开放的平台性能，支持各种通讯协议，各种数据库和客户机服务应用，并能方便地与其它机构、企业的主机和网络互连通讯。
第2章组网方案
2.1内蒙通信公司网络概述
内蒙古通信IP骨干网目前采用双星型网络结构，以呼和浩特区中心为核心，向全区十二个盟市辐射。
区中心配置一台CiscoGSR12016和一台GSR12416高端路由器，作为区骨干汇聚路由器，两台设备通过GE互联，形成互为主备用、负载分担方式工作；向上各采用1个2.5G至国家骨干汇聚路由器GSR12416（GSR12416至北京节点为1个2.5G电路），向下汇接12个盟市的骨干路由器。
各盟市骨干设备配置如下：
呼和浩特配置两台NE80路由器，包头、鄂尔多斯、赤峰、呼伦贝尔各配置一台GSR12012和一台NE80，这五个盟市均采用双星型方式上联到区中心的两台区骨干汇聚路由器；巴彦淖尔、乌海、锡盟、乌兰察布、通辽、兴安盟各配置一台GSR12012，阿盟配置一台NE80，这七个盟市采用单节点多链路方式上联到区中心的两台高端路由器。
内蒙古通信IP骨干网均采用155M传输的电路绑定互联的方式。
目前电路配置数如下：
呼和浩特至区中心汇接路由器的电路带宽为2*GE；包头至区中心的电路带宽为6*155M；赤峰、呼伦贝尔至区中心的电路带宽为5*155M；通辽、鄂尔多斯、巴彦淖尔至区中心的电路带宽为3*155M；乌兰察布、锡盟、兴安盟、乌海至区中心的电路带宽为2*155M；阿盟至区中心的电路带宽为1*155M；全区骨干网共计2个GE的本地连接和34个155M长途电路连接。
图1内蒙古通信原网骨干拓扑示意图
各个盟市的宽带城域网按照核心层、汇聚层和接入层三层结构进行建设：
城域网核心层的作用是把多个汇聚层设备连接起来，为汇聚层网络提供数据的高速转发，同时实现与骨干网络的互联，提供城域网的高速IP出口。
城域网汇聚层的作用是负责汇集分散的业务接入点，进行数据交换，并提供流量控制和用户管理工作。
汇聚层设备一般采用星型连接，主要实现：
扩展核心层设备的端口数量和端口种类；扩大核心层节点的业务覆盖范围；节省接入节点到核心节点间传输资源；实现接入用户的可管理性。
城域网接入层节点主要是为了将不同地理分布的用户快速有效的接入网络。
接入层负责提供各种类型用户的接入，提供多种用户接口和较高的端口密度，提供用户流量控制及其它策略管理功能。
目前全区各盟市IP城域网网络结构如下：
呼和浩特核心设备采用2台NE80路由器，向上通过GE端口联接区骨干路由器GSR12016和GSR12416，向下通过GE和POS155M端口联接汇聚交换机和宽带接入服务器；汇聚节点设置4个，分别安装在69局、49局、65局、59局，每个汇聚节点采用1台汇聚交换机S8016，通过2个GE端口侧挂一台ERX1400宽带接入服务器，通过GE端口上联到NE80，向下通过GE或FE，汇聚接入交换机或LAN用户或DSLAM；接入节点设置6个，分别安装在39局、63局、43局、金桥局、托县、和林，每个接入节点采用以太网交换机S6506或S3552通过GE或FE上联到汇聚交换机，通过FE联接用户。
除呼和浩特以外其它盟市城域网核心设备与区骨干设备合并使用，城域网汇聚层、接入层结构与呼和浩特城域网结构类似，只是节点数量存在差别。
图2呼和浩特城域网拓扑示意图
2.2省干网络出口设计
全区设有两个出口，呼和浩特和通辽。
区中心呼和浩特配置一台CiscoGSR12016和一台GSR12416高端路由器，作为区骨干汇聚路由器，两台设备通过GE互联，形成互为主备用、负载分担方式工作；向上各采用2*2.5G至国家骨干汇聚路由器GSR12416（GSR12416至北京节点为1个2.5G电路），在通辽节点配置一台高端路由器GSR12016，作为全区的第二出口，采用2*2.5G带宽的电路至北京节点2。
呼和浩特与通辽的国家骨干节点之间采用1*2.5G电路互联。
图3省干出口网络拓扑
2.3省干网络设计
2.3.1省干网络结构设计
省骨干包括12个骨干节点，每个骨干节点分别配置两台骨干路由器两条高速链路与省核心路由器双归属联接，实现链路冗余备份。
本期需要增加通辽第二出口节点，实现双节点的星型结构；同时在巴彦淖尔、乌海、锡盟、乌兰察布、通辽、兴安盟、阿盟只有一台路由器的地市增加骨干路由器实现设备冗余备份。
图4省骨干新网结构示意图
2.3.2城域网网络结构设计
1、呼和浩特城域网
呼和浩特城域网组网示意图如下：
图5呼和浩特城域网
如上图所示：
69局增加一台汇聚交换机；69局、49局各新增1台BAS设备；69局、49局、65局、59局、金川局、46局、和林、土左、托县、武川、蒙牛、托电各新增1台中型交换机；中专路、光华街、老干部专修学校、荣康医院、温州步行街、战备路、召乌达路、农大北门、爱民路、展东路、会通等11个局点各配置1台中小型交换机作为接入设备。
2、包头城域网
图6包头城域网拓扑
如图所示，51局新增BAS设备，侧挂到原有的S8016旁，通过GE链路向上接入城域网核心路由器。
新增的BAS设备和原有的ERX1400实现PPPOE用户的负载分担和冗余备份。
51局、41局、31局、21局、达茂、土右、白云各新增1台中型交换机，作为接入层设备，采用GE/FE上联到汇聚交换机L3。
3、乌海城域网
图7乌海城域网
如图所示：
22局新增1台作为中型交换机，采用GE上联到汇聚交换机L3。
4、赤峰城域网
82局新增1台BAS设备，分别通过GE连接82局OS8800和核心NE80路由器；82局、88局各新增1台中型交换机，作为接入层设备，采用GE上联到汇聚交换机OS8800。
林西、克旗、敖汉、左旗、翁旗、宁城各新增1台中型交换机，作为接入层设备，采用FE上联到汇聚交换机OS8800。
图8赤峰城域网
5、呼伦贝尔城域网
82局新增1台中型交换机，作为接入层设备
扎兰屯新增一台汇聚交换机，采用GE上联至中心局NE80，原ERX1400位置由直连变为侧挂，ERX1400新增1块GE板；
莫旗、阿荣旗各新增1台中型交换机，作为接入层设备，采用FE上联到扎兰屯汇聚交换机。
根河、鄂伦春、伊敏各新增1台中型交换机，作为接入层设备，采用FE上联到82局汇聚交换机。
图9呼伦贝尔城域网
6、兴安盟城域网
图10兴安盟城域网
科右中旗、扎旗、突泉各新增1台中小型交换机，作为接入层设备，采用FE上联到汇聚交换机OS8800。
7、通辽城域网
图11通辽城域网
82局新增1台BAS设备；
82局新增1台中型交换机，作为接入层设备上联到汇聚交换机OS8800。
霍林河、开鲁、左中、扎旗、奈曼、后旗各新增1台中型交换机，作为接入层设备，采用FE上联到中心局汇聚交换机。
8、锡盟城域网
图12锡盟城域网
中心局新增1台中型交换机，作为接入层设备。
市区内开发区局新增1台中型交换机，作为接入层设备；
西苏旗新增1台BAS设备，采用二个POS155M端口上联到中心局的骨干路由器上，通过四个ATM155M端口下联二连市、黄旗、东苏旗和阿旗的原DSLAM设备；蓝旗旗新增1台BAS设备，采用二个POS155M端口上联到中心局的骨干路由器上，通过三个ATM155M端口下联多伦县、太旗和白旗的原DSLAM设备。
9、乌盟城域网
图13乌兰察布城域网
ERX1400扩容1块主控板；中心局新增1台BAS设备；
丰镇、卓资、前旗、中旗、四子王旗、工业区局各新增1台中小型交换机，作为接入层设备，采用FE上联到中心局汇聚交换机L3。
10、鄂尔多斯城域网
中心局新增1台BAS设备；
中心局新增1台中型交换机，作为接入层设备。
准旗薛家湾新增1台BAS设备，上联利用原有155M电路，下联提供ATM155M、100M端口，分别解决ATMDSLAM、IPDSLAM、LAN用户的接入。
伊旗、达旗、鄂前旗、棋盘井利用传输扩容100M，各新增1台中小型交换机，作为接入设备。
图14鄂尔多斯城域网
11、巴彦淖尔城域网
82局新增1台BAS设备；
82局新增1台中型交换机，作为接入层设备，采用GE上联到汇聚交换机S8016。
五原、杭后、蹬口各新增1台中型交换机，作为接入设备。
图15巴彦淖尔城域网
12、阿盟城域网
ERX1400扩容1块主控板、1块4口ATM接口板；
图16阿盟城域网
第3章路由设计
3.1自治域规划
“自治域”（AutonomousSystem，AS）是Internet为便于管理和简化路由选择而设定的，每个AS赋予唯一的AS号。
多层次、多自治域的网络有利于网络的结构清晰、路由策略灵活，便于管理全国性的大网络。
目前内蒙古通信宽带多媒体网全省一个自治域，省内IP骨干汇聚路由器之间运行IBGP协议，区中心的设备和国干运行EBGP协议。
图17内蒙古通信路由自治域现状
经过本次扩容改造后，IP骨干网在通辽增加了一个IP骨干汇聚节点，具备两个出口，各个地市增加了一些路由器和城域网的汇聚接入设备。
考虑到本次扩容骨干网规模增加不大，特别是要开展全省的MPLSVPN业务，为了减少跨域问题因此建议保持目前全省一个自治域的方式。
3.2EGP规划
内蒙通信本期工程选用BGPv4边界网关域间路由协议。
因为省网与国家骨干网被划分为不同的AS，省网两个出口路由器与骨干网之间运行EBGP，出口路由器之间运行IBGP，如图所示。
BGP作为最成熟的域间路由协议，具有非常丰富的控制策略，可根据业务类型、带宽等多种因素控制省网与骨干之间的流量在两条链路上分担。
为减小国干路由器的路由表容量，在出口路由器上，BGP只将聚合后的路由广播到国家骨干网，有两种方式可达到这一效果，一是使用Network命令实行半动态注入，一是使用redistribute命令进行动态注入，由于前者的开销较小，可控性高，在实际组网中，推荐使用前者。
同时，为了实现各省网多个出口链路的负载和流量分担，建议骨干网在向省网广播国内（或者全部）路由信息时，采取BGP提供的控制手段，使流量在省网的两个出口间合理选择。
图18内蒙古通信路由自治域现状EGP规划
3.3IGP规划
3.3.1IGP现状
目前内蒙通信全网共同组成一个OSPF路由域，省骨干路由器（省网出口路由器和城域网出口路由器）组成OSPFArea0；各个城域网内部路由设备组成各自的OSPFStubArea。
省网出口的三台路由器运行BGP路由协议，并且通过制定相应的路由策略实现省网出口流量的负载分担。
图19内蒙古通信路由自治域现状IGP规划
3.4流量规划和路由策略
图20流量走向
通过本次工程减少IP骨干网络已经形成各个每个地市都是双上行的链路，为了提高链路的利用率，需要考虑两条链路在完成链路冗余备份的同时，实现流量的负载分担。
上述流量的负载分担或者主备用可以通过IGP或者BGP策略来实现，也可以通过策略路由实现。
在区内的多个出口路由器之间也可以进行出入网流量的负载分担，这主要通过BGP的路由策略实现。
3.5路由割接设计
两路由协议的切换过程如下：
由于省网核心层与城域网核心之间是全备份的双平面结构，可以先在一个平面先配置好并运行优化后的路由协议，当运行的链路学习到了新的路由后,再将各个汇集点切换到配置好的平面上来。
这样逐一切换，直到将省路由器与地市路由器的所有链路都切换成优化后的协议。
详细步骤可以参见割接方案部分。
3.6总体实施方案
3.6.1省干网络实施
根据现网的情况，由于东三盟主用链路2.5G，备用链路为Pos155链路，加之与呼市距离较远，因此东三盟上行国干的流量可采取主备方式，并要求数据包从原路返回，以减小其延时。
而其余9个地市由于主备用链路的带宽均相当为Pos155链路，带宽并不是很充裕，为了防止链路拥塞所造成的丢包，因此建议采用等价负载的方式使流量双上行至GSR。
（各地市接入设备不运行BGP）
图21流量走向
方案描述
各地市NE80、GSR运行不运行BGP，通过汇聚层四台设备分别往各地市辐射下发ISIS默认路由，下一跳是汇聚层GSR，GSR通过BGP往上行国干通告全省总的地址段的汇聚路由，这样各地市两台接入设备均通过ISIS学到ISIS默认路由。
各地市分别通过ISIS学到其它各地市的ISIS路由。
Internet业务：
由于各地市NE80、GSR上网业务通过ISIS学到ISIS默认路由，因此可以通过ISIS默认路由上行国干。
电信业务（省内各地市的互访）：
同方案一各地市通过ISIS学到其它各地市的ISIS路由，因此各地市可以通过ISIS学到的路由进行互访。
以东三盟其中一个地市为例：
关于城域网内上行路由：
地市接入设备GSR的配置
GSR#routerospf1
default-informationadvertise
iproute0.0.0.00.0.0.0x.x.x.x（下一跳为连接上行汇聚层GSR的接口地址）
地市接入设备NE80的配置
[NE80]routerospf1
default-informationadvertise
iproute0.0.0.00.0.0.0y.y.y.y（下一跳为连接上行汇聚层GSR的接口地址）
由于下发的默认路由默认情况下是Type2类型的路由，因为地市内所有运行OSPF的设备学到此默认路由的Cost值均相等，实现了等价负载均衡。
关于城域网接入设备上行路由：
汇聚层GSR的配置
routerisis
default-informationadvertise
iproute0.0.0.00.0.0.0m.m.m.m（下一跳为上行国干GSR的接口地址）
另一台汇聚层GSR的配置
routerisis
default-informationadvertise
iproute0.0.0.00.0.0.0n.n.n.n（下一跳为上行国干GSR的接口地址）
将地市接入设备的GSR和NE80的互连链路Cost值调为0
互连链路
GSR/NE80:
interfaceGEx/x/x
isiscost0level-2
关于省内入流量的路由配置：
1.将地市内的网段聚合：
地市GSR
routerisis
redistrbuteospfxmetric10
summary-address58.18.16.0255.255.240.0
地市NE80
isis
import-routeospfxmetric10
summary-address58.18.16.0255.255.240.0
2.将地市内的网段聚合发往国干
通过2.5GE连接汇聚层的GSR配置
routerbgpxxx
aggregate-address58.18.16.0255.255.240.0summary-onlyas-set
neighborx.x.x.xroute-mapAAAout
route-mapAAApermit10
matchipaddress10
setmetric100
route-mapAAApermit20
ipaccess-list10permit58.18.16.0255.255.240.0
通过PoS链路连接汇聚层的GSR配置
routerbgpxxx
aggregate-address58.18.16.0255.255.240.0summary-onlyas-set
neighborx.x.x.xroute-mapAAAout
route-mapAAApermit10
matchipaddress10
setmetric200
route-mapAAApermit20
ipaccess-list10permit58.18.16.0255.255.240.0
3.6.2城域网网络实施
（以呼市为例）
图22呼市城域网规划
本次在原有单路由器的盟市增加城域网核心路由器实现核心设备冗余；汇聚层由汇聚交换机和BAS设备组成，大部分汇聚层节点形成汇聚交换机和BAS设备互为备份的结构，然后通过双归上连城域网核心路由器，向下接入中型交换机、中小型交换机等接入层设备，实现用户的接入。
本次工程除对原有的BAS设备、汇聚交换机设备进行扩容外；部分地市还需要新增加汇聚交换机、BAS设备、中型交换机、中小型交换机。
汇聚层节点实现链路的双归上连，形成链路冗余备份。
对于专线用户和不需要BAS认证用户，正常情况下通过汇聚交换机的上连链路直接接入城域网核心路由器；对于PPPOE用户，通过接入层－》汇聚交换机然后到BAS设备上终结，在BAS上通过认证后，通过BAS上连的链路直接接入城域网核心路由器，这样实现链路负载分担；在出现链路故障时通过这两条链路实现冗余备份。
以呼市69局为例：
目前城域网分三种情况：
一、原网S8016与BAS物理上通过2条GE链路互连，整改后实现S8016与BAS物理上通过1条GE链路互连，从逻辑上实现二层与三层互通。
二、新建BAS，将实现通过1条GE链路与城域网核心交换机互连，从逻辑上实现二层与三层互通。
三、原网汇聚层交换机不支持MPLS/VPN、QinQ等特性，通过新增交换设备进行解决。
情况一：
图23原网拓扑示意图
原网上S8016与BAS通过两条物理链路相连，为了实现链路的冗余，现将S8016与BAS之间的1条GE链路从S8016上拔出，割接到NE80_2上，BAS与NE80_2通过GE互连，如图24所示：
图24新网拓扑示意图
图25新规划流量示意图
呼市OSPFAreaX终结到汇聚层核心交换机S8016和BAS上，两台汇聚层设备之间通过1条GE链路互连。
在华为S8016与各厂商BAS设备上均得启用OSPFAreaX
华为S8016：
ospfx
areax
networkx.x.x.x.x.x.x.x
各厂商BAS（各厂商自行填写）：
华为S8016与中兴或者贝尔或者西门子BAS设备互连，在1条互连链路上实现二层VLAN的透传和三层Vlanif的互通，物理是1条链路，逻辑上是2条链路。
注：
前提必须各厂商BAS均支持1条链路同时可以支持三层VLAN接口与二层Trunk，目前华为S8016可以支持该属性。
S8016上与各厂商实现逻辑二层三层互连：
华为S8016:
interfacevlanxx
ipaddressx.x.x.xx.x.x.x
interfaceGigabitEthernet1/0/0
descriptionxxx
undonegotiationauto
undoshutdown
portdefaultvlanxx
porttrunkallow-passvlanxxtoxx
各厂商BAS（各厂商自行填写）：
不同客户不同需求：
对于专线用户和不需要BAS认证用户，正常情况下通过汇聚交换机的上连链路直接接入城域网核心路由器，VLAN终结到S8016，在S8016上建立Vlanif接口作为接入层用户的网关。
对于PPPOE用户，通过接入层－》汇聚交换机S8016透传VLAN，Trunk到BAS设备上终结VLAN，在BAS上建立Vlanif接口，并在BAS上通过认证后，通过BAS上连的链路直接接入城域网核心路由器。
当S8016上行链路Down掉后，S8016会通过BAS学习到上行网络的路由，S8016下挂专线用户上行流量会流经S8016再经BAS设备上行省干，而VPDN用户的流量会经上行S8016Trunk至BAS上行省干，实现了备份;当BAS设备上行链路Down掉后，BAS上行省干的路由学自动切换至S8016上行省干，BAS下挂IPDSLAM、ATMDSLAM用户的流量会经BAS上进行认证，再经三层流量经过S8016上行上行省干。
这样实现链路负载分担；在出现链路故障时通过这两条链路实现冗余备份。
情况二：
新增BAS，实现方式同情况一所示。
图26新规划流量示意图
情况三:
图27原网拓扑示意图
由于原网汇聚层交换机不支持MPLS/VPN、QinQ等特性，通过新增交换设备进行解决。
如下示意图所示：
图28城域网新网拓扑示意图
在城域网核心层交换与BAS设备之间通过一台新增设备（支持QinQ、MPLS/VPN、组播）来解决原网交换设备不支持QinQ、MPLS/VPN、组播的问题。
作为原交换设备下挂的专线用户在割接的时候，由于主用直接通过交换机上行流量，因此割接的时候不会对该用户造成影响，而原交换设备下挂的VPDN用户由于主用是经原交换设备至BAS终结VLAN，因此割接过程中可能会有业务的中断，作为BAS下挂用户，主用走BAS直接上行流量，割接时对该用户也不会造成影响。
第4章IP地址和VLAN规划设计
4.1IP地址详细设计
4.1.1IP地址分类
IP地址分配基本分为以下两大类：
A、网络地址，包括网络互联地址（点对点链路或其它链路地址）、网络设备地址（三层设备LOOPBACK地址和二层设备管理地址）；此外，还有网络管理地址，包括DNS和其它网络服务器地址。
B、用户地址，包括窄带拨号用户地址、宽带用户地址、专线用户地址等。
VPN用户由于往往分配私网地址，故不予考虑。
4.1.2用户地址分配原则
用户地址按照地址聚合原则分片分配，尽量做到地址高效聚合，减少路由表规模。
窄带拨号用户和宽带用户通常都采用IPPOOL方式动态分配地址，每用户一个临时地址。
专线用户则采用静态地址分配，每个用户分配4、8、16或更多IP地址。
在公网地址足够的情况下，尽量不使用私网地址。
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