中小城市寬帶IP城域網網絡優化技術探析

黃小川

（陜西廣電網絡傳媒（集團）股份有限公司，陜西 西安 710061）

1 寬帶IP城域網網絡現狀存在的主要問題

現如今，我國中小城市寬帶IP城域網建設已經取得了明顯成效，但是在實際發展過程中仍存在一些問題，主要體現在以下幾個方面。一是城域網設備的處理性能存在不足，其CPU占有率較高，存在明顯的丟包問題，直接導致承擔業務控制策略上移到出市路由器上行端口，省骨干網的功能模糊，效率低下，對相關業務的開展形成阻礙。二是網絡安全性能有待加強，容易受到一些不法分子、黑客以及病毒的入侵，如果沒有及時進行處理可能會導致城域網網絡癱瘓。三是管理及監控水平低下，整體網絡維護技術有待提高。因為寬帶設備不具備完善的集收集、記錄與分析為一體的運行機制，無法及時定位故障，網絡分析及優化工作效率低下，不能為業務卡主提供有效的數據保障[1]。

2 城域網網絡優化技術實施

基于對上述問題的分析，需要在原有城域網的基礎上提出IP城域網網絡優化措施，對網絡結構進行合理調整，設置VPN等多項新型功能，滿足寬帶業務廣大用戶的業務需求，提高工作質量及效率。

2.1 優化后的網絡結構

優化后網絡結構主要體現在總體骨干層、核心層、匯聚層以及接入層幾個層面。圖1為路由器網絡分層結構圖。

圖1 路由器網絡分層結構圖

2.1.1 總體骨干層

通過新增加的路由器實現與原有骨干設備的有效、統一連接，并在這一基礎上建立全新的雙向路由系統，基于雙向路由模式，實現對骨干層相關路由設備的有效優化。

2.1.2 核心層

根據相關要求明確核心層不同中心局形成的中心節點。核心層的主要組成部分包括中心局1、中心局2以及其他兩個核心節點。基于路由器相鄰兩個中心節點實現雙向歸屬連接，在GE模式的輔助下保證寬帶鏈路和骨干層核心及管理路由器的有效連接。

2.1.3 匯接層

匯接層仍需要保持原有的結構，通過交換機利用GE保證核心層與其他中心局核心路由器的有效連接。

2.1.4 接入層

接入層相關設備需要通過二層或者三層方式與匯聚層連接，在VLAN的作用下發揮用戶間的穿透功能，再通過另一個VLAN接到匯接層交換機，進行靜態路由連接[2]。

2.2 優化后的網絡傳輸能力

優化后可以通過GE接口實現核心層到骨干層及核心層設備的有效攔截，如果業務量存在增加的情況，可以通過N×GE的捆綁方式對帶寬進行延伸，并且也可以使用10G或者2.5G進行有效連接。通過優化網絡傳輸能力，出口帶寬顯著擴大，從原來的8×155M擴大至2×2.5G[3]。

2.3 優化后的網絡處理能力及網絡業務功能

優化后網絡處理能力及網絡業務功能主要體現在下述幾個方面。一是核心節點中原有路由交換機被高性能且先進的高端路由器取代，有效強化網絡處理性能，并且該路由器支持多項功能，具備非常強的QoS功能，能夠滿足客戶和電信級業務發展需求，效果理想。二是匯聚層增設新型設備，使用下行業務接口類型，功能豐富，密度較大，并且具備一定的轉發能力，支持高性能路由交換機。三是增設BRAS使用下行業務接口，類型繁多，密度較大，能夠有效提高對各類寬帶業務的管理水平，不僅適用于常規IP專線，而且能夠針對ADLS用戶來進行相關業務，能力較強。

3 路由策略優化

3.1 BGP路由策略

中小城市IP城域網具有一定的獨立性，通過管理層面和技術層面展開分析，城域網全部節點均在相同的自治域范圍內。使用相同的自治域號碼能夠在城域網核心路由器中運行IBGP，通過骨干路由器連接運行EBGP，對城域網中兩臺核心路由器進行路由發布，之后結合具體情況充分發揮BGP的作用。根據IP網具體情況合理分配數據流量，保證其健康穩定發展[4]。圖2為IGBP和EBGP示意圖。

圖2 IGBP和EBGP示意圖

對穩定運行的網絡來說，通常情況下需要設置單獨的路由器，將其當作MP-IBGP反射器，IP城域網中全部POP節點均需要通過IBGP身份只與RR建立IGBP的鄰居進行BGP路由的獲取及交換，能夠得到較高的網絡冗余。

3.2 IGP路由策略

現如今，能夠適用于規模較大的ISP且符合相關標準的IGP路由協議主要包括OSPF和IOS系統，能夠同時支持OSPF及IS-IS路由協議。上述協議均為以鏈路狀態計算的最短路徑路由為基礎的協議，在大規模的ISP網絡中應用廣泛，取得明顯成效[5]。

OSPF準許自治系統中路由根據虛擬拓撲結構進行合理設置，并不需要根據物理互連結構對其進行設置。區域與區域之間也可以通過虛擬鏈路進行有效連接，在IP資源準許的情況下，通過應用點到點鏈路有助于節約IP空間。結合上述分析可知，對現網情況進行考慮，可以在中小城市IP城域網中采用現有的OSPF協議，并且確保全部城域網均在相同的 AS0內[6]。

3.3 OSPF路由策略

OSPF路由策略能夠有效促進自愈。為了保證鄰居間的有效連接，OSPF進程會通過向鄰居傳輸Hello包的方式鞏固連接。通常情況下，Hello包的timer在以太鏈路默認為10 s，非廣播鏈路為30 s，另外其鄰居間也通過dead interval timer使用上述timer確保鄰居間連接的穩定性[7]。如果路由器在dead interval timer間隔過長中未收到任何Hello包，則會認為其下線。對城域網絡連接進行分析，需要降低timer，促進OSPF自愈。

對Cisco IOS來說，默認OSPF需要結合接口鏈路的帶寬對其metric進行計算，主要為參考單款除以鏈路帶寬。對高速鏈路進行分析，如OC-12和OC-48等鏈路，如果仍使用默認參考單款，則會導致一些高寬帶鏈路metric數值相同，所以需要結合具體情況合理調整link的metric值，保證路徑選擇的合理性[8]。

4 MPLS VPN業務部署

目前，為了有效滿足廣大客戶的服務需求，需加速電信級網絡的建設，以IP應用為基礎對網絡進行特殊處理。企業需要利用提供商提供的多樣化服務及本身IP網絡無縫互通選項的IP增殖服務有效降低成本。為了能夠有效提高效益，需要采取MPLS技術[9]。圖3為MPLS VPN概述圖。

圖3 MPLS VPN概述圖

該項技術能夠為服務提供商提供可以延伸和擴展的IP服務能力，并且對配置和管理較為簡單。MPLS運營商采用交換模式或者路由網絡可以提供能夠滿足業務需求的IP服務，因此該項技術是一項可靠技術，適用于IP網絡為主的服務工作[10]。

5 結 論

中小城市IP城域網網絡技術優化需要以滿足廣大居民網絡需求為重要基礎，通過采取上述優化措施，骨干層2.5G上行出口利用率小于40%，核心層路由器上行GE口忙時利用率均低于40%，并且平均延時較優化前提升2 ms，全部網絡運行情況穩定且安全，能夠有效滿足用戶個性化上網需求。