思科公司IPTV解决方案Cisco.ppt

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1、,1,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,思科公司IPTV解决方案石斌思科系统（中国）网络技术有限公司,2,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,内容 思科IPTV承载网解决方案 思科IPTV整体解决方案,3,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,内容 Triple Play推动城域网网络结构的优化骨干网，汇聚层，接入层如何分离控制不同接入业务

2、 IPTV 网络结构 IPTV网络设计 IPTV业务部署建议,4,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,Triple Play业务对现有城域网的挑战 视频业务高带宽的特性对现有网络结构和网络设备的挑战 从“连接”到“运营”转变的挑战 开展新业务，巨大的投资成本和保持盈利能力带来的挑战 IPTV业务需要高品质SLA,为管理和监控带来的挑战 全方位的安全保障的挑战 城域网大规模时延敏感业务支持能力的挑战,5,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2

3、005_c1,为什么要实施接入层业务分离？,不同的业务需要不同的可用性，带宽需求,用户接入业务分离便于实施不同的QoS策略和路由策略,运行商 组织结构,不同的业务可能由不同的部门管理；业务隔离为不同部门分别管理各自的业务提供可能；,GE DSLAM,6,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,汇聚层，接入层业务的业务分离,DSLHAG,VideoBridgeGroup,DataBridgeGroup,Port 1,Port z,Video VC,Video VC,Data VC,DSLHAG,+STB,+STB,

4、+STB,VoIPBridgeGroup,Voice VC,Data VCVoice VC,802.1QEncaps,接入层通过多VC的方式分离,汇聚层通过多Vlan和独立上联链路的方式分离,ServiceRouter,BRAS,Internet,视频？分离话音,以太网汇聚GE UplinkVideo VLANData VLANVoice VLAN,7,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,Video网关,以太网汇聚GE UplinkVideo VLAN,Data VLAN,Voice VLAN802.1Q,话

5、音网关,IP/MPLS骨干网,接入层,业务网关物理分离，骨干网共享 通过VR虚拟路由器分离？,完全的物理分离？业务网关分离,Encaps数据网关(BRAS),8,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,业务网关物理分离，骨干网共享（续）业务网关物理分离，为实现可运营可管理的网络奠定了基础；控制平面和数据平面都有良好的扩展性；可针对业务的特点，可灵活的实施不同的策略，技术和管理方式；每个业务网络都可以根据需要选择性价比最高的平台，从而降低总体建设成本；业务网关的物理分离便于对高品质业务实施高可靠性和健壮性技术 视频

6、业务通过SR设备来进行传送 接入层的业务分离为每个业务建立分离的逻辑拓扑；业务逻辑拓扑可能映射到相同或不同的物理链路；不同业务终结于网络中不同的层次和设备；每个家庭网络终端与相应的业务拓扑相对应；Set Top=Video,PC=Internet Access,IP Phone=Voice 灵活的架构适合各种新兴业务的快速开发与部署,9,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,Regional Broadband,Network,Access Network,AccessNode(DSLAM),AccessLoo

7、p,MDF,EthernetAggregation,IP,BBNetworkGateway,L2TS,L2TP,Customer Prem.Net,CPE,NSP1,ASP1,A10-ASP,A10-NSP,U,User1,User2,T,NID,NSP2,IP-QoSA10-NSP,IP-QoS,A10-ASP,V,ASP/BB,Network,Gateway,Aggregation Network,Internet Access链路,DSL(WT-101)DSL Forum WT-101是帮助运行商从基于ATM的汇聚网络迁移到基于Ethernet的汇聚网络的指导性文件，同时适应于日益增长的

8、Triple Play等多业务需求，提出优化的网络结构和拓扑Video分流链路,10,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,WT-101:从单独的BRAS到多个BBNG PPPoE在数据宽带接入中担负着用户认证和计费的重任 在Video业务中，无论是BTV还是VoD，认证系统都是由Video系统的上层应用层完成的，PPPoE不再是必须 因此，WT-101中提出了IPoE和BBNG的概念，BBNG-Broadband Network Gateway 从宽带用户到运营商IP网关，可以有多个BBNG，而不是单个BRA

9、S作为网关和业务提供点,11,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,思科IPTV承载网解决方案 Triple Play推动城域网网络结构的优化 IPTV 网络结构组播复制点采用适合IPTV业务的协议和AAA方式IPTV视频服务系统的部署与端到端的城域网结构 IPTV网络设计 IPTV业务部署建议,12,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,组播复制点 WT-101建议采用IPoE结合Ethernet实现高效的组播复制和传送 为实

10、现带宽的最优化，避免重复使用，Video业务网关，以太网汇聚设备和DSLAM应逐级复制,IP/MPLS骨干网Video SR,以太网汇聚,TV+STB,DSLAM,DSLAM,本地组播复制,本地组播复制,本地组播复制,以太网汇聚,城域网IP网络分级视频数据中心,城域网接入网络本地组播复制以太网汇聚,13,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,采用适合IPTV业务的协议IPoE,DHCPIPoE vs PPPoE IPTV业务包括VOD和组播Video,是应用层的业务 用户使用应用层业务时不能脱离应用层协议完成业

11、务请求 在STB和视频服务系统之间已有完善的认证，授权，计费，SLA实施，准入控制，密要分发，数据加密等机制 因此完全没有必要使用PPPoE的封装，IPoE是合理的选择，PPPoE只会增加额外的开销 采用PPPoE，并终结于BRAS，会使投资成本增加 采用DHCPDHCP是IPoE方式下IP地址分配的自然选择DHCP无论是在IPTV应用系统和网络设备中都有完善的安全机制和良好的扩展性全球著名的视频服务提供商如Comcast,Fastweb,Neuf,Yahoo!BB等都采用DHCP作为IP地址分配机制，最大规模已超过1千万用户,14,2005 Cisco Systems,Inc.All rig

12、hts reserved.,11098_05_2005_c1,核心/出口路由器,分布层路由器,以太网汇聚,接入业务路由器,BRAS,SR,BRAS,BRAS,BRAS,SR,SR,2层接入,DSLAM,交换机,EMS,DSLAM,交换机,交换机,DSLAM,交换机DSLAM,EMS,EMS,EMS,EMS/HMS,EMS/HMS,CMS,IPTV视频服务系统分级部署模式Central,MediaStation,Edge,/HomeMedia,Station,Edge,MediaStation,以太交换/MSTP,大客户,同城互连用户,大客户接入网络平面,公众接入网络平面,15,2005 Cis

13、co Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,思科IPTV承载网解决方案 Triple Play推动城域网网络结构的优化 IPTV 网络结构 IPTV网络设计城域网的可靠性和健壮性，组播的性能和扩展性是提供IPTV业务的重要保证网络安全是开展IPTV业务的基础城域网开展IPTV业务建议的QoS设计城域网提供对IPTV业务的网络管理与监控 IPTV业务部署建议,16,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,QinQ+Video Vlan 3层终结MAN S

14、RBRAS,汇聚交换机,ADSL用户,DSLAM,非Video VLAN加上外层802.1qTAG后，2层连接至BRAS，保,证per user per vlan,接入交换机下连DSLAM端口启,动QinQ,将其中的Video,VLAN作3层终结，3层连接至SR,DSLAMDSLAM与接入交换机之间使用802.1q，video使用专用VLAN,QinQ,3层连接,17,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,系统冗余和快速收敛 冗余的IPTV视频服务系统和转发路径 转发路径冗余对IPTV组播流是必须的，对IPTV

15、单播流是可选的 冗余的Service Router连接到冗余的IPTV视频服务系统 网络的快速收敛以太网汇聚和service router之间运行3层，利用成熟的IP fast convergence技术可实现毫秒级的切换；组播借助单播的快速收敛技术，也可实现毫秒级的切换；组播源的快速切换利用anycast技术，多个组播源共享一个IP地址，同时发送组播流量，网络设备根据最短路经，选择最近的组播源，最近的组播源失效，网络进行单播，组播的快速收敛，尽量降低业务中断的时间；,18,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1

16、,组播性能和扩展性 IGMP性能以太网汇聚设备汇聚多台DSLAM,DSLAM工作于IGMP Snooping方式时，以太网汇聚设备同时处理IGMP报文的最大数量=汇聚的DSLAM数量*平均DSLAM同时在线的用户数，以太网汇聚设备处理IGMP的性能很重要 频道切换时间观测到的性能最好时1到2秒,最差时 4-5秒；I-frame延时250ms 到1+秒；网络leaves&joins造成的延时通常为 100-300 ms；jitter buffer填充增加200+ms；影响频道切换时间的因素主要包括:-Set Top Box 处理频道切换请求的时间；-DSLAM停止前一个视频流的信令处理时间；-网

17、络leaves&joins造成的延时-获得新的解密密钥的时间(如果视频流被加密)-jitter buffer填充时间；-等待下一个 I-Frame的时间；降低频道切换时间在可能的情况下，降低I-frame之间的间隔DSLAM必须支持IGMP fast leave,受到IGMP leave后立即停止视频流,19,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,DHCP option 82防止地址耗尽组播源,（甲）,（乙）,（丁）,（丙）,DHCPDSLAM,宽带城域网SiDSLAM端口打开DHCP Option 82功能，

18、加入DSLAM LineID,DHCP 服务器根据OPTION82(DSLAM LineID)决定IP地址的分配,20,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,DHCP Snooping+DHCP rate limit,Switch B,DHCP拿不到地址？,Switch C,BRAS,DHCP 服务器AAA服务器Switch A,控制DHCP的速率每秒1万个DHCP等请求,21,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,虚假ARP攻

19、击G,Y,ARP,ARP,Hi Y，我是网关Hi G，我是YX,问题：在同一网段用户窃取其他用户信息，但受害者毫不觉察,22,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,ARP 监听,动态ARP检测查看输入APR条目的MAC-IP匹配关系的正确性。ARP Inspection,Private VLAN,DHCP 服务器动态查看DHCP信息（来自于DHCP监听），验证输入DHCP响应的正确性。DHCP SnoopingVACLPrivate VLAN防护APR,Spoof，控制同一子网的用户相互访问,Port Secu

20、rity,端口MAC的绑,定，可接受的,MAC数量，预,防MAC攻击,23,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,组播安全SSM Mapping for IGMPv1/v2,Reverse DNSlookup for,group G,Group G-Source S,PIM(S,G)join,骨干网采用PIM,SSM(source,specific multicast)针对(Source,Group)join,防止非法的Source,非法节目源无法传送到网络中,具有更好的安全,性，运行商可控制S-G,mappi

21、ng,防止DoS攻击,不需要终端对,IGMPv3的支持PIM(S,G)joinDNS response:,IGMPv2 joinSet TopBox(STB),24,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,IPTV QoS,Set Top,GEDSLAM,Sat Rx,TIU,以太网汇聚,VoDServer(s),Internet,Service Router,BRAS,HomeAccessGateway实施队列调度和WRED，保障video业务的带宽,MulticastVodVoiceInternet,QoS

22、remark:来自BRAS的流量 dscp重标记为0来自Video SR的流量dscp重标记为AF,25,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,组播/VoD QoS 推荐的设置,Video使用DiffServ AF PHB,组播一个队列，对带宽加以保证；VoD一个队列，对带宽加以保证；,Voice严格优先级队列，对带宽加以限制；internet一个队列,带宽无保证；建议的DiffServ 标记,组播=DSCP AF11;VoD=DSCP AF22；Internet=DSCP 0;Voice=EF;,Queue

23、1Queue 2,Queue 3Queue 4,Sched,TX,26,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,IPTV流量监控解决方案NetFlow的应用,Eth 0,Eth 1,Eth 4Eth 3,127.0.0.1,网管中心,NetFlow收集分析服务器10.0.0.2,IPTV服务器-(10.0.0.2,224.10.10.100),IPTV使用的Multicast流量纪录利用Netflow技术对IPTV客户的业务流量进行精确统计和分析Netflow用来实现业务流量的精确计量，可以区分到每个客户或每种业

24、务类型Netflow适用于IPTV视频流的业务统计与Netflow 采集器配合工作，可以实现管理数据的集中采集和统计分析,27,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,业务流量实时监控异常流量,核心1核心2,(M)(M),14012010080604020建立基于IPTV业务的日常流量模型0发现异常流量，运维人员立即响应建立一套适合IPTV业务的流量模型分析机制,28,2005 Cisco Systems,Inc.All rights,IPTV业务质量监测方案,核心/出口路由器分布层路由器,接入业务路由器,BRA

25、S,SR,BRAS BRAS,SR,BRAS SR,2层接入,DSLAM,交换机,EMS,DSLAM,交换机,DSLAM,交换机,交换机DSLAM,EMS,EMS,EMS,EMS/HMS,EMS/HMS,CMS,Centra,lMediaStationEdge/Hom,eMediaStation,以太网汇聚Edge,MediaStation,IPTV业务质量监测系统能实现：,实时监测与分析端到端，逐跳主动运维,11098_05_2005_c1与运维管理挂钩的长效机制reserved.,建立一套适合IPTV业务的运营监测机制,29,2005 Cisco Systems,Inc.All right

26、s reserved.,11098_05_2005_c1,思科IPTV承载网解决方案 Triple Play推动城域网网络结构的优化 IPTV 网络结构 IPTV网络设计 IPTV业务部署建议,30,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,IPTV业务部署建议 部署业务分离的网络结构DSLAMHome Gateway采用多VC分离业务建议采用以太网汇聚设备，分流internet业务和视频业务分别到BRAS和SR,骨干网共享；IPTV系统部署建议采用性能价格比高的GE/10GE技术，在用户密度高的场合，尽量采用10

27、GE物理拓扑根据光纤资源情况，采用环形或星形如果光纤条件允许，尽量采用10GE环；IPTV业务采用IPoE和DHCP视频服务系统分级部署CMS-HMS-EMSCMS到HMS/EMS的通讯通过VPN实现,31,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,IPTV业务部署建议（续）,性能，扩展性部署建议,组播逐级复制，SR 以太网汇聚设备 DSLAMDSLAM部署IGMP proxyDSLAM部署IGMP fast leaveIPTV业务3层边缘设在以太网汇聚设备,管理和监控部署建议,汇聚交换机实施netflow流量统计

28、DSLAM实施频道收看统计部署IPTV IP SLA性能监控系统,组播过渡方案,对于不支持组播复制功能的DSLAM,在过渡期间，可通过EMS将组播转换成单播的方式开展业务，逐步将不支持组播复制功能的DSLAM更换或升级到支持组播复制,32,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,IPTV系统部署建议安全部署建议,33,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,思科端到端Video/IPTV网络解决方案,IPTV业务,支撑系统,IPTV

29、业务承载网,家庭网络,核心设备,IP TV业务系统,汇聚设备,汇聚设备,IPTV安全防护,媒体分发,运营支撑系统,IP TV流媒体服务器,业务路由器,BRAS,汇聚设备,汇聚设备,接入交换机家庭网关,媒体分发,大客户接入网络平面,DSLAM公众接入ADSL 网络平面MODEM,接入交换机大客户网络,承载网络设计要点：,承载协议高性能和扩展性,组播性能QOS实现,网络安全业务流量监管,业务路由器业务汇聚,业务汇聚,34,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,思科IPTV整体解决方案Cisco+SA+Linksys

30、+专业化服务:The most comprehensive approach for data,voice,videoCisco IPTV/Video over IP NGN,35,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,BuildCRS-1,XR 12000,7600,VoIP,morePartnerContent providersMiddlewareAcquireScientific Atlanta,Linksys,科学亚特兰大弥补了思科基于IP NGN架构的视频解决方案IP,DNAVideoDNAHome

31、 NetworkingDNA,Control,36,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,科学亚特兰大给思科IPTV整体解决方案带来了什么？,BSS/OSS,VideoHEsNetwork,Home,Adds:-STB-Voice-Modems,Adds:-Video Control,Adds entire block,Adds:-Video Edge-Cable/FTTP Access,System,Integration,Adds:-Video HE&S/W Integration-Control,App.

32、,Layer,Service,Layer,Network,Layer,Network,37,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,今天：全面的IPTV解决方案价值链,Cisco CRS-1Cisco XR12000,Cisco ONS15454MSTP/MSPP,Cisco ONS15600 MSPP,Cat 4K/3K,CiscouBRCMTS,CBPM,Cisco 7600Cisco CRS-1,Cisco 7600,CSCP,BcastMux,CAS/DRM,VideoHeadendPartners,Vi

33、deoServing OfficePartners,HomeLinksys,SuperHeadendPartners,WebStarMTA,WebStarCM,GainMaker,ContinuumEdge QAMs,Prisma IIOptics,SDB ServerContentDistribution Service ControlEngine,Explorer STB,DCM Grooming&Ad Insert,EncodersPowerVuReceivers,DNCSSDBManager,38,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,

34、11098_05_2005_c1,无可比拟的视频经验Cisco&Scientific-Atlanta,The Worlds largest Video/IPTV networks,run on the combined companysinfrastructure.,Over 22 Million Explorer Digital STBs,Over 3.7 Million DVR units shipped Over 2.6 Million HD STBs shipped,Over 50 Million Homes Passed with Over,240 Video Headends deployed globally including some the worlds largest,Over 10M digital video subs get their,video streams over Cisco networks Over 1 Billion IPTV VOD streams will becarried on Cisco networks.,39,2005 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.,11098_05_2005_c1,39,