中国移动IP专网二期工程技术建议书(终稿) 华为.doc
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1、中国移动IP专用承载网二期工程技术建议书 华为技术有限公司目录1建议方案总体描述61.1网络业务定位61.2网络建设目标及原则61.3IP专网一期介绍71.3.1网络节点设置及层次结构81.3.2网络拓扑结构81.3.3网络设备配置、节点结构91.3.4总体运行情况101.4二期网络拓扑结构111.4.1网络层次结构111.4.2网络拓扑结构121.4.3设备配置132网络系统配置及解决方案152.1网络路由组织方案152.1.1IP路由方案152.1.2IS-IS Metric设计161.Metric设计原则162.Metric设计172.1.3路由稳定性设计182.1.4路由快速收敛设计1
2、92.2网络业务、应用组织MPLS VPN方案192.2.1网络业务、应用组织方式192.2.2MPLS部署方案202.2.3MPLS VPN方案建议202.2.4VPN路由方案212.3网络服务质量保证机制(QoS)232.3.1NE系列路由器QoS实现机制232.3.2本期工程QoS实施方法261.网络设计262.Diff-serv技术282.4网络业务承载及故障恢复方案312.4.1NE系列路由器可靠性技术321.故障快速检测技术322.NSF(GR)323.IGP/BGP/LDP协议快速收敛334.FRR技术332.4.2本期工程可靠性方案331.IGP/LDP/BGP快速收敛方案33
3、2.NSF(GR)方案343.TE FRR方案344.二期工程可靠性总体方案352.4.3TE FRR方案361.基于MPLS TE的FRR介绍362.本期工程TE FRR目标373.TE FRR设计374.TE Tunnel路由宣告方式415.TE故障恢复方式426.TE带宽预留方案437.MPLS TE的约束性442.5流量分担方案442.5.1业务系统流量分担442.5.2承载网流量分担451.流量分担策略介绍452.端口捆绑分担463.等价路径(LSP/路由)472.5.3本次工程建议472.6网络及应用系统安全解决方案492.6.1安全整体框架描述492.6.2安全需求分析491.网
4、管平面502.业务平面503.控制平面512.6.3网管平面安全方案511.内部结构优化512.边界控制方案533.终端管理方案542.6.4业务平面安全方案551.MPLS VPN安全隔离552.差异化业务系统接入563.流量控制和采集562.6.5控制平面安全方案572.7应用系统接入解决方案592.7.1软交换局域网接入592.7.2业务系统本地接入方案602.7.3业务系统双归接入方案622.7.4应用系统接入方案比较632.8IP地址方案642.8.1公有地址设计642.8.2地址规划652.9NTP时间同步方案662.9.1NTP基本原理662.9.2NTP建议方案673网管系统建
5、设方案674春节过渡方案684.1过渡方案思路和范围684.2各省份实施方案694.3流量分担策略754.4可行性分析764.4.1UMG8900割接方式764.4.2现网A、B平面的利用和容量分析774.5春节后割接思路775应用系统及业务系统割接方案785.1割接方案验证785.2总体割接思路795.3割接步骤795.3.1新建目标网络并测试805.3.2连接新旧网并测试811.网络连接812.新旧网流量疏导策略823.连接配置824.路由收敛时间优化845.新旧网连通性测试855.3.3各大区割接861.UMG8900割接方法862.软交换割接方法873.各省割接885.4本次割接方案特
6、点881 建议方案总体描述根据“中国移动IP专用承载网二期工程工程规范书”的要求,中国移动IP专用承载网(简称IP专网)的总体方案建议如下:1.1 网络业务定位IP专网是中国移动下一代能够同时支持语音、视频、数据、企业互联等多种业务的核心承载平台,IP专网以创建中国移动的品牌形象,形成可赢利的运营模式,提升中国移动的企业竞争力和赢利能力为主要目的。中国移动IP专网初期主要作为中国移动GSM省间长途话路中继,二期工程中,中国移动IP专用承载网将逐步实现多业务承载网,包括“软交换汇接网”、“网管支撑系统联网”、“业务支撑系统联网”、“企业信息化系统联网”等业务的接入和承载,并将逐步在其中期发展进程
7、中实现3G CS/PS、IMS和部分可控的集团用户MPLS VPN业务的接入和承载。1.2 网络建设目标及原则考虑到IP专网的地位及承载业务的重要性,为确保其所承载软交换类业务、3G业务及大客户VPN业务安全可靠地运行,华为建议本期工程的IP专网应具备如下特点: 具备强大的处理能力、业务能力及平滑演进能力:IP专网必须具备承载高QoS业务所需的性能、各种特性及业务能力(如MPLS VPN、QoS、安全特性、ACL等),同时应具备强大的业务演进及扩展能力,对于新特性、新业务的提供(如IPv6),可通过软件升级的方式提供,最大限度地保护现网投资,满足可持续发展的要求。 严格保证增值类业务(VPN、
8、VoIP及视讯等)的QoS:IP专网端到端单向时延小于50ms、端到端时延抖动小于10ms、丢包率为小于1%,能够为所承载的各类电信业务(包括媒体流及信令流等)按需提供QoS保证(EF、AF)。 严格保证数据平面的安全性:保证业务在IP专网中传送时的可靠性、完整性和保密性。 严格达到PSTN网99.999%的可靠性要求:承载层设备本身必须达到99.999%可靠性要求,核心层具备50ms级别故障保护能力。 可运营、可管理:IP专网必须具有完善的故障定位、故障排查等功能,为网络日常维护管理、网络优化提供依据,同时应提供VPN策略部署工具,简化管理、降低维护成本。为达到上述目标要求,在网络架构设计中
9、,应始终坚持以下建网原则: 高可靠性:网络系统的稳定可靠是应用系统正常运行的关键保证,在网络设计中应选用已规模商用的高可靠性网络产品,合理设计网络架构,制订可靠的网络备份策略,保证网络具有故障自愈的能力,最大限度地支持系统的正常运行。 标准开放性:支持国际上通用标准的网络协议(如TCP/IP)、国际标准的大型的动态路由协议(如BGP、ISIS)等开放协议,有利于以保证与其它网络之间的平滑连接互通,以及将来网络的扩展。 QoS:对于所承载的每种业务,要能够按需提供QoS,对于VoIP等实时业务,要能够提供类似于传统PSTN网络的服务质量,这样才能作为电信级业务的IP骨干网络。 安全性:通过设备机
10、制及组网方案提高网络整体的安全性,对于所承载的电信级业务,要能提供类似于传统专线一样的安全性。 灵活性及可扩展性:根据未来业务的增长和变化,网络可以平滑地扩充和升级,最大程度的减少对网络架构和现有设备的调整。 可管理性:对网络实行集中监测、分权管理。选用先进的网络管理平台,具有对设备、端口等的管理、流量统计分析,及可提供故障自动报警。1.3 IP专网一期介绍1.3.1 网络节点设置及层次结构中国移动IP专网一期工程在北京、上海、广州、武汉、南京、沈阳、西安、成都8个城市设置汇聚节点,每个节点配置2台汇接路由器(CR),构成网络的汇聚层;在所有省会、部分地市城市和全国网管中心设置逻辑接入节点,每
11、个接入节点分别配置12台接入路由器(AR),构成网络的接入层;在汇聚节点之间按双平面组织,两个转发平面分别设置全网状中继链路,所有接入节点均通过2条中继链路就近上联到本大区汇聚节点的2台汇聚路由器,每个转发平面均按可以承担全部业务量设计,以保证业务的可靠性和服务质量。中国移动IP专网一期网络层次结构详见下图。图 1 中国移动IP专网当前层次拓扑1.3.2 网络拓扑结构中国移动IP专网一期采用对称的双平面网络拓扑结构,在网络的汇接层,所有汇接节点的CR1路由器通过全网状中继链路互联,所有汇接节点的CR2也通过全网状中继链路互联,从而在汇接节点之间构筑A、B两个汇接层转发平面,同时,在同一汇接节点
12、的CR1和CR2路由器之间设置直连的快速倒换链路。在网络的接入层,除“中国移动通信有限公司”节点外,所有接入节点(含全国网管中心网管系统接入节点)的AR路由器均通过2条中继链路就近上联到本大区汇接节点的2台CR路由器,“中国移动通信有限公司”节点AR路由器通过2条GE中继链路接入到北京望京机房CR2路由器。中国移动IP专用承载网一期网络拓扑结构现状详见下图。图 2 中国移动IP专网一期网络拓扑结构1.3.3 网络设备配置、节点结构中国移动IP专网一期工程采用华为公司Quidway NetEngine80(简称NE80)核心路由器作为8个逻辑汇接节点汇接路由器(CR),采用华为公司Quidway
13、 NetEngine40通用交换路由器(简称NE40-8)和NE80作为49个中国移动通信有限公司、省中心和地市级接入节点的接入路由器(AR),其中:太原2、南昌2、杭州2、济南2、长沙2、南宁2、昆明2、佛山和江门等节点采用NE80路由器系统,“中国移动通信有限公司”节点和其它各节点配置NE40路由器系统;“全国网管中心”节点采用华为公司Quidway NetEngine 08E高端路由器(简称NE 08E)作为网管系统接入节点的接入路由器(AR)。中国移动IP专网8个大区中心汇接节点分别由2台通过GE链路互联NE 80路由器(CR)构成,2台CR路由器分别被置于汇接层网络的两个转发平面中,
14、通过全网状中继链路(POS STM-1或POS STM-16)实现与同平面其它汇接节点的汇接路由器互联,并通过星型组网实现与所属接入节点路由器的互联。中国移动IP专用承载网50个接入节点分别由1台NE 40路由器、1台NE80或1台NE 08(AR)构成,通过POS STM-1、POS STM-16或GE中继链路分别接入到所属汇接节点的2台汇接路由器(CR),进而实现对两个转发平面的接入;各节点接入路由器通过GE和FE接口实现“软交换系统”业务的接入,并通过E1、POS STM-1、GE接口实现“数据业务监测”业务的接入。中国移动IP专用承载网汇接节点和接入节点的划分是在系统功能层面的定义,在
15、具体系统设备部署上,8个大区中心城市分别选择两处局址机房进行建设,其中一处局址机房部署CR1、AR1、UMG8900(UMG8900 1)和Softswitch 1设备,另外一处局址机房部署CR2、AR2和Softswitch 2(UMG8900 2)设备。1.3.4 总体运行情况中国移动IP专网及其承载的汇接网是中国移动工程建设史上目前最大,涉及面最广的一次工程。在原有汇接局扩容困难,投资大的情况下,中国移动决策使用华为软交换系统建设移动长途汇接网第二平面,并且建设配套IP专网。整个项目从合同鉴定到最后的工程割接前后历时6个多月,经过华为公司和移动的密切配合,在移动公司各省的大力支持,传输、
16、数据、交换等各专业密切配合的基础上移动中国移动IP专网及其承载的汇接网顺利完成实施,整个割接过程平稳,网络质量稳定。中国移动IP专网采用IP电信网建设理念,融合传统电信网技术和IP技术,从业务规划、网络设计和关键技术支撑等方面解决了IP网络承载语音的可靠性和QoS等关键问题。中国移动IP专网2004年11月全网业务割接至今,已经连续长时间稳定运行,经历了2005年春节、2005年中秋等几倍于平时的话务高峰冲击,网络可靠性在实践中得到了证明。1.4 二期网络拓扑结构1.4.1 网络层次结构中国移动IP专网从二期工程开始将逐步演变为3层结构,包括核心层、汇接层和接入层: 核心层:核心节点及相关中继
17、链路构成网络的核心层,实现全网省际业务的转接功能,核心节点设置在业务量较大且具备完善省际传输汇接条件的城市; 汇接层:汇聚节点及汇聚节点至核心节点相关中继链路、汇聚节点间中继链路构成网络的汇聚层,实现各省业务向核心层网络的汇聚以及部分省间业务的疏导,汇聚节点设置在各省会城市,或业务量较大且具备完善省际、省内传输汇接条件的地市级中心城市; 接入层:接入节点及接入节点至本省汇聚节点中继链路、接入节点间中继链路构成网络的接入层,实现各地市业务向汇聚层网络的汇聚以及部分地市间业务的疏导,接入节点设置在具有业务接入需求的各省会、直辖市及地市级城市。考虑到网络发展的可扩展性,核心节点、汇聚节点和接入节点的
18、路由器系统最终将采用层次化部署方式,即:在核心节点部署核心路由器(CR),在汇聚节点部署汇聚路由器(BR),在接入节点部署接入路由器(AR)。根据网络的核心层和汇聚层组网需求,同时考虑到接入层系统及业务接入需求,核心节点所在城市的同一局址机房可能同时部署有CR、BR、AR不同层次的路由器系统;在网络规模和覆盖范围的逐步演进过程中,BR和AR路由器系统可在初期采用合设方式,CR在网络建成初期便采用独立设置方式。中国移动IP专用承载网目标网络层次结构如下图所示。图 3 中国移动IP专网二期层次结构根据本次工程计划实现接入和承载的业务分布范围,广东省CR、BR系统采用合设方式,称之为CR,其它各省会
19、、直辖市节点的BR、AR系统均采用合设方式,并统称为AR,即:本次工程实施完成后,网络暂维持核心层和接入层2层结构。1.4.2 网络拓扑结构二期工程实施完成后,中国移动IP专用承载网将形成两层的拓扑结构。其中: 核心层(CR)网络:在北京(1、2)、上海(1、2)、广州(1、2)、沈阳(1、2)、南京(1、2)、武汉(1、2)、成都(1、2)、西安(1、2)8个城市分别配置2台核心路由器(CR),构成8对核心节点;核心节点CR之间采用对称的不完全网状连接方式;根据光缆路由的实际走向及彼此业务的相关性,任何1对同城市的核心节点CR路由器至少与2对其它城市核心节点的CR路由器相联;在每对核心节点C
20、R1、CR2之间建立互联链路。 接入层(AR)网络:作为接入节点,在“全国网管中心”、北京(1、2)、上海(1、2)、沈阳(1、2)、南京(1、2)、武汉(1、2)、成都(1、2)、西安(1、2)、哈尔滨(1、2)、长春(1、2)、海口(1、2)、广东省广州(1、2)、广州(3、4)、深圳(1、2)分别配置2台接入路由器(AR),在广东省佛山、江门2个地市分别配置1台接入路由器(AR),在广东省东莞、惠州2个地市分别配置1台接入路由器(AR),构成成对配置的接入节点,并采用“单归双联”的方式接入到所属核心节点对(CR1、CR2);在福建省福州、厦门分别配置1台接入路由器(AR),在其它所有省会
21、、直辖市城市分别配置2台接入路由器(AR),构成成对配置的接入节点,并采用“双归单联”的方式接入到所属核心节点对(CR1、CR2)。二期工程实施完成后,中国移动IP专网网络拓扑总体架构如下图所示。图 4 中国移动IP专网二期详细结构1.4.3 设备配置设备介绍针对本期IP专网的技术要求、网络位置和容量、业务发展以及华为公司数通产品特点,建议核心层CR节点采用华为Quidway NetEngine 5000E核心路由器(以下简称NE5000E),广州汇聚节点采用华为公司Quidway NetEngine 80E核心路由器(简称NE80E),其它汇接/接入节点采用Quidway NE80E或者Qu
22、idway NE80核心路由器(以下简称NE80E/NE80),RR路由反射器可以采用NE40路由器。NE5000E是华为公司面向下一代融合IP承载网、互联网骨干节点、城域网核心节点以及数据互联中心节点推出的顶级核心路由器产品。NE5000E秉承第五代路由器理念,基于先进的网络处理器技术、ASIC技术、IPv6技术和光背板互连技术,采用分布式和可扩展性设计,具备海量交换容量和超高转发性能,全面满足新一代互联网对带宽性能、服务质量、业务提供能力的需要。NE5000E所具备的高性能、丰富业务特性、高可靠性和模块化扩展性,给网络带来更多价值,是下一代IP网络核心节点的理想选择。NE80E是华为公司推
23、出的NE80增强型高端网络产品,主要应用在IP骨干网、IP城域网以及各种大型IP网络的核心位置,可提供线速10G接口。NE80E基于分布式的硬件转发和无阻塞交换技术,具备电信级可靠性、线速转发性能、完善的QoS机制、丰富的业务处理能力、优异的扩展能力,满足不断增长的数据和互联网业务对网络骨干设备的需求,可实现IPv4向IPv6的平滑过渡,是IP骨干网和IP城域网向宽带化、安全化和业务化发展的重要源动力。NE80/40采用第五代路由器的体系结构,具有良好的扩展性,充分继承了第四代全分布式硬件处理的架构,有机地结合了软件的灵活性和硬件的高性能,即提供线速转发性能,又具备快速良好的业务升级和扩展能力



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