中小城市宽带IP城域网网络优化技术探析

黄小川

（陕西广电网络传媒（集团）股份有限公司，陕西 西安 710061）

1 宽带IP城域网网络现状存在的主要问题

现如今，我国中小城市宽带IP城域网建设已经取得了明显成效，但是在实际发展过程中仍存在一些问题，主要体现在以下几个方面。一是城域网设备的处理性能存在不足，其CPU占有率较高，存在明显的丢包问题，直接导致承担业务控制策略上移到出市路由器上行端口，省骨干网的功能模糊，效率低下，对相关业务的开展形成阻碍。二是网络安全性能有待加强，容易受到一些不法分子、黑客以及病毒的入侵，如果没有及时进行处理可能会导致城域网网络瘫痪。三是管理及监控水平低下，整体网络维护技术有待提高。因为宽带设备不具备完善的集收集、记录与分析为一体的运行机制，无法及时定位故障，网络分析及优化工作效率低下，不能为业务卡主提供有效的数据保障[1]。

2 城域网网络优化技术实施

基于对上述问题的分析，需要在原有城域网的基础上提出IP城域网网络优化措施，对网络结构进行合理调整，设置VPN等多项新型功能，满足宽带业务广大用户的业务需求，提高工作质量及效率。

2.1 优化后的网络结构

优化后网络结构主要体现在总体骨干层、核心层、汇聚层以及接入层几个层面。图1为路由器网络分层结构图。

图1 路由器网络分层结构图

2.1.1 总体骨干层

通过新增加的路由器实现与原有骨干设备的有效、统一连接，并在这一基础上建立全新的双向路由系统，基于双向路由模式，实现对骨干层相关路由设备的有效优化。

2.1.2 核心层

根据相关要求明确核心层不同中心局形成的中心节点。核心层的主要组成部分包括中心局1、中心局2以及其他两个核心节点。基于路由器相邻两个中心节点实现双向归属连接，在GE模式的辅助下保证宽带链路和骨干层核心及管理路由器的有效连接。

2.1.3 汇接层

汇接层仍需要保持原有的结构，通过交换机利用GE保证核心层与其他中心局核心路由器的有效连接。

2.1.4 接入层

接入层相关设备需要通过二层或者三层方式与汇聚层连接，在VLAN的作用下发挥用户间的穿透功能，再通过另一个VLAN接到汇接层交换机，进行静态路由连接[2]。

2.2 优化后的网络传输能力

优化后可以通过GE接口实现核心层到骨干层及核心层设备的有效拦截，如果业务量存在增加的情况，可以通过N×GE的捆绑方式对带宽进行延伸，并且也可以使用10G或者2.5G进行有效连接。通过优化网络传输能力，出口带宽显著扩大，从原来的8×155M扩大至2×2.5G[3]。

2.3 优化后的网络处理能力及网络业务功能

优化后网络处理能力及网络业务功能主要体现在下述几个方面。一是核心节点中原有路由交换机被高性能且先进的高端路由器取代，有效强化网络处理性能，并且该路由器支持多项功能，具备非常强的QoS功能，能够满足客户和电信级业务发展需求，效果理想。二是汇聚层增设新型设备，使用下行业务接口类型，功能丰富，密度较大，并且具备一定的转发能力，支持高性能路由交换机。三是增设BRAS使用下行业务接口，类型繁多，密度较大，能够有效提高对各类宽带业务的管理水平，不仅适用于常规IP专线，而且能够针对ADLS用户来进行相关业务，能力较强。

3 路由策略优化

3.1 BGP路由策略

中小城市IP城域网具有一定的独立性，通过管理层面和技术层面展开分析，城域网全部节点均在相同的自治域范围内。使用相同的自治域号码能够在城域网核心路由器中运行IBGP，通过骨干路由器连接运行EBGP，对城域网中两台核心路由器进行路由发布，之后结合具体情况充分发挥BGP的作用。根据IP网具体情况合理分配数据流量，保证其健康稳定发展[4]。图2为IGBP和EBGP示意图。

图2 IGBP和EBGP示意图

对稳定运行的网络来说，通常情况下需要设置单独的路由器，将其当作MP-IBGP反射器，IP城域网中全部POP节点均需要通过IBGP身份只与RR建立IGBP的邻居进行BGP路由的获取及交换，能够得到较高的网络冗余。

3.2 IGP路由策略

现如今，能够适用于规模较大的ISP且符合相关标准的IGP路由协议主要包括OSPF和IOS系统，能够同时支持OSPF及IS-IS路由协议。上述协议均为以链路状态计算的最短路径路由为基础的协议，在大规模的ISP网络中应用广泛，取得明显成效[5]。

OSPF准许自治系统中路由根据虚拟拓扑结构进行合理设置，并不需要根据物理互连结构对其进行设置。区域与区域之间也可以通过虚拟链路进行有效连接，在IP资源准许的情况下，通过应用点到点链路有助于节约IP空间。结合上述分析可知，对现网情况进行考虑，可以在中小城市IP城域网中采用现有的OSPF协议，并且确保全部城域网均在相同的 AS0内[6]。

3.3 OSPF路由策略

OSPF路由策略能够有效促进自愈。为了保证邻居间的有效连接，OSPF进程会通过向邻居传输Hello包的方式巩固连接。通常情况下，Hello包的timer在以太链路默认为10 s，非广播链路为30 s，另外其邻居间也通过dead interval timer使用上述timer确保邻居间连接的稳定性[7]。如果路由器在dead interval timer间隔过长中未收到任何Hello包，则会认为其下线。对城域网络连接进行分析，需要降低timer，促进OSPF自愈。

对Cisco IOS来说，默认OSPF需要结合接口链路的带宽对其metric进行计算，主要为参考单款除以链路带宽。对高速链路进行分析，如OC-12和OC-48等链路，如果仍使用默认参考单款，则会导致一些高宽带链路metric数值相同，所以需要结合具体情况合理调整link的metric值，保证路径选择的合理性[8]。

4 MPLS VPN业务部署

目前，为了有效满足广大客户的服务需求，需加速电信级网络的建设，以IP应用为基础对网络进行特殊处理。企业需要利用提供商提供的多样化服务及本身IP网络无缝互通选项的IP增殖服务有效降低成本。为了能够有效提高效益，需要采取MPLS技术[9]。图3为MPLS VPN概述图。

图3 MPLS VPN概述图

该项技术能够为服务提供商提供可以延伸和扩展的IP服务能力，并且对配置和管理较为简单。MPLS运营商采用交换模式或者路由网络可以提供能够满足业务需求的IP服务，因此该项技术是一项可靠技术，适用于IP网络为主的服务工作[10]。

5 结 论

中小城市IP城域网网络技术优化需要以满足广大居民网络需求为重要基础，通过采取上述优化措施，骨干层2.5G上行出口利用率小于40%，核心层路由器上行GE口忙时利用率均低于40%，并且平均延时较优化前提升2 ms，全部网络运行情况稳定且安全，能够有效满足用户个性化上网需求。