【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 因而IntServ主要用于IP城域網(wǎng)的邊緣，實(shí)現(xiàn)用戶至POP(Point Of Presence)點(diǎn)之間業(yè)務(wù)的QoS。2. DiffServ模型為了解決IntServ擴(kuò)展性較差的缺點(diǎn)，IFTF在RFC 2475中又提出DiffServ體系結(jié)構(gòu)，基本思想是在網(wǎng)絡(luò)邊緣將數(shù)據(jù)流按QoS要求進(jìn)行簡(jiǎn)單分類，對(duì)不同類別的數(shù)據(jù)采用不同的轉(zhuǎn)發(fā)策略。DiffServ在實(shí)施QoS時(shí)，不再是針對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)流，而是針對(duì)數(shù)據(jù)流的集合，因而在網(wǎng)絡(luò)中就不再需要保持大量的狀態(tài)信息。DiffServ使用IPv4分組頭中的ToS(業(yè)務(wù)類型)字段(對(duì)IPv6來(lái)說(shuō)則是分組頭中的流量級(jí)別字段)，并將8bitToS字段重新命名，稱之為DS字段，其中前6bit可供目前使用，稱為DSCP (DiffServ CodePoint)，剩余2bit暫時(shí)未定義，以備將來(lái)使用。通過(guò)對(duì)分組DS字段的不同標(biāo)記，以及基于DS字段的處理，能夠產(chǎn)生一些不同的業(yè)務(wù)級(jí)別，下行節(jié)點(diǎn)從而獲取足夠的服務(wù)質(zhì)量信息，對(duì)到達(dá)該端口的分組做出相應(yīng)的“處理”，并將它們正確地轉(zhuǎn)發(fā)給下一跳的路由器。需要注意的是，ToS字段和DS字段的定義是不同的，需要由邊緣路由器負(fù)責(zé)將ToS字段映射為DS字段。DiffServ針對(duì)不同的應(yīng)用為區(qū)分業(yè)務(wù)提供了一種簡(jiǎn)單、粗糙的方法，可以根據(jù)PHB(每跳行為)來(lái)劃分多種不同的業(yè)務(wù)級(jí)別，PHB是DiffServ模型的核心，不同的PHB對(duì)應(yīng)著不同的QoS服務(wù)類型，PHB可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的緩存管理和分組調(diào)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前已定義了四種PHB：l 默認(rèn)PHB：是缺省的PHB，定義在RFC2474中，該P(yáng)HB對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)類型為盡力而為型業(yè)務(wù)，如果某個(gè)分組的DSCP值沒(méi)有映射為所定義的PHB，則缺省情況下將其映射為“默認(rèn)PHB，其DSCP值為0000000。l 級(jí)別選擇PHB：該P(yáng)HB定義在RFC2474中，與目前正在使用的IP優(yōu)先級(jí)(IPPrecedence)保持后向兼容，因?yàn)樵贗Pv4的ToS字段中，前3bit作為IP優(yōu)先級(jí)隊(duì)列調(diào)度的選擇標(biāo)志并得到廣泛應(yīng)用，因而通過(guò)該P(yáng)HB將一部分DiffServ編碼分配給傳統(tǒng)的IP優(yōu)先級(jí)，這樣就能使DiffServ與IP優(yōu)先級(jí)共存于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。級(jí)別選擇PHB的DSCP值為：xxx000～111000，因而默認(rèn)PHB的DSCP值(000000)該值也屬于級(jí)別選擇PHB的一種。l 加速轉(zhuǎn)發(fā)(EF)PHB：該P(yáng)HB對(duì)應(yīng)的QoS服務(wù)類型類似于CBR，定義在RFC2598中，確保時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)及分組丟失率最小。被EF標(biāo)識(shí)的分組應(yīng)置于空或短的隊(duì)列中，并按照某個(gè)確定的速率進(jìn)行傳輸，對(duì)超過(guò)由本地策略確定的流量規(guī)劃值的任何數(shù)據(jù)流都可能被丟棄。這種PHB主要應(yīng)用在VoTP、視頻以及關(guān)鍵性的商業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合。其DSCP編碼值為101110。在Cisco IOS軟件中是通過(guò)LLQ(低延時(shí)隊(duì)列)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)EF PHB的。l 確保轉(zhuǎn)發(fā)(AF)PHB：該P(yáng)HB對(duì)應(yīng)的QoS服務(wù)類型類似于nrtV BR/AB R/CFR，與IntServ中的負(fù)載受控型業(yè)務(wù)大致相當(dāng)，定義在RFC2597中，對(duì)未超過(guò)流量規(guī)劃值的數(shù)據(jù)流基本上能保證進(jìn)行正常轉(zhuǎn)發(fā)；對(duì)于超過(guò)流量規(guī)劃值的數(shù)據(jù)流，雖然不會(huì)按照未超過(guò)規(guī)劃值時(shí)那么高的概率進(jìn)行傳送，但是也不會(huì)被丟棄。AF共有四個(gè)不同級(jí)別的轉(zhuǎn)發(fā)確認(rèn)和三個(gè)丟棄優(yōu)先級(jí)。其DSCP碼點(diǎn)(常記為AFij，其中：AF級(jí)別i=1，2，3，4；丟棄優(yōu)先級(jí)j=1，2，3)。節(jié)點(diǎn)會(huì)為每個(gè)級(jí)別分配一定數(shù)量的轉(zhuǎn)發(fā)資源(緩沖空間和帶寬)。在Cisco IOS軟件中是通過(guò)CBWFQ(基于級(jí)別的加權(quán)公平隊(duì)列)和WRED(加權(quán)隨機(jī)早期丟棄)以及CAR(承諾接入速率)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)AFijPHB的。 DSCP碼點(diǎn) 丟棄優(yōu)先級(jí)級(jí)別1級(jí)別2級(jí)別3級(jí)別4低丟棄優(yōu)先級(jí)中丟棄優(yōu)先級(jí)高丟棄優(yōu)先級(jí)001010001100001110010010010100010110011010011100011110100010100100100110注：表中DSCP編碼的前3bit表示級(jí)別，后3bit表示丟棄優(yōu)先級(jí)客戶為了能從ISP處獲得區(qū)分業(yè)務(wù)，需要與TSP簽訂業(yè)務(wù)級(jí)別協(xié)議(SLA)。SLA確立了策略規(guī)則、制定流量規(guī)劃，規(guī)定了用戶可以享受到的業(yè)務(wù)級(jí)別。對(duì)違反SLA的用戶數(shù)據(jù)流都將被丟棄或打上標(biāo)記進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，打上標(biāo)記的分組將得不到相應(yīng)的QoS保證。SLA從根本上明確了所支持的業(yè)務(wù)級(jí)別以及在每個(gè)業(yè)務(wù)級(jí)別中所允許的通信量，它可以是靜態(tài)的也可以是動(dòng)態(tài)的。靜態(tài)SLA定期地協(xié)商，如以月或按年為單位，動(dòng)態(tài)SLA的客戶用某種信令協(xié)議(如RSVP)請(qǐng)求所要求的服務(wù)。需要注意的是，DiffServ只定義了DS字段和PHB，究竟會(huì)提供什么樣的服務(wù)完全由ISP根據(jù)價(jià)格、應(yīng)用的重要性或其他因素來(lái)決定。由于 DiffServ是集合型的，不再針對(duì)單個(gè)數(shù)據(jù)流，其需要保存的狀態(tài)信息的數(shù)量正比于業(yè)務(wù)級(jí)別，因而擴(kuò)展性較好。此外，對(duì)DiffServ來(lái)說(shuō)，復(fù)雜的分類、標(biāo)記、限速和整形等操作只是在城域IP網(wǎng)的邊緣路由器上進(jìn)行，核心路由器僅負(fù)責(zé)簡(jiǎn)單的分組分類和判斷操作，因而易于實(shí)現(xiàn)具有QoS保證的大吞吐量的城域IP網(wǎng)絡(luò).目前，DiffServ是服務(wù)提供商首選的QoS結(jié)構(gòu)。對(duì)將來(lái)可能出現(xiàn)的完整的端到端的QoS解決方案來(lái)說(shuō)，比較一致的看法是在城域網(wǎng)的邊緣(即用戶到POP點(diǎn)之間)實(shí)施IntServ，在城域網(wǎng)的核心(即POP點(diǎn)之間)實(shí)施DiffServ。第三章 MPLS VPN和QoS部署方案設(shè)計(jì)本章將針對(duì)九江寬帶IP城域網(wǎng)現(xiàn)狀，運(yùn)用服務(wù)質(zhì)量保障中的兩種重要技術(shù)手段MPLS VPN和QoS，提出九江城域網(wǎng)的相應(yīng)部署方案。 九江IP城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀 1. 九江城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)九江城域網(wǎng)目前為二層結(jié)構(gòu)，包括核心匯聚層和業(yè)務(wù)接入控制層。 九江城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D核心匯聚層：采用兩臺(tái)思科公司GSR12416路由器，分別設(shè)置在潯陽(yáng)和十里局。業(yè)務(wù)接入控制層：業(yè)務(wù)接入控制層主要由寬帶接入服務(wù)器、SR和三層交換機(jī)組成，其中在潯陽(yáng)局設(shè)置三層交換機(jī)Catalyst6509，主要負(fù)責(zé)窄帶接入和服務(wù)器接入。在潯陽(yáng)和十里各設(shè)置一臺(tái)GSR12008做SR，同時(shí)負(fù)責(zé)匯聚接入市、縣的小型寬接華為MA5200。同時(shí)潯陽(yáng)12008上聯(lián)1個(gè)GE到CN2的PE。在市區(qū)潯陽(yáng)、十里、廬峰三個(gè)大分局設(shè)置大型寬接Juniper ERX1410，在其余片區(qū)設(shè)置小型寬接華為MA5200，完成該片區(qū)的寬帶用戶接入；在各縣設(shè)置一臺(tái)寬帶接入服務(wù)器完成該縣的寬帶用戶接入，其中修水、永修為大型寬接ERX1410/1440，德安、瑞昌為大型寬接ERX705，其余各縣為小型寬接華為MA5200；各ERX都通過(guò)2條GE分別上行到潯陽(yáng)和十里的核心匯聚設(shè)備GSR12416，各市區(qū)MA5200通過(guò)單GE上行到潯陽(yáng)或十里經(jīng)匯聚交換機(jī)后匯總上到GSR12416，各縣局MA5200主用GE電路上行到潯陽(yáng)或十里經(jīng)匯聚交換機(jī)后匯總上到GSR12416，備用FE電路上行到另一分局經(jīng)匯聚交換機(jī)后匯總上到GSR12416。2. 城域網(wǎng)內(nèi)服務(wù)質(zhì)量保障需求寬帶IP城域網(wǎng)作為新一代電信網(wǎng)絡(luò)的開放業(yè)務(wù)承載平臺(tái)，需要支持包括數(shù)據(jù)、話音、視頻等多種業(yè)務(wù)，相應(yīng)的QoS問(wèn)題就越來(lái)越受到用戶和運(yùn)營(yíng)商的廣泛關(guān)注。同時(shí)，隨著近一段時(shí)間國(guó)內(nèi)一些采用以太網(wǎng)技術(shù)組建寬帶城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的興起和炒作，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)用戶往往忽略了IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量需要端到端的解決，從而有被引導(dǎo)到“接人網(wǎng)絡(luò)用戶接口高速率就等于高服務(wù)質(zhì)量”的網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)誤區(qū)。但是，服務(wù)質(zhì)量并不能簡(jiǎn)單地依靠網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容來(lái)實(shí)現(xiàn)，特別是在我國(guó)城域IP網(wǎng)剛剛開始建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)所承載的業(yè)務(wù)還不是很多的情況下，如何做到未雨綢繆，還得要依靠相應(yīng)的技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的合理分配、實(shí)現(xiàn)真正的服務(wù)質(zhì)量保障。 MPLS VPN部署方案設(shè)計(jì)，結(jié)合九江電信目前的運(yùn)營(yíng)商地位、網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀、設(shè)備支持情況，建議在城域網(wǎng)中采用三層MPLS VPN技術(shù)進(jìn)行逐步部署，采用逐步替換的方式完成向IP/MPLS全業(yè)務(wù)網(wǎng)的演進(jìn)。三層MPLS VPN中PE路由器參與VPN路由，存放著VRF表和全局路由表，VRF中存放著VPN路由，全局路由表中存放著運(yùn)營(yíng)商的域內(nèi)路由；CE路由器為客戶端路由器，由客戶負(fù)責(zé)維護(hù)。1. 部署總原則城域網(wǎng)部署MPLS VPN時(shí)，核心路由器和SR全部部署，支持MPLS VPN的BRAS也進(jìn)行部署。城域網(wǎng)兩臺(tái)核心路由器同時(shí)做BGP VPNv4路由反射器，與PE設(shè)備建立BGP VPNv4鄰居關(guān)系。P設(shè)備的設(shè)置：城域網(wǎng)兩臺(tái)核心路由器做P設(shè)備；PE設(shè)備的設(shè)置：業(yè)務(wù)接入路由器（SR）做PE；支持MPLS VPN的BRAS做PE。 MPLS VPN 部署示意圖2. 九江城域網(wǎng)的MPLS VPN部署圖根據(jù)以上部署原則，九江城域網(wǎng)的MPLS 。其中，城域網(wǎng)的核心路由器Cisco GSR12416作為P路由器，城域網(wǎng)SR城域網(wǎng)大中型BRAS如Juniper ERX1400/700啟用MPLS功能作為PE；城域網(wǎng)核心路由器同時(shí)作為VRR；PE上啟用MPBGP協(xié)議作為MPLS VPN路由承載。BGP/MPLS VPN通過(guò)和Internet路由之間配置一些靜態(tài)路由的方式，可以實(shí)現(xiàn)VPN的Internet上網(wǎng)服務(wù)。 九江城域網(wǎng)MPLS VPN 具體部署圖3. 跨域MPLS VPN目前各地市城域網(wǎng)已自成一個(gè)自治域（AS），如果跨城域網(wǎng)部署MPLS VPN需要解決跨域的問(wèn)題?，F(xiàn)有的跨域解決方案有VRFtoVRF（Option1），MPEBGP（Option2），MultiHop MPEBGP（Option3）三種方式。建議采用MPEBGP方式解決跨域問(wèn)題。城域網(wǎng)通過(guò)PEASBR與CN2 PE互聯(lián)，兩者交換VPN 路由。對(duì)于BGP/MPLS VPN組網(wǎng)方式而言，由于CE、PE設(shè)備之間不能間隔其他三層設(shè)備，因此，在IP城域網(wǎng)組網(wǎng)時(shí)必須注意：對(duì)于通過(guò)L2+L3接入PE的LAN用戶，可通過(guò)VLAN透?jìng)鲗E的數(shù)據(jù)流終結(jié)到PE設(shè)備；對(duì)于采用路由器+L2建設(shè)的城域網(wǎng)，可通過(guò)GRE+策略路由的方式將VPN用戶接入PE設(shè)備；對(duì)于使用綜合方式接入的用戶，可在PE設(shè)備支持多種接入方式，如ATM、FR等，終結(jié)PVC來(lái)實(shí)現(xiàn)VPN業(yè)務(wù)。4. 用戶接入PE的方式用戶接入PE的方式遵循以下原則：l DDN/FR/ATM接入主要定位于對(duì)安全性有要求的跨本地網(wǎng)客戶。l ADSL接入方式主要定位于對(duì)帶寬要求不高的用戶。其主要優(yōu)點(diǎn)是覆蓋面較廣，用戶端接入設(shè)備要求較低，組網(wǎng)簡(jiǎn)單。采用這一接入方式，BRAS設(shè)備同時(shí)作為CE設(shè)備，用戶就近接入所屬的BRAS。l 對(duì)于要求高帶寬組網(wǎng)的客戶，可以選擇VLAN及MSTP等方式接入。其中VLAN方式主要針對(duì)QoS保證相對(duì)較低的客戶，MSTP主要針對(duì)QoS保證相對(duì)較高的客戶。l 客戶CE與PE之間VPN路由可以采用RIP、OSPF、BGP、靜態(tài)等多種方式。對(duì)沒(méi)有CE路由器的客戶，可采用PE兼做CE，通過(guò)以太網(wǎng)專線方式接入。l 對(duì)于BGP/MPLS VPN組網(wǎng)方式而言，由于CE、PE設(shè)備之間不能間隔其他三層設(shè)備，因此，在IP城域網(wǎng)組網(wǎng)時(shí)必須注意。l 對(duì)通過(guò)L2+L3接入PE的LAN用戶，通過(guò)VLAN透?jìng)鲗E的數(shù)據(jù)流終結(jié)到PE設(shè)備。l 對(duì)于采用L2+路由器接入的用戶，可通過(guò)GRE+策略路由的方式將VPN用戶接入PE設(shè)備。l 對(duì)于使用綜合方式接入的用戶，可在PE設(shè)備支持多種接入方式，如ATM、FR等，終結(jié)PVC來(lái)實(shí)現(xiàn)VPN業(yè)務(wù)。 QoS部署方案設(shè)計(jì)根據(jù)上文中對(duì)于兩種QoS技術(shù)架構(gòu)的分析可知，目前情況下DiffServ架構(gòu)更適合電信運(yùn)營(yíng)商使用，建議九江電信寬帶IP城域網(wǎng)采用DiffServ技術(shù)架構(gòu)為主來(lái)實(shí)現(xiàn)QoS保證。1. QoS部署目標(biāo)和原則城域網(wǎng)以區(qū)分服務(wù)(DiffServ)技術(shù)為主實(shí)現(xiàn)QoS保證；區(qū)分服務(wù)(DiffServ)提供不同等級(jí)的服務(wù)；滿足高等級(jí)業(yè)務(wù)的突發(fā)，確保高等級(jí)的業(yè)務(wù)不受低等級(jí)業(yè)務(wù)的影響；從而將不同業(yè)務(wù)放在同一網(wǎng)絡(luò)上承載，降低相互之間的影響。QoS的實(shí)施以如下目標(biāo)為原則：l 帶寬保證：各隊(duì)列所配置的帶寬要得到保證。絕對(duì)優(yōu)先隊(duì)列優(yōu)先使用帶寬，優(yōu)先保證其帶寬，但該隊(duì)列應(yīng)該有最高帶寬限制。l 帶寬搶占：各隊(duì)列的空閑帶寬可以被其他隊(duì)列使用；各隊(duì)列按照優(yōu)先級(jí)順序（或原帶寬分配比例）使用空閑帶寬。l 為高等級(jí)業(yè)務(wù)提供的網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)總體上優(yōu)于低等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)。l 速率限制：可以對(duì)出方向和入方向的業(yè)務(wù)流量分別進(jìn)行限制。2. QoS部署總體策略： 城域網(wǎng)QoS部署示意圖城域網(wǎng)QoS策略必須和CN2上的方案具備良好的銜接性、延伸性。遵循統(tǒng)一的QoS業(yè)務(wù)等級(jí)劃分，在初期建議可劃分為8類業(yè)務(wù)等級(jí)，預(yù)留5個(gè)，使用3個(gè)。采用IP Precedence和DSCP兼容的標(biāo)記模式。在城域網(wǎng)改造完成之后，對(duì)于普通的寬窄帶撥號(hào)用戶，可以在BRAS或者NAS上根據(jù)用戶帳號(hào)的屬性或者用戶所需要訪問(wèn)業(yè)務(wù)的類別，分配不同的QoS等級(jí)。骨干網(wǎng)絡(luò)QoS業(yè)務(wù)通過(guò)CN2承載，CN2骨干網(wǎng)以帶寬保證為主，結(jié)合快速路由收斂、快速重路由器和DiffServ等技術(shù)，配備QoS離線規(guī)劃和管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)QoS保證。CN2不信任城域網(wǎng)發(fā)出流量所帶的QoS標(biāo)記。CN2初期采用本地靜態(tài)配置方式進(jìn)行管理，同時(shí)對(duì)基于COPS協(xié)議的管理進(jìn)行跟蹤。在城域網(wǎng)部署QoS以DiffServ為基本模型，部署策略主要包含三個(gè)層面：l 接入及邊緣設(shè)備層面實(shí)現(xiàn)CAR、業(yè)務(wù)分類和標(biāo)記：l 匯聚層主要實(shí)施隊(duì)列調(diào)度、擁塞規(guī)避機(jī)制；l 核心層主要實(shí)現(xiàn)基于硬件的流量整形、擁塞規(guī)避機(jī)制，以提供最可靠、最快速的傳遞。3. 業(yè)務(wù)等級(jí)設(shè)計(jì)考慮到全網(wǎng)的互通性，業(yè)務(wù)等級(jí)設(shè)計(jì)將采用集團(tuán)統(tǒng)一指定的城域網(wǎng)QoS部署建議。 業(yè)務(wù)等級(jí)業(yè)務(wù)類別EXP值隊(duì)列說(shuō)明語(yǔ)音業(yè)務(wù)100PQ3G/軟交換語(yǔ)音管理控制信息110輪詢隊(duì)列1如SNMP、Telnet等網(wǎng)絡(luò)控制信息CN2鉆石業(yè)務(wù)111輪詢隊(duì)列2大客戶實(shí)時(shí)語(yǔ)音CN2