【文章內(nèi)容簡介】 址規(guī)劃. 網(wǎng)絡(luò)地址規(guī)劃的原則IP地址的合理分配是保證網(wǎng)絡(luò)順利運行和網(wǎng)絡(luò)資源有效利用的關(guān)鍵。對于華北電力調(diào)度網(wǎng)的IP地址的分配應(yīng)該盡可能地利用申請到的地址空間，充分考慮到地址空間的合理使用，保證實現(xiàn)最佳的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)地址分配及業(yè)務(wù)流量的均勻分布。IP地址空間的分配與合理使用與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)組織及路由政策有非常密切的關(guān)系，將對網(wǎng)絡(luò)的可用性、可靠性與有效性產(chǎn)生顯著影響，充分考慮本地網(wǎng)對IP地址的需求，滿足未來業(yè)務(wù)發(fā)展對IP地址的需求。IP地址規(guī)劃遵循以下原則：1. IP地址的規(guī)劃與劃分應(yīng)該考慮到網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)飛速發(fā)展，能夠滿足未來發(fā)展的需要；即要滿足本期工程對IP地址的需求，同時要充分考慮未來業(yè)務(wù)發(fā)展，預(yù)留相應(yīng)的地址段；2. IP地址的分配需要有足夠的靈活性，能夠滿足各種用戶的需要；3. 地址分配是由業(yè)務(wù)驅(qū)動，按照業(yè)務(wù)量的大小分配各地的地址段；4. IP地址的分配必須采用VLSM技術(shù)，保證IP地址的利用效率；5. 采用CIDR技術(shù)，這樣可以減小路由器路由表的大小，加快路由器路由的收斂速度，也可以減小網(wǎng)絡(luò)中廣播的路由信息的大??；6. 合理利用已申請的地址空間，提高地址的利用效率。IP地址為32 位，包括兩個部分：網(wǎng)絡(luò)地址和端機地址，如下圖所示：IP 地址包括五種不同的級別，由左端高位的比特來表示不同的級別， 如下表所示：其中A、B、C 級別是國際互聯(lián)網(wǎng)上公共分配的地址，每一種級別網(wǎng)絡(luò)地址與主機地址占用的位數(shù)見下圖所示： 一個IP 地址可以很容易地從其第一個十進(jìn)制數(shù)字上識別出來，是屬于 那一個級別，各級別分別有一定的數(shù)值范圍，如下表所示： 在每一個IP地址級別中又可以分出多個IP子網(wǎng)地址，子網(wǎng)地址給屬 于同一個IP地址的網(wǎng)絡(luò)帶來了靈活性和有效性。例如，一個用戶被分配以 ，那么，采用IP子網(wǎng)地址又可以分出：， ， 等子網(wǎng)地址，子網(wǎng)地址由用戶自己管理：IP地址可分為合法IP地址和保留IP地址，保留IP地址范圍如下：–––為了更有效的使用寶貴的IP地址資源，IP地址的分配可以根據(jù)以下幾個層次考慮： 第一層：以網(wǎng)絡(luò)匯接區(qū)域來劃分 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)匯接分布的地理區(qū)域來劃分連續(xù)的IP地址空間；；需要為網(wǎng)絡(luò)的擴展預(yù)留地址空間。 第二層： 在區(qū)域接入網(wǎng)內(nèi)，以網(wǎng)絡(luò)功能來劃分 可以根據(jù)不同的應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)功能來劃分為不同的VLAN，如：用戶網(wǎng)絡(luò)接入地址；數(shù)據(jù)服務(wù)器地址空間和網(wǎng)絡(luò)管理操作?？梢詮奶柎a上識別出應(yīng)用和功能； 網(wǎng)絡(luò) IP地址空間設(shè)計網(wǎng)絡(luò)IP地址分為以下幾類：點到點的鏈路：需要30位地址掩碼的最小子網(wǎng)；這是有兩個地址空間的子網(wǎng)，適用點到點的鏈路連接。 局域網(wǎng)地址：按照主機接入數(shù)量和設(shè)備數(shù)量來分配子網(wǎng)空間。路由器 loopback 地址：每臺路由器需要一個32位掩碼的IP地址。 Loopback地址是為路由協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)管理而定義，確保當(dāng)鏈路故障時網(wǎng)絡(luò)操作依然可以訪問路由器。. 網(wǎng)絡(luò)地址規(guī)劃我們假設(shè)華北電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)采用B類地址空間，~ ，該地址范圍主要含設(shè)備標(biāo)識地址、鏈路地址、廣域網(wǎng)邊界地址、網(wǎng)管地址等。業(yè)務(wù)地址不在本方案中設(shè)計。1．點對點鏈路的地址點對點的鏈路地址的分配主要分下面幾個部分：核心設(shè)備到匯聚層設(shè)備的互連＋匯聚層設(shè)備到接入層設(shè)備的互連。對于點對點的鏈路，其需要兩地址，一個兩個地址空間的子網(wǎng)需要4個IP地址，這樣一個C類地址(256個),可以滿足64個點對點鏈路的需要。核心層設(shè)備到匯聚層設(shè)備的互連：從核心的六臺M40e到28個匯聚層節(jié)點，一共使用了30根鏈路，再加上核心的六臺M40e之間的互連的8根鏈路，一共是38根鏈路，那么這一部分所需要的IP地址為38*4=142個地址?？紤]到以后的擴展性，可以給該部分的互連地址2個 C類地址。匯聚層到接入層設(shè)備的互連：考慮到地址比較充裕，且一定的可管理性和便于匯聚的特點，給每個匯聚層到接入層的互連地址分配一個C類地址。總共有22個骨干路由器，所以一共分配22個C類地址。網(wǎng)絡(luò)IP地址分配表區(qū)域IP地址段候村變雁同變潞城變廉州變保北變蒼西變永圣域變豐鎮(zhèn)變張家口承德秦皇島廊坊唐山姜家營吳莊變聊城山西省調(diào)內(nèi)蒙省調(diào)河北省調(diào)北京區(qū)調(diào)天津區(qū)調(diào)山東省調(diào)2．路由器Loopback地址 華北電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)一共有110臺設(shè)備，所以給其分配一個C類地址, 。對于各個局域網(wǎng)內(nèi)部的業(yè)務(wù)地址，可根據(jù)其各自的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和需要，設(shè)計若干C類，并做適當(dāng)預(yù)留，注意為做匯聚的方便，最好做4或8的C類間隔。對于分配IP地址時應(yīng)充分采用VLSM(可變長子網(wǎng)掩碼技術(shù))和CIDR(無類域間路由技術(shù))，減少路由表信息在廣域網(wǎng)上的傳送，從而達(dá)到優(yōu)化整個網(wǎng)絡(luò)和保障路由策略實施的目的。. 組播路由協(xié)議及業(yè)務(wù)設(shè)計組播能力可以最大程度地節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，它可以使同樣的數(shù)據(jù)無需在網(wǎng)絡(luò)中傳送多次即可到達(dá)終端用戶。組播協(xié)議包括組管理協(xié)議IGMP和組播路由協(xié)議（DVMRP、MOSPF、PIM等）。IGMP負(fù)責(zé)本地路由器到直接與它相連的子網(wǎng)的組播分組的發(fā)送，并不關(guān)心路由器間或跨越中間網(wǎng)絡(luò)的組播分組轉(zhuǎn)發(fā)。組播路由協(xié)議則完成路由器間和跨網(wǎng)絡(luò)的組播分組的轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)。終端用戶通過IGMP協(xié)議通知路由器所希望加入的組播組，路由器確定出每個組播組內(nèi)的用戶所在的位置。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實際情況，有兩大類組播路由協(xié)議：密集模式和稀疏模式。兩者之間沒有固定的界限。一般說來，可以從兩個方面詳細(xì)區(qū)分：根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實際情況，有兩大類組播路由協(xié)議：密集模式和稀疏模式。兩者之間沒有固定的界限。一般說來，可以從兩個方面詳細(xì)區(qū)分：l 密集模式適用于小型網(wǎng)絡(luò)，其假設(shè)是全網(wǎng)有非常密集的組員存在，采用廣播＋剪枝的工作策略。密集模式的路由協(xié)議包括DVMRP、MOSPF和PIMDM。l 稀疏模式默認(rèn)所有機器都不需要收多播包，只有明確指定需要的才予以轉(zhuǎn)發(fā)。稀疏方式的路由協(xié)議包括PIMSM。Juniper公司地M/J系列路由器具有強大的組播支持能力，包括 IGMP v1/v2/vPIMSM、PIMDM、MLD、SSM、RP、MSDP、BSR 以及MPLS/BGP VPN 中的組播，以高效利用資源、傳輸高價值的內(nèi)容。由于大量的基于組播技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用涉及視頻和音頻的應(yīng)用，因而如何保證基于組播的服務(wù)質(zhì)量的要求也至關(guān)重要。Juniper公司先進(jìn)的QoS技術(shù)可以保證對組播的服務(wù)質(zhì)量，參見業(yè)務(wù)功能中的擁塞控制及服務(wù)保障。針對華北電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的組播路由設(shè)計，建議采用PIMSM作為域內(nèi)組播協(xié)議，按物理拓?fù)湓O(shè)置RP（集合點）。建議在華北區(qū)調(diào)的兩個核心節(jié)點M40e作為RP，負(fù)責(zé)整個網(wǎng)絡(luò)的組播信息匯聚。建議配置anycast RP，以實現(xiàn)RP之間的負(fù)荷均衡和冗余。RP之間建立MSDP連接。當(dāng)需要與其它的電力調(diào)度網(wǎng)路由器建立鄰接關(guān)系時采用MSDP協(xié)議。對于到用戶或其它網(wǎng)絡(luò)，我方建議根據(jù)實際可用的條件，可以選擇PIMSM、DVMRP、MSDP來連接，對于其它網(wǎng)外組播網(wǎng)絡(luò)可以考慮采用DVMRP或MSDP連接。雖然我方給出了上述解決方案，并且Juniper的路由器均支持PIMSM、DVMRP和MSDP，為了慎重起見，我方建議先選擇幾個節(jié)點進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)試點，在試點成功的基礎(chǔ)上再逐步推展。. 流量工程實施方案流量工程是指為了平衡網(wǎng)絡(luò)鏈路、交換機和路由器上的流量負(fù)載，根據(jù)數(shù)據(jù)流量進(jìn)行路徑選擇的過程，主要用于提高網(wǎng)絡(luò)運作效率與可靠性，并優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源利用和流量性能。流量工程的主要目標(biāo)是采用有效與可靠的網(wǎng)絡(luò)操作來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源使用和通信性能。流量工程性能目標(biāo)包括兩種類型：l 面向流量，增強通信流量QoS，主要包括減少丟失、降低延時、提高吞吐和完成服務(wù)級合約；盡力轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)強調(diào)丟失最小化的性能指標(biāo)、分類業(yè)務(wù)采用面向統(tǒng)計的性能指標(biāo)。l 面向資源，優(yōu)化資源利用，主要包括優(yōu)化多個資源的利用和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用。減小擁塞是這兩種性能目標(biāo)類型中一個共同的主要目標(biāo)，擁塞可能來自兩個原因：（1）有限的資源承載了過大的流量負(fù)載，解決這個問題主要依靠擴容、應(yīng)用擁塞控制技術(shù)（如限速、流控、排隊管理、調(diào)度控制等）；（2）流量負(fù)載到網(wǎng)絡(luò)資源的映射不合理，解決這個問題主要通過流量工程。傳統(tǒng)IGP采用最短路由優(yōu)先（SPF）算法的拓?fù)潋?qū)動，缺乏根據(jù)可用帶寬和流量特征進(jìn)行尋徑的能力，容易產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)擁塞。而采用MPLS來支持流量工程，則有以下方面的優(yōu)點：（1）支持顯式路徑，不受按目的地址轉(zhuǎn)發(fā)方法的限制，顯式標(biāo)記交換路徑可以采用手工管理配置完成或利用有關(guān)協(xié)議自動完成；（2）支持高效維護(hù)；（3）流量中繼可以實例化和映射到標(biāo)記交換路徑；（4）可以為流量中繼指定相關(guān)屬性來調(diào)節(jié)它的行為特征；（5）可以為資源指定相關(guān)屬性來約束LSP部署和穿過它們的流量中繼；（6）支持流量的聚集和分離而傳統(tǒng)按目的地址的轉(zhuǎn)發(fā)只支持流量聚集；（7）易于和基于約束的路由體系結(jié)構(gòu)相集成；（8）以較低的開銷實現(xiàn)流量工程。MPLS流量工程最核心的實現(xiàn)方法是利用約束路由計算顯式路徑、利用顯式路徑建立標(biāo)記交換路徑（LSP）、利用標(biāo)記交換路徑進(jìn)行流量分配。值得指出的是，MPLS自愈恢復(fù)是MPLS流量工程的一種重要應(yīng)用特性。自愈恢復(fù)是指在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，如何及時進(jìn)行故障切換，保障網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不受影響。MPLS自愈恢復(fù)實現(xiàn)包括以下幾種方式：鏈路或節(jié)點保護(hù)：這種方式與SONET/SDH的保護(hù)是類似的。它采用的技術(shù)是MPLS快速重路由（Fast Reroute）。在這種情況下，為每個鏈路和節(jié)點提供單獨的迂回路由進(jìn)行保護(hù)，在建立標(biāo)記交換路徑時，每個節(jié)點負(fù)責(zé)為每條鏈路或節(jié)點計算保護(hù)路徑，一旦某個鏈路或節(jié)點發(fā)生故障，立即由其直接上游節(jié)點檢測到，然后在該路由器上把流量立即切換到迂回路徑。這種方法的優(yōu)點是切換速度快，但缺點是需要很多備份資源，并且路由器需要維護(hù)的狀態(tài)也比較多。采用MPLS方式來實施流量工程，很吸引人的一個方面就是MPLS支持對Link和Node甚至LSP可以達(dá)到50ms級別的快速切換。下面簡單描述一下這種方式的控制流和數(shù)據(jù)流。Detour的方式detour方式的快速重路由這種方式的保護(hù)方式每一個detour路徑，只能保護(hù)一個LSP的一部分。優(yōu)點是不用在中間節(jié)點配置。在LSP起點（ingress LSR）就可以配置fast reroute的參數(shù)。在ingress節(jié)點會攜帶一個RSVP的Fast Reroute Object。中間節(jié)點收到這個Object就會嘗試著使用CSPF（Constrained SPF）算法建立一個Detour路徑。如果router B發(fā)現(xiàn)link或者node失敗，就會修改轉(zhuǎn)發(fā)表項，把流量切換到detour鏈路上。注意detour鏈路上只有一層標(biāo)簽。Bypass的實現(xiàn)方式ByPass方式的快速重路由這種方式的快速重路由利用MPLS轉(zhuǎn)發(fā)時的特性，對于同一個入標(biāo)簽，不會考慮入接口，會根據(jù)相同的NHLFE（Next Hop Label Forwarding Entry）進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。首先需要配置一個Bypass的LSP（紅顏色），然后R2把經(jīng)過R7要保護(hù)的LSP的入標(biāo)簽10壓入Bypass LSP的標(biāo)簽堆棧（一條Bypass LSP可以保護(hù)多條LSP）。當(dāng)R2檢測到鏈路失敗，或者通過RSVP的Hello來發(fā)現(xiàn)R6失敗，R2就會修改轉(zhuǎn)發(fā)表項，把流量切換到Bypass LSP上。流量壓上兩層標(biāo)簽在紅色LSP中傳遞。在R4路由器上Pop掉外層標(biāo)簽，露出標(biāo)簽10發(fā)送給R7。R7按照原來的LSP的NHLFE項沿著LSP繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)。MPLS鏈路/節(jié)點保護(hù)也稱作Facility方式，它不同于Fast Reroute只能提供一對一的LSP保護(hù)，鏈路/節(jié)點保護(hù)只需使用一條Bypass LSP便可同時保護(hù)多條LSP。目前多數(shù)廠家都提供對此方式的支持。Fast Reroute的切換時間示例快速重路由切換時間示意Juniper路由器設(shè)備是業(yè)界唯一支持兩種Fast Reroute方式的路由器。路徑保護(hù)：采用MPLS進(jìn)行路徑保護(hù)基本上有兩種方式：路由重新計算和備份路徑恢復(fù)。路由重新計算是指在標(biāo)記交換路徑發(fā)生故障后，通知該路徑的入口路由器，該入口路由器再利用約束路由自動重新計算新的路由，并重新建立一條新的標(biāo)記交換路徑；由于有計算和重新建立過程，在實際網(wǎng)絡(luò)中的恢復(fù)時間量級通常和路由恢復(fù)量級相當(dāng)；它的主要優(yōu)點是，無需手工安排額外的路徑，直接與網(wǎng)絡(luò)相適應(yīng)；缺點在于恢復(fù)時間比較長。備份路徑恢復(fù)是指在建立標(biāo)記交換路徑時，指定其備份路徑，在主路徑發(fā)生故障，通知入口路由器把流量切換到備份路徑；它的主要優(yōu)點是，恢復(fù)時間比較快，主要缺點是需要占用額外的資源。影響MPLS自愈恢復(fù)保護(hù)性能是路由器的負(fù)荷和需要入口路由器同時切換的標(biāo)記交換路徑數(shù)量。我公司建議采用網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和流量優(yōu)化兩個方面實施流量工程。核心、骨干層設(shè)備之間采用了155M POS的方式進(jìn)行互連，建議可以采用IGP路由協(xié)議技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)。對于MPLS流量工程保護(hù)，可根據(jù)業(yè)務(wù)需求和緊迫性有選擇地進(jìn)行。一個基本的原則是把主用路徑和備用路徑放在兩個不重疊的鏈路上。為了避免在初期建立過多的標(biāo)記交換路徑，我方建議以實際網(wǎng)絡(luò)流量分析或嚴(yán)密的流量預(yù)期分析為前提來建立。對于流量優(yōu)化，采用合適的優(yōu)化路徑，可以合理地利用網(wǎng)絡(luò)鏈路并通過建立多條LSP來在網(wǎng)絡(luò)中的多條進(jìn)行流量分擔(dān)。我方建議以實際網(wǎng)絡(luò)流量分析或嚴(yán)密的流量預(yù)期分析為前提來建立；根據(jù)分析建立的業(yè)務(wù)量矩陣來設(shè)置流量路徑，分配骨干資源。在本期工程中，我方建議采用以下步驟來部署MPLS流量工程：（1） 采用MPLS LSP來收集業(yè)務(wù)統(tǒng)計信息。在這個階段，先部署沒有帶寬要求的LSP；利用相關(guān)的LSP統(tǒng)計功能來收集各個節(jié)點路由器之間的流量統(tǒng)計信息。采用LSP統(tǒng)計將能夠比傳統(tǒng)的IP路由更有效地實現(xiàn)POP點之間的流量統(tǒng)計，并能提供不同方向的統(tǒng)計。（2） 部署有帶寬需求的MPLS LSP。根據(jù)步驟（1）中的統(tǒng)計結(jié)果（如一周的統(tǒng)計平均值）來提供帶寬需求；并采用約束路由來