【正文】 順時針方向，一個為逆時 針方向，雙環(huán)都可以同時傳輸數據和控制信息，其中內環(huán)的控制信息控制外環(huán)的數據，外環(huán)的控制信息控制內環(huán)上的數據。 特點 E t her S ONET/S DH RPR網絡形式 總線 / 點點互聯(lián) 雙環(huán)網 雙環(huán)網5 0 m s 快速保護 無 支持 支持IP 業(yè)務的支持 好 不太好 好控制延遲和抖動 差 好 好多播支持 支持 不支持 支持帶寬利用率 較高 低 高帶寬公平性 差 差 好QOS 支持 差 較差 好可管理性 差 較好，復雜 好拓撲自動發(fā)現 不支持 不支持 支持業(yè)務擴容 簡單 復雜 簡單組網經濟性 經濟 昂貴 經濟復用方式 統(tǒng)計復用 時分復用 統(tǒng)計復用支持速率 1 0 /1 0 0 M 1 /1 0 G 1 5 5 M ~ 1 0 G 1 5 5 M ~ 1 0 G 在 RPR 定義的 MAC 層的結構中， MAC 層向下通過適配子層同物理層相連，向上提供對業(yè)務層的支持。 RPR 主要包括 MAC 層和 MAC 控制層。其中 MAC 層主要處理數據的傳輸處理、報文頭處理以及報文錯誤校驗。 MAC 控制層實現 RPR 的公平控制、保護倒換、環(huán)路選擇、拓撲發(fā)現、 OAM 管理等方面的工作。另外還有 MAC 管理層，主要處理 MAC 層的 MIB 信息，完成 MAC 的操作和性能管理等等。 可以看出， RPR 技術 吸收了千兆以太網的經濟性，吸收了 SONET/SDH 對延遲和抖動嚴格保障、 50ms 快速保護倒換特性。 RPR 采用類似以太網的幀格式，基于 MAC 進行高速交換，簡化 IP 前傳。 RPR 定義了一個閉合環(huán)路、點到點、基于 MAC 層的邏輯環(huán)狀拓撲，對于物理層來說， RPR 就是一組點到點的鏈路，而對于數據鏈路層來說， RPR 就像是一個類似于以太網的廣播介質網絡。 RPR 內外環(huán)上可同時傳輸數據包和控制信息，以及基于目的地剝離的特性可有效地提高帶寬資源的利用率，保護機制繼承了 SONET/SDH 的特點，同時也克服了冗余資源預留的 弱點。多種速率和多物理層支持，使得很容易擴展。 RPR 簡化了 IP 網絡結構和層次，提高了效率，也使得 IP 統(tǒng)一網絡業(yè)務平臺成為可能。 1）多物理層的支持 由于 RPR 是鏈路層 MAC 層的協(xié)議，與物理層介質無關，因此可支持多種物理層，目前定義的物理層包括 SONET/SDH 和以太網，其中 SONET/SDH 支持 POS 封裝和 ITU 新定義的 GFP 封裝，以太網支持 GE 和 10GE 接口， RPR 通過適配子層同物理層相連。 2）帶寬的高利用率 帶寬利用率高是 RPR 的重要特點，主要由以下幾個方面： ? 雙環(huán)同時傳送數據和控制信息，與 SONET/SDH 上不一樣，不存在光纖空閑備份的情況，光纖利用率高。 ? 基于帶寬共享和統(tǒng)計復用， RPR 報文也是分插復用 ADM 的結構，具有空間重用的特點，環(huán)網節(jié)點之間數據傳輸互不影響，同時支持不同節(jié)點間獨立的并發(fā)傳輸和相同節(jié)點重疊的并發(fā)傳輸，使得環(huán)網的資源可以分段使用，使整個環(huán)網的累積帶寬大于單個鏈路的帶寬容量，也大大提高了帶寬的利用率。 ? 單播報文采用目的剝離的方式，報文一旦到達目的地，就不再在環(huán)上繼續(xù)傳送，提高了環(huán)網的利用率。 ? 環(huán)網節(jié)點數據處理一般包括轉發(fā)、發(fā)送和接受，環(huán)網上大量的轉發(fā)數據處理是在 MAC層完成，不需要 到 IP 層進行處理，而且數據轉發(fā)可使用存儲轉發(fā) storeandforward 和直通cutthrough 方式，其中直通的方式處理速度快，性能高。 3）快速的保護倒換 RPR 的設計目標是提供 50ms 的電信級的保護， RPR 提供兩種不同的倒換方式，即源路由（ Steering）和回繞（ Wrapping）方式，其中源路由方式必須支持，回繞方式可選支持。 兩種倒換方式的示意圖： RPR 的保護倒換 回繞方式的倒換： 這種倒換方式比較簡單，當環(huán)路上的某個地方發(fā)生故障時，在發(fā)生故障附近的節(jié)點處自動環(huán)回，即把內環(huán)和外 環(huán)連在一起，通過協(xié)議在相鄰失效節(jié)點之間進行?；乩@方式的特點是倒換速度快，基本沒有數據丟失，但是缺點就是浪費環(huán)網的帶寬，使得數據流走很多彎路。 源路由方式的倒換： 當環(huán)路上的某個地方發(fā)生故障時，數據流不需要從發(fā)生故障的的地方環(huán)回，該故障點和類型的信息會發(fā)送到每個節(jié)點，拓撲也相應更改，源節(jié)點只需要直接按新的拓撲進行路徑選擇，并根據新的路由發(fā)送數據給目的節(jié)點，已經發(fā)出的小部分數據將在故障點被丟棄。源路由方式的特點是帶寬利用率高，但是倒換的速度慢，在計算路由時會造成數據的丟失。 H3C 根據兩種倒換方式的特點，提出一 種新的倒換方式，綜合了二者的優(yōu)點，倒換時先使用回繞的方式，盡量保證數據不丟失，同時進行拓撲信息的傳遞和更新，計算出新的路由，并切換到源路由的方式，以充分利用帶寬，使系統(tǒng)達到最優(yōu)的性能。 需要說明的是，所有的保護倒換都是基于雙向出錯的，包括單光纖故障、雙光纖故障、節(jié)點故障、斷開節(jié)點以增加新節(jié)點等，對于環(huán)網來說，都會認為環(huán)網出錯并在出錯處的節(jié)點進行倒換。另外，同一個環(huán)網內的節(jié)點應該采用相同的倒換方式。 4）帶寬管理的公平性 帶寬公平管理是 RPR環(huán)網的一個特點，由于 RPR環(huán)網的帶寬資源在節(jié)點之間是共享的，不 允許單個節(jié)點獨占總的帶寬，以免造成系統(tǒng)的阻塞，因此它提供一種環(huán)網級別的全局公平算法，以保證各節(jié)點公平享用帶寬，同時又能夠最大限度提高帶寬的利用率。如圖所示： 公平算法 RPRfa 是通過在環(huán)網節(jié)點設置權重，并監(jiān)測自身帶寬資源的使用情況，同時在節(jié)點間提供顯式的反饋機制，該反饋信息通告發(fā)送源網絡當前的可用能力，以使之調整流量，最終實現全網的公平。當一個節(jié)點有擁塞發(fā)生，它將通過與傳送數據相反方向的節(jié)點發(fā)送擁塞公告，告知一個公告速率，上游節(jié)點利用這個公告速率來調整自己允許上環(huán)的速率，以使得不超過擁塞 節(jié)點公告速率，如果該節(jié)點也發(fā)生了擁塞，就同樣計算其公告速率發(fā)送到其上游節(jié)點。 公平算法是全局的，在公平算法中，節(jié)點首先要確定擁塞門限，并根據擁塞的情況，確定向上反饋的公告速率以及確定本節(jié)點允許向環(huán)上發(fā)送的速率。在 RPR 環(huán)網的結構中，數 據分為發(fā)送數據和轉發(fā)數據，大量的轉發(fā)數據不需要經過節(jié)點的處理，直接在環(huán)上傳遞，節(jié)點的發(fā)送數據根據提供的不同的隊列和優(yōu)先級加入到環(huán)網上，通過帶寬管理和反饋機制來保證網絡無阻塞以及帶寬的公平使用。 在 RPR 網絡中，具有很好的 QOS 保證，這是通過帶寬預留、優(yōu)先級隊列機制和公平算法等來 實現的。 正是由于 RPR 有帶寬預留和公平機制， RPR 可為用戶提供多種 SLA 服務，為服務商提供靈活的業(yè)務。服務商可根據用戶付費的情況，確定時提供保證速率業(yè)務還是突發(fā)業(yè)務，對于保證速率的業(yè)務，也可以根據付費的多少，提供不同的帶寬。這些都可以由服務商方便地控制和管理，真正實現可運營可管理。 5）組播的有效支持 RPR支持組播是其優(yōu)于 SONET/SDH的又一大優(yōu)點，環(huán)網提供對組播和廣播報文的支持，相應的數據包在環(huán)網上只有一份拷貝。組播和廣播是基于源剝離的，即目的節(jié)點將接收數據包并轉發(fā)，而源節(jié)點則負責將組播包和 廣播包從環(huán)網上剝離。 由于 RPR環(huán)網的報文結構與以太網很相似，僅增加環(huán)網頭和部分其他的字段，利用現有的 MAC地址編碼技術就可以有效地表示組播和廣播報文，同時也使得相關的協(xié)議不需要大的改動，具有很好的延續(xù)性。 6）自動拓撲發(fā)現支持即插即用 在環(huán)網 RPR的 MAC控制中，提供自動拓撲發(fā)現的功能，拓撲發(fā)現是通過拓撲結構發(fā)現報文在環(huán)上傳送一周來完成，每經過一個節(jié)點該節(jié)點會附加本節(jié)點的 MAC地址，最終每個節(jié)點就獲得了整個環(huán)網的拓撲結構信息。網絡拓撲信息可用于發(fā)送路由和內外環(huán)的選擇，自動拓撲發(fā)現除定時進行外，當檢測到 光纖故障、插入新節(jié)點、接收到保護倒換信息時也會進行，另外，為了網絡的可靠性和穩(wěn)定性，只有接收到兩個完全一致的新的拓撲表時，才進行拓撲的更新，以防止短暫的拓撲變化的影響。 自動拓撲發(fā)現的一個主要的特點就是 RPR 環(huán)網能夠實現即插即用。在傳統(tǒng)的傳輸中，如果增加一個新節(jié)點，需要對該節(jié)點以及與其有業(yè)務關系的節(jié)點進行復雜的配置，存在 N平方的問題，也使得增加新業(yè)務不靈活，開通時間慢。而在 RPR 網絡中，由于有自動拓撲發(fā)現功能，增加新節(jié)點無需復雜的配置，大部分工作由系統(tǒng)自動完成，這樣，使得網絡初期規(guī)劃簡單，增加新業(yè)務簡單快捷 。 7） TDM 業(yè)務的支持 RPR 提供多業(yè)務的支持，可提供較強的數據業(yè)務處理能力，而對 TDM 業(yè)務的處理能 力相對較弱，可以在語音業(yè)務不大時得以應用。由于 RPR 具有很好的 QOS 保證，可利用保留的帶寬進行主從節(jié)點的同步傳輸，實現時間的精確同步，另外將 TDM 語音業(yè)務直接封裝在 RPR 報文中，使用高優(yōu)先級傳輸，以提供低延時抖動的保障。 8） OAM 管理的支持 RPR 環(huán)網提供 OAM 管理特性，主要用于錯誤管理、性能管理和配置管理。 錯誤管理實現遠程錯誤指示 RDI、連續(xù)性檢測 CC、環(huán)回檢測 LB、啟動 /關閉連續(xù)性檢測 A/D 等功能。通過連續(xù)性檢測和遠端錯誤指示可以進行環(huán)網上錯誤節(jié)點的探測，通過環(huán)回檢測，可以進行環(huán)網錯誤節(jié)點的定位和測試。 在性能管理方面，可提供系統(tǒng)性能和服務質量等方面信息的監(jiān)控和統(tǒng)計。 . RPR 技術 在教育城域網中的應用 RPR 技術是眾多環(huán)網技術中的一種，而且是比較優(yōu)秀的一種，在具備充分保護倒換功能的情況下，不需要冗余帶寬備份，提供高可靠性、高帶寬、高利用率。 RPR 技術是一種物理層無關協(xié)議，可支持 Ether、 DWDM 、 SDH/SONET 等物理介質，從物理介質來看， RPR 技術完全可以應用于園區(qū)網 /校園 網、城域網、 IDC 甚至是廣域網。 RPR 網絡可通過裸光纖直接相連，簡化網絡結構，節(jié)省用戶對傳輸網絡的投資；網絡具有高的可靠性，可提供 50ms 電信級的快速保護倒換；同時 RPR 環(huán)網可提供高的速率，以及很高的帶寬利用率，滿足城域網骨干的需要。如下圖所示： RPR 在城域網骨干的應用 RPR 已經成為教育城域網的主流組網方案之一，包括西安教育城域網、貴陽市教育城域網、昆明教育城域網、銀川教育城域網、西寧教育城域網、烏魯木齊教育城域網、北京西 城區(qū)教育城域網，均采取 RPR 環(huán)網組網。 . 組網方案對比分析 RPR環(huán) 千兆環(huán) /萬兆環(huán) 數據轉發(fā) 非本節(jié)點接受數據直接由硬件二層快速轉發(fā) 本節(jié)點和非本節(jié)點接受數據均做三層轉發(fā) 保護倒換 基于 IPS技術， 50ms保護倒換 路由收斂，重新選擇最佳路由，保護倒換時間幾十秒級別 帶寬 5G 1GE/10GE 二層 Qos能力 除鏈路間的 Qos保證外，具有二層的雙隊列的保證，保證實施業(yè)務的抖動和時延 只有鏈路間的 Qos能力 公平算法 環(huán)上各個節(jié)點流量通過公平算法共享所有鏈路 沒有公平算法，可能出現某些鏈路被獨占的情況 全連接、 擴展能力 即插即用，拓撲自動發(fā)現，具備良好的擴展能力 ； 環(huán)上所有節(jié)點全連接 ， 增加節(jié)點后，新增節(jié)點和其他所有節(jié)點全連接。鏈路的可靠性大大增加。如果某設備失效， RPR 節(jié) 點 可 以 進 入pass_through狀態(tài)，仍然可以保證整個環(huán)路的連接 每臺設備只和相鄰設備連接，可靠性差不； 不具備即插即用的能力 二層多播能力 二層支持多播，多播的處理在二層芯片完成，不占用接口和交換芯片處理能力 需要占用接口和交換芯片處理能力 業(yè)務能力 很好地適應數據業(yè)務、語音業(yè)務、視頻業(yè)務 主要適應數據業(yè)務 6. 城域網 綜合安全 建設方案 . 網絡安全風險分析 一般說來，計算機網絡存在著以下的安全風險 及需要采取的安全對策： 風險 安全對策 用戶身份假冒 身份認證 身份竊取 身份認證 風險 安全對策 風險 非授權訪問 訪問授權管理 重放攻擊 鑒別、記錄、預警 否認 審計、記錄 深度入侵 預警、阻斷 數據風險 竊取 實體安全、加密 篡改 完整性檢驗 毀壞 災難恢復 有害數據侵入 (包括病毒等 )所造成的破壞 檢測、過濾、分析、捕獲 應用和服務風險 非授權訪問 訪問授權 身份假冒 身份認證 密鑰管理漏洞 CA、 KDC、 PKI 數據庫自身的漏洞 檢測、打補丁、升級 操作系統(tǒng)自身 的漏洞 漏洞檢測、打補丁、升級 服務的脆弱性及漏洞 檢測、打補丁、更新 應用系統(tǒng)自身的缺陷 更新完善 服務器風險 入侵探測 實時監(jiān)測、預警、回火 非授權訪問 訪問控制 策略漏洞 策略管理、檢查 系統(tǒng)配置缺陷 系統(tǒng)版本 檢測、更新 系統(tǒng)平臺 評測、選擇 實體安全缺陷 防輻射、防橇、防雷擊 服務器所存在的陷門和隱通道 尚無相應的解決技術及產品 網絡風險 入侵探測 檢測、預警、回火 設備攻擊 實時監(jiān)測、管理、維護 通道保密強度 采用高強度加密產品 網絡設備配置