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电信运营商案例

提速湖南IP骨干网--中国电信湖南IP骨干网扩容工程采用Cisco公司解决方案

项目背景


湖南省电信公司于2000年7月10日挂牌成立,是中国电信集团公司的独资子公司,具有企业法人资格。它是在国家进行邮电体制改革,经过寻呼剥离、邮电分营、移动分离、政企分开后,从原湖南省邮电管理局中分离出来的。

湖南省电信公司目前主要经营国内、国际各类固定电信网络与设施,包括本地无线环路;基于固定网络的语音、数据、图像及多媒体通信与信息服务;以及相关的系统集成、技术开发等服务。提供的主要业务为国内长途电话业务、国际长途电话业务、本地电话业务、数据通信业务、网元出租业务。

八五以来,通过实施165工程和718工程,湖南省电信公司已建立了完备的现代化通信网络,具备为用户提供各种通信业务的能力,企业实力也大大增强。现全省程控电话总容量达到875万门,通信光缆6万多公里,长途交换机容量24万多路端,IP网端口5万多个,互联网出口带宽达到2.5G,通信网络基本适应湖南经济和社会进步的需要。全省固定电话用户总数达到720万户,居全国第6位,固定电话普及率上升到11%。

然而,在国内互联网环境逐步完善和发展的大环境之下,湖南省的网络用户数量逐年激增,同时多种新兴的网络应用对湖南省网络带宽和网络功能均提出了新的要求。为了建设一条通往互联时代的高速公路,在地区发展中把握先机,湖南IP骨干网作为湖南省的网络主干,急需全网提速、扩容。

在以前的合作基础上,湖南电信湖南IP骨干网扩容工程项目再次采用了Cisco公司高速的、大容量的千兆比交换路由器(GSR)和相关产品与服务,使湖南电信IP骨干网能够从155M带宽顺利提高到2.5G,为湖南IP骨干网的全面优化获得了可靠的技术保障,从而使湖南各地市能与CHINANET以2.5G互联。

项目建设内容和规模


由思科公司设计建设的湖南电信宽带IP骨干网络扩容工程包含省宽带IP网和各地市城域网两级网络。省宽带IP网及城域网是湖南省IP基础网,也是中国电信骨干多媒体网在湖南省的延伸,承载省内骨干网和城域网IP业务,为用户提供局域网互联、专线上网、拨号上网等业务,中继速率为2.5G。

考虑到建成后的湖南电信宽带IP骨干网络应该具有承受大流量的系统要求,因而在设计IP骨干网时,从网络拓扑、IP地址分配等每个细节都给予了充分的考虑,在IP服务质量设计上选用适合巨大数据流量服务的CoS来实施服务分类。为使湖南电信宽带IP网络具有良好的扩展性,选用了先进的MPLS技术来组建IP VPN。

建设大流量的高速宽带IP骨干网


鉴于湖南省原有IP骨干网采用155M STM-1提供全省IP业务,已无法满足骨干带宽为2.5G的需要,湖南电信决定全省全网提速,从155M带宽提高到2.5G(七个地市是第一期),项目完成后,使这7个地市与CHINANET以2.5G互联,形成高速度的宽带网络。

为使原有的IP骨干网成功优化和全面提速,同时考虑到未来几年内IP骨干网接口速率的迅速发展,思科公司提供了此次扩容工程的全部路由设备,整个骨干网络全部由思科的高端交换路由器GSR12000组成。GSR12000系列是思科的新一代高端电信级千兆位交换路由器,千兆位交换路由器(GSR)在一个营运商级平台中提供了可扩展的IP发送和服务性能。Cisco的GSR骨干路由器具备大量的接口槽位,提供高密度的高速光纤接口,具备良好的交换带宽可升级能力,不但能够满足目前2.5Gbps 的端口速率要求,而且可以实现到10Gbps甚至5Tbps的平滑升级。

考虑到IP技术在国内的飞速发展,用户数量的急剧增加,因此在方案设计中需使用一定数量的保留地址,但是当保留地址和合法地址混用,将大大影响路由器的性能,同时也会大大增加合法地址出省时的时延,使用MPLS VPN技术可克服存在的这些问题。MPLS VPN技术将保留地址和合法地址分别划分到两个MPLS VPN中,两个VPN的路由可以作策略性互通,从而实现对保留地址和合法地址同时使用中存在的路由和管理问题。

建成后的湖南电信宽带IP骨干网需要对高速和低速接入的用户均有良好的支持,建议让低速接入用户,如拨号用户使用保留地址,即可减少低速接入用户对合法地址的占用,另外也可减少宽带网的管理设置的工作量。通过让高速接入用户使用163合法地址,使其享受到省内、省外高速驳连互联网的欢愉,而且湖南省内的宽带应用也可以通过拓宽的主干网络传播到省外。

先进的路由设计


骨干网路由器首先要具有强大的处理能力和优化的体系结构,能够保证数据在转发过程中不会出现瓶颈。思科公司率先推出的10Gbps POS卡,目前此卡在各大电信运营商中已经得到了广泛应用,思科已开始着手开发40Gbps的板卡。其最新产品的交换容量可以扩展到320Gbps,从而适应网上数据海量扩展的需求。思科的GSR12000路由器系列采用完全的分布式路由交换体系,能够以吉比特的速度提供第3层路由选择功能。其交换矩阵采用快速的电子开关,这相对于高速缓存的方式具有不可比拟的优势。因为对于后者来说,数据进出速度受到存取速度的影响,在低于10Gbps时还不明显,一旦高于10Gbps,处理起来便非常吃力,出现致命的延迟。此外,在接口板和中央处理器之间,它采用了10Gbps,的通道,这样便可以充分保证数据的线速转发。

在接口卡方面,如何处理小IP包是非常关键的一环。因为对于VoIP这样数据量小、时延要求苛刻的应用来说,这一点极为重要。思科的接口卡采用了40字节吞吐量的设计,实现完全线速传输,比一般的路由器的效率高出60%,由此避免了VoIP应用中因丢包而造成质量下降。

电信级的可靠性是运营商永恒的要求。思科的GSR12000路由器引入了先进的冗余备份方案,例如交换矩阵“1+1”备份,接口板“1:N”备份,从而确保了网络无中断运行。其POS板采用APS自动保护切换方式,避免因为单点故障造成网络瘫痪。在电信级IP网络实际运行中,设备的调整是不可避免的,思科的所有接口板都具有热插拔功能,因为有冗余备份方案,又采用快速电子开关,因此热插拔不会造成数据包丢失,但是如果采用高速缓存的方式,就无法保证数据安全转发,给维护工作带来麻烦。例如,A接口板的包可能因为网络拥塞放在B接口板上备份,一旦对B板进行热插拔,数据包就会出现丢失。

操作系统是骨干网路由器的软件核心,主要实现路由引擎功能。思科的IOS操作系统是经过多年实际应用的成熟软件,其面向服务供应商提供专用的12.1版中包含经过测试的强韧的IP路由选择实施方案,该方案用于扩展大型IP骨干网。由于在电信网络应用多年,该系统在稳定性方面具有独特的优势,支持的路由协议也是最为全面的。更为重要的是,当网络出现故障时,该系统的路由“学习”能力很强,可以在很短的时间内建立最优的路由表,便于最大限度地缩短故障时间,恢复运营服务。

业务实现技术是骨干网路由器能否符合电信企业实际运营要求的关键,这既包括丰富的连接端口技术,又包括对增值服务的支持功能。由于运营商的网络基础不同,应用场合也千差万别,因此要求路由器有强大的适应性和灵活性。思科的GSR12000路由器具有对各种速率线路卡的支持能力,从DS3直到10Gbps,并且支持快速以太网/吉比特以太网、动态分组传输、ATM等技术。它采用的高密度方案能够集合大量业务,包括基于ATM的话音业务、DSL高速接入、专线集合和互联网服务供应商集合,并可以应用在广域网骨干、城域网骨干、城域网边缘、园区网骨干等多种网络环境。

在增值业务方面,业务流量管理和VPN(虚拟专用网)等功能的引入使服务供应商和企业可以增强其服务能力。特别值得一提的是,其MPLS(多协议标记交换)功能在IP网络上实现了面向连接的模式,使供应商在向IP演进过程中仍可支持传统的业务,如帧中继。网络核心中的GSR可以充当MPLS节点,根据MPLS报头中含的标签处理数据包。部署在MPLS核心与IP、帧中继或ATM网络之间的网络接口边缘上的GSR,执行增值功能。在用作企业网络骨干时,思科的GSR12000核心路由器支持的特性包括线速CoS实施、组播业务优化、低时延企业话音业务等。

湖南电信宽带IP网扩容工程在为全省网络用户提供高速互联网访问和一些宽带业务,如视频电视、网络电视、互动游戏等的同时,还可以为政府机关和跨地市的金融机构、教育系统等企事业单位建立省内各分支机构在宽带IP网络平台上的虚拟专用网,降低其网络建设费用,减少其网络管理工作,同时保证了其网络数据的私有性和安全性。由于宽带网络具有广泛的覆盖范围及统一的服务质量保证,还可以在全省范围内提供视频会议、远程教学、远程医疗等服务。

有力的技术支持和服务保证


高质量的产品是网络品质的基础,高品质的服务才是电信级网络可靠运营的有效保障。

思科公司为湖南IP骨干网扩容工程提供了专门针对电信运营商的SPBased Service,对于核心节点的路由器设备,思科公司承诺24小时内替换设备可运抵现场进行更换。

思科公司不但提供湖南电信目前所需要的网络设备端口资源和先进的IP路由技术,而且提供未来可以提升的网络端口资源,可提升的网络技术MPLS VPN,同时充分保护用户现有的投资。

湖南电信此次湖南IP骨干网扩容工程最终决定全面采用Cisco的产品和技术,是在考察国内市场与技术发展现状后做出的重要战略抉择。湖南电信主要负责这一项目的技术责任人,湖南电信数据局局长谭亦军,以及湖南省电信公司副总经理谭善益同时表示,此次湖南电信在众多的竞标对象如Ericsson和Juniper等大型厂商中,再次选择Cisco作为网络设备供应商,是多方因素综合考虑的结果。首先,思科的产品与解决方案充分地满足湖南电信的需求;第二,在全省范围内采用思科GSR产品平台将为中国电信在全国范围内开展基于Internet/IP的增值服务(如MPLS、VPN等)提供有力的时间和技术保证;第三,思科的技术方向代表了IP/互联网技术的未来发展;第四,思科多年来在中国建立的强有力的售后服务体系,包括提供7×24小时服务的技术支持中心,以及高素质、经验丰富的技术支持人才;第五,湖南电信与思科所建立的良好长期合作关系。以上这些都给予了湖南电信选择思科充分的信心与决心,也将为湖南电信带来美好的发展前景。

现在,经过扩容后的湖南电信已实现了IP骨干网的全面提速,其网络节点间的路由中继由原来的155Mbps扩大到2.5Gbps,速度提高了16倍;其物理节点已覆盖全省数十个城市,业务范围遍及所有电话能够通达的地区,从而成为目前湖南省拥有最大带宽、覆盖最广、性能最稳定、信息最丰富、功能最强大的互联网络。

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