分组传送网简介(PTN)讲课讲稿.ppt
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1、分组传送网简介分组传送网简介(PTN)(PTN)第 2 页目录目录第 3 页n传输网是一切网络和业务的基础,稳定、可靠、扩展、先进、经济是传输网追求的目标n尽管传输网通常不直接产生效益,但传输网投入大、建设期长、影响深远,需要站在战略高度来规划传输网的布局和发展方向,采用战术手段,配合、协调各业务网发展策略进行分期建设和储备。保证适度的超前性,同时加大对战略资源的储备。n随着网络规模的不断扩大、承载业务不断增加、网络技术的不断更新,必须坚持统一规划、分步实施的策略,采取“将就”和“一劳永逸”的思路都是不可取的。第 4 页传送方式变革传送方式变革TDM组网组网分组分组传送传送第 5 页什么是分组
2、什么是分组n数据包(Datagram)n最大传送单元(MTU)n分组(Packet)说明:如果数据包长度超过网络的MTU,要进行分片一个分组可以是一个完整的数据报,也可以是数据报的一个分片。第 6 页VPN与隧道nVPN可以理解为:通过隧道技术在公众IP/MPLS网络上仿真一条点到点的专线。n隧道是利用一种协议来传输另外一种协议的技术,共涉及三种协议,包括:乘客协议、隧道协议和承载协议。被封装的原始数据包被封装的原始数据包承载封装承载封装隧道封装隧道封装乘客协议乘客协议(如(如IP、以太网、以太网、ATM等)等)隧道协隧道协议议承载协承载协议议原始数据包原始数据包经过封装后经过封装后第 7 页
3、n业务的弹性业务的弹性业务的突发性业务的突发性业务的分类:具有不同业务的分类:具有不同的敏感性的敏感性n业务分类:不同业务有业务分类:不同业务有不同的敏感因素不同的敏感因素弹性弹性*部署MPLS 和Diffserv 机制,为不同用户和不同业务提供不同QOS 等级的服务第 8 页业务的互补性(可以汇聚收敛的根源所在)业务的互补性(可以汇聚收敛的根源所在)当不在同一时间产生峰值需求,即具有互补性当不在同一时间产生峰值需求,即具有互补性可以根据业务对时延的不同要求来调整,增强业务的互补性可以根据业务对时延的不同要求来调整,增强业务的互补性业务突发性越大、互补性越强、量越多,收敛收益越高业务突发性越大
4、、互补性越强、量越多,收敛收益越高弹性弹性第 9 页弹性弹性n网络的弹性传统SDH:无MSTP:部分接口板卡分组网:完备的弹性接口板卡内核通道小结:建设分组网的目地就是为了使网络具有弹性:与业务适配、有效提高资源使用效率第 10 页传送方式变革传送方式变革类比n传送-货物搬运TDM方式-火车运输(以SDH为代表)传统IP方式-散装托运第 11 页传送方式变革传送方式变革类比传统IP方式-散装托运+MPLS-预选运输路线(FRR)-(绕开障碍点或短线路,尽快回原线路)(LSP)-(换另外新线路)(双归,MC-LAG,VRRP等)-(具备双重出口)+Diffserv-分类、排队、高优先级先行+TE
5、-排除塞车,提前预留安排好线路+QoS-分优先级,提供差别化服务分组传送网-优化方式,灵活、低价、快速、有保证(可管可控可运营)第 12 页分组网的资源分组网的资源类比n分组网资源-交通线路带宽-路宽接口-路口(如收费站)缓存空间-队列数量及长度处理能力-管控能力(如收费速度)注:目前分组设备主要关注了带宽和端口等外部特性,而默认了设备的内部性能。第 13 页n分组设备“直观”解读分组在分组节点被转发,类似要经过一道“门”转入到相应“出路”,但“门”的宽度有限(受制于芯片速度、背板总线等),流量较大时,分组需要“等候处理”通过传统IP网的这一过程是不受控的(Besteffort),分组设备则可
6、以让流量排队,并对“队列”进行控制管理,只有一定数量的分组能够得到最短延迟转发(目前厂家建议的实时业务占比通常在20%左右)优先队列、短队列可小延时通过第 14 页n分组设备“直观”解读理想情况下,必须保证让“对延时敏感”的业务(实时业务)享受这“最短时延优先转发”的特权,这需要两个前提条件:(1)对业务进行准确分类,精确识别实时业务;(2)控制实时业务所占比例。如果不能对业务进行准确分类,为了保证服务质量,会把跟实时业务混在一起的业务都定义为“高等级”业务,这导致分组网的能力不能得到充分发挥第 15 页分组网的效率分组网的效率n在资源一定的前提下,分组网主要靠加强资源的管理、对业务分类适配,
7、进行合理分配资源来提高其利用率面向综合业务,不同等级业务搭配资源紧张时,依据策略高级业务抢占低级业务资源高级业务所占比例有一定限制在只承载高等级业务的情况下,分组网要达到很高的带宽利用率是不现实的第 16 页n关于CIR/PIRCIR:CommittedInformationRatePIR:PeakInformationRateEIR:ExcessInformationRateEIR=PIRCIR无带宽保证业务(完全弹性),不设置;对于固定带宽业务,可设置CIR=PIR=BW(链路带宽);一定弹性业务设置PIRCIR对CIR的两种理解:(有待进一步落实)刚性,不能被抢占,即使自己不用或未用够当
8、有业务时,带宽被保证,直至CIR;无业务或有部分业务时,多余带宽亦可被抢占当资源不够时,根据优先级设置,带宽受到挤压,业务会逐渐被丢包。第 17 页分组网的参照理解分组网的参照理解n假定一个模型:在一根硬管道(A,尺寸为W)里敷设2层软管道(B、C),即A中有多根B,B中有多根C。在最内层软管道(C)里可以有水流过。没水的时候,软管会塌下来,完全不占空间(忽略管壁的尺寸),空出来的空间,可以供敷设更多的管道。软管完全充满的时候,可以到一最大空间(类比峰值PIR)。这样的软管具有完全的弹性(CIR=0)。B与C能很好的配合(能同步的扩大和缩小),彼此间可以共享空间,从而达到最大的空间利用率。如果
9、B或C的数量较多,且大家同时充满的时候,将相互挤压,流量会相互影响,甚至某些管道会被挤扁(因为一旦有空间就会被挤占)无管控、无分类、无优先级、自由抢占第 18 页分组网的参照理解分组网的参照理解n改进:如果有流量需要始终完全保证。我们可以把相应的C管道换成硬管道。(CIR=PIR)如果某根管道里的流量只需保证一部分。我们把相应管道换成具有一定弹性的管道,能优先保证一定空间的水流通过。但当大水流来的时候,可以被充满到更大空间。(CIRPIR)保证措施:CIR(C管)CIR(B管)CIR(B管)WPIRW第 19 页分组网的参照理解分组网的参照理解n改进:在流量较小的时候,空间有富余,一般不会出现
10、相互挤占。流量较大时,会出现2个层面相互挤占:B管道之间、C管道之间由于资源有限,为保证其中的某些重要流量,可以做差异化服务(Diffserv、DS-TE):在C管道内做流量分类,定优先级(Diffserv)B管道分优先级(Diffserv)重要B管道资源预留(RSVP-TE)B管道空间分类并反映流量类型,协调流量类型动作(DS-TE的CT映射)B管道制定“建立优先级和保持优先级”第 20 页业务与管道分类业务与管道分类不同的层面有不同的分类标记位;MPLS标签可以嵌套,外层对应隧道,内层对应业务;封装点是否做分类映射取决于传送策略;通常要求业务分类可内层透传;技术的处理与成熟度与设备技术有关
11、目录目录第 22 页注:注:HSS-HomeSubscriberServer/归属用户服务器归属用户服务器PCRF-PolicyandChargingRulesFunction/策略和计费规则功能策略和计费规则功能LTE系统连接系统连接第 23 页LTE核心网元核心网元nMME是核心网唯一的控制面设备,主要功能是接入控制、移动性管理、会话管理、网元选择和存储用户承载信息控制和承载分离使MME集中设置成为可能,不会给骨干面引入过多流量:具有更好的扩展能力,实现快速扩容具有更好网络性能,通过POOL组网能进一步提升业务范围,降低MME间位置更新和切换频率,适当集中部署并不会影响业务的接续速度每个物
12、理设备支持多个逻辑MME,其虚拟化支持“集中部署,分散运营”第 24 页LTE核心网元核心网元nSGW主要功能是进行会话管理、路由选择和数据转发、QOS控制、计费及存储信息对每一个接入的UE,一次只能有一个SGW为之服务需要综合考虑网络组织、容量、发展和周边配套等选择单独设置或与PGW合设PGW主要功能是用户IP地址分配、会话管理、PCRF选择、路由选择、数据转发、QOS控制、计费、策略等是面向PDN终结于SGi接口的网关,如果UE访问多个PDN,UE将对应一个或多个PGW第 25 页LTE传输需求n结构传输重点在解决S1接口和X2接口的需求,其中S1是基站与核心网元的连接,而X2的连接对象则
13、是其他基站,这是LTE阶段网络扁平化出现的新需求。S1接口采用FLEX连接方式,基站不固定连接某个核心网元,由系统根据负荷分布等因素控制基站之间有互联需求(X2),近期支持相邻站间切换,以后可能支持站间互通第 26 页n接口S1接口传输带宽可达300Mbps以上,X2接口带宽约10Mbps,后期可能会有所增长S1、X2对承载延迟有严格要求(S1-MME:100-300ms,S1-U:5-10ms,X2:10-20ms)n组网LTE传输需求MME、aGW早期全省集中设置(1个或多个省中心),需要IP承载网提供支持,后期随着业务发展(如视频)可能向地市下沉LTE无线的链路预算要比现有体制低,导致覆
14、盖同样的区域需要更多的基站LTE需要时间同步面对视频业务(如移动TV),需要支持组播设备要支持IPV6升级第 27 页LTE传输需求n关注:业务策略对网络的影响由于目前数据业务多为互联网业务,能在本地终结的业务占比很少。aGW集中设置需要IP承载B网支持,分散下沉到地市,则需要IP承载A网的支持视频业务对网络有较大影响,当业务量较大时,需要在本地设置节目源,aGW也需要相应下沉到地市延时要求较高,尤其是S1-U:5-10ms对组网有较大压力。该指标的适用条件和环境有待进一步落实;如果SGW分散设置,下沉到地市,对减少S1-U延时有利;如果LTE不开放话音类业务,延时指标是否可放松、可放松到多少
15、?(这需要标准研究支持)第 28 页LTE传输需求n关注:X2接口流量到底有多大,早期有说不超过S1的3%,3%-5%,10%的,有说未来会可能到20%-30%初期如果不部署X2接口,可降低LTE部署的复杂程度如果早期X2接口仅要求支持相邻站切换,流量在10M左右;如果后期要开通站间互通,流量会增加但后期X2接口流量如果达到10%以上,甚至20%-30%,则三层到边缘将成为必然选择,否则迂回路由将消耗大量资源如果需要支持站间互通,采用三层到边缘方案,边缘设备的性能可能需要做大幅提升(待研究),投资需求量大第 29 页目录目录第 30 页传输网方案分组传送网总体方案目前移动建议采用方案C;电信建
16、议采用方案B;联通则采用方案A或B第 31 页传输网方案分组传送网总体方案n各运营商根据自身特点,经过多因素分析,选择自己的方案:移动采用PTN单独组网(核心层增加L3功能);电信建议采用IPRAN与城域网综合组网(共城域骨干,C相当于SR;D相当于区域SR/CE)联通主要采用新建IPRAN网(联通不设C设备),北方省份也有个别共用城域网方案ABRNCDCAA接入设备;接入设备;B汇聚设备;汇聚设备;C-区域汇聚设备;区域汇聚设备;D-核心设备核心设备环形环形双归双归第 32 页传输网方案LTE分组传送网建议架构n本地网架构第 33 页传输网方案LTE分组传送网建议架构n为满足LTE需求,分组
17、网组网采用扁平的、简洁的网络结构核心层组网选择2-4个节点,不宜过多,结构采用全互联汇聚层组网采用一对汇聚节点与一对核心节点进行“口字形”组网边缘层采用环形或环加链,每环所带节点建议不超过10个容量方面采用接口提速(环路升级)、裂环、叠加环、多链路等策略,根据实际情况择机选取裂环叠加环多链路第 34 页网络保护第 35 页n分组传送网与核心网元之间的连接注:1、关于各地利用核心网CE的连接,需要与核心网专业之间进行协商加以明确。2、非中心城市,如果需要传送网单独新建CE,则需要与IP承载网进行协调。第 36 页网络容量应对网络容量应对n两个方向扩路:为了满足业务的带宽需求,提高带宽保证。(但受
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