基于電信級以太環(huán)網RERP技術的寬帶接入網解決方案
將RERP以太環(huán)網保護技術作為一種大型的環(huán)形以太網部署技術，解決了傳統(tǒng)數據網保護能力弱、故障恢復時間長等問題，是運營商城域網建設中的一種重要的技術選擇和解決方案。
1 需求分析
運營商的IP城域網在全業(yè)務運營時代扮演著越來越重要的角色，一方面要實現對互聯網業(yè)務、NGN語音業(yè)務、ICT專線/專網業(yè)務以及IPTV業(yè)務進行綜合承載，另一方面隨著移動基站向IP分組化的過渡，未來在IP城域網上還要承載移動基站的IP回傳。IP城域網作為一個綜合業(yè)務的承載平臺，必須為相關業(yè)務提供高性能、高可靠性、高安全性及必要的服務質量保證。
運營商IP城域網分為兩個層面，即城域骨干網和寬帶接入網。其中，城域骨干網按照功能分為核心層和業(yè)務接入控制層，一般采用高端路由器、BRAS組網；寬帶接入網是業(yè)務控制點以下的部分，提供個人寬帶業(yè)務及大客戶專線/專網業(yè)務的接入和匯聚，寬帶接入網按功能可以再分為匯聚層和接入層，一般采用交換機的二層技術組網。IP城域網的組網結構如下圖所示：
以前各運營商IP城域網改造的主要思路是：網絡路由化、擴大三層網絡規(guī)模并減小二層網絡規(guī)模、業(yè)務節(jié)點端局化、服務質量差異化、加固網絡安全等。
對于寬帶接入網，隨著IP城域網的路由化改造，業(yè)務控制點的BRAS和SR會逐漸下移，實現業(yè)務節(jié)點的端局化，因此寬帶接入網的匯聚層會移向城域網邊緣。對于BRAS和SR下面的二層的網絡，為了保障匯聚層的可靠性必須增加二層的冗余鏈路；為了避免出現環(huán)路，傳統(tǒng)上只能利用生成樹協(xié)議，包括傳統(tǒng)的STP和收斂更快的RSTP/MSTP，但由于生成樹收斂時間、易動蕩及兼容性的問題而實際建網中極少采用。
另一方面，隨著寬帶接入網的匯聚層邊緣化，會面臨匯聚節(jié)點相互之間距離遠，光纖資源不充足的問題。運營商的物理光纜一般都是采用環(huán)形組網，有單環(huán)、相交環(huán)或嵌套環(huán)等，這樣導致匯聚層到業(yè)務控制層之間缺乏點到點的光纜路由。如果在匯聚層到業(yè)務控制層之間實施二層雙歸屬的可靠組網，則會導致光纖資源的浪費嚴重。另外，從可靠性上考慮，當物理光纜出現中斷時，多個匯聚點到BRAS/SR都會出現鏈路的中斷，對網絡的穩(wěn)定性影響較大。
當地域跨度非常大，如超過100km時，運營商一般都在匯聚節(jié)點到業(yè)務控制節(jié)點部署傳輸網絡，各匯聚節(jié)點都通過傳輸鏈路實現到BRAS/SR的連接，匯聚層的可靠性可以通過傳輸網絡的自愈特性得到保障，這種方式是運營商經常采用的模式。但是最近幾年，隨著網絡的應用的復雜，特別是基于P2P的應用產生的大量的流量，一般2.5G的傳輸網絡甚至是10G的傳輸網絡在容量上已經達到飽和。而且由于在傳輸網絡上還承載很多傳統(tǒng)的基于TDM的語音及專線應用，這對IP城域網的擴容帶來很大的限制，如果要升級傳輸網絡到更大帶寬的波分系統(tǒng)成本過高。
基于以上分析，在IP城域網的寬帶接入層面，由于光纜的環(huán)形物理拓撲結構及基于傳統(tǒng)傳輸存在帶寬擴容限制及成本的原因，因此需要一種新的解決方案實現匯聚層到業(yè)務控制層面的二層高可靠性組網，電信級城域網以太環(huán)網技術以低成本、高可靠的優(yōu)勢可以很好地解決該問題。
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2 銳捷網絡電信級城域以太環(huán)網RERP技術介紹
電信級城域以太環(huán)網是針對環(huán)形拓撲結構而設計的，可以為用戶提供50毫秒級的運營業(yè)務保護和快速恢復能力，達到傳統(tǒng)系統(tǒng)的保護能力。在RFC3619(EAPS)中有關于以太環(huán)網保護技術的初步描述，但由于只是一個參考草案，目前業(yè)界僅有少數廠商提供了相關的產品實現。銳捷網絡基于對萬兆以太網技術的深刻理解，在RFC3619的基礎上，自主開發(fā)了RERP（Rapid Ethernet Ring Protection protocol）協(xié)議，即快速以太網保護協(xié)議，并已在銳捷網絡的RG-S5750系列、RG-S8600系列和RG-S9600系列等高端交換機上實現。
RERP電信級以太環(huán)網協(xié)議是銳捷網絡自主開發(fā)的電信級以太網保護協(xié)議，通過純粹軟件的方式在環(huán)形的組網中實現50ms的傳輸級收斂保護時間，可以在運營商的IP城域網匯聚層提供高可靠的組網，滿足一些對時延、抖動敏感的語音業(yè)務、視頻等業(yè)務的要求，比如3G及NGN等業(yè)務對高服務器質量的要求。
銳捷網絡電信級城域以太環(huán)網RERP技術具有以下特點：
（1）高可靠
部署在IP城域網匯聚層的RERP電信級以太環(huán)網，可以有效解決業(yè)務控制層以下二層網絡的可靠性，避免部署傳統(tǒng)生成樹協(xié)議在收斂時間、穩(wěn)定性及兼容性上的缺陷。RERP技術可以在單環(huán)和相交環(huán)的拓撲結構下提供50~100ms的快速收斂，完全可以滿足IP城域網多業(yè)務承載的要求。目前，RERP已經通過信息產業(yè)部電信傳輸研究所的相關測試。
（2）低成本
通過軟件方式實現的RERP技術，集成在銳捷自主產權的RGOS軟件平臺上，不與特殊的硬件綁定。與傳統(tǒng)的RPR（彈性分組網）等技術相比，可以避免采用單獨硬件板卡的成本投入，并且節(jié)約對設備主機槽位的占用。在部署RERP時，只需要從組網的角度考慮選擇不同型號的設備及不同規(guī)格的業(yè)務板卡。
從光纜資源利用方面而言，采用RERP技術組建環(huán)網拓撲可以與光纜的實際物理路由吻合，避免了傳統(tǒng)的雙歸屬組網架構對光纜資源的浪費，也避免了傳統(tǒng)通過新建或擴容傳輸資源的方式來滿足可靠性要求的成本投入。
（3）高穩(wěn)定
RERP協(xié)議在設計之初就充分考慮環(huán)網的穩(wěn)定性，在設計上保障RERP協(xié)議報文在環(huán)網上的絕對優(yōu)先轉發(fā)，即使在環(huán)網出現流量擁塞時，也能保證環(huán)網拓撲的穩(wěn)定，避免出現因為RERP協(xié)議報文丟失出現的環(huán)網的異常收斂和動蕩。
另外在設計上，RERP環(huán)網上除了主控節(jié)點外，還定義了一個備份主控節(jié)點，當主控節(jié)點出現故障時，備用主控節(jié)點會接管以太環(huán)網的管理，這是RERP有別于其他廠商的實現方式，該設計可以進一步提高環(huán)網的健壯性和穩(wěn)定性。
（4）靈活組網
銳捷網絡的電信級以太環(huán)網RERP技術除了支持單環(huán)組網外，還支持相切環(huán)組網和相交環(huán)組網，可以根據光纜的實際物理路由選擇不同的組網架構。
RERP技術還可以配合銳捷的REUP技術混合組網，進一步提高組網的靈活性。REUP（Rapid Ethernet Uplink Protection），即快速以太網上連保護協(xié)議，可以在二層雙上行連接的環(huán)境下提供亞秒級的快速上行鏈路切換。
（5）易擴展
銳捷網絡的電信級以太環(huán)網RERP技術支持采用GE鏈路組網。當千兆環(huán)網帶寬不滿足業(yè)務承載需求時，可以通過GE鏈路聚合的方式實現以太環(huán)網帶寬的擴展。同時，RERP技術支持非對稱帶寬的環(huán)網組網，即同一環(huán)網上部分鏈路是單GE鏈路，部分鏈路是聚合的N*GE鏈路。未來還可以通過更換10GE板卡升級到10G環(huán)網。
對于RERP環(huán)網的轉發(fā)性能，除了可以通過鏈路集合或升級板卡的方式提高環(huán)網帶寬外，由于RERP支持RG-S8600系列交換機與RG-S5750系列交換機混合組網，因此還可以通過更換部分環(huán)網節(jié)點設備而提高環(huán)網的數據轉發(fā)能力。
從組網架構上分析，利用RERP技術組建靈活相切環(huán)和相交環(huán)組網的特性還可以實現匯聚層網絡規(guī)模的不斷擴展和延伸。
（6）多業(yè)務承載
銳捷網絡的電信級以太環(huán)網RERP技術可以結合QinQ或靈活QinQ技術，解決運營商IP城域網中VLAN的資源不足的問題。另外在電信級以太環(huán)網上可以部署三層業(yè)務，比如IGP、BGP路由協(xié)議或組播業(yè)務等。
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3 銳捷網絡高端交換機產品簡介
作為主流數通設備廠家，銳捷網絡現擁有高、中、低端全系列交換機產品線。自2003年開始，銳捷網絡始終保持在高端產品研發(fā)方面的持續(xù)投入，并在技術上不斷創(chuàng)新，相繼推出了SPOH、三平面分離、CSS、NFPP、RGOS等技術。
RG-S8600是銳捷網絡推出的面向十萬兆平臺設計的下一代高密度多業(yè)務IPv6核心路由交換機，支持下一代的以太網100G速率接口，提供14橫插槽設計、10豎插槽設計和6橫插槽設計三種主機：RG-S8614、RG-S8610和RG-S8606。RG-S8600系列高密度多業(yè)務IPv6核心路由交換機提供4.8T/3.2T/1.6T背板帶寬，并支持將來更高帶寬的擴展能力，可實現高達1786Mpps/1190Mpps/595Mpps的二/三層包轉發(fā)速率可為用戶提供高密度端口的高速無阻塞數據交換。
RG-S8600系列采用電信級可靠性設計，支持冗余引擎、冗余電源及冗余風扇，并通過硬件方式提供多種安全防護能力，例如NFPP、CPP、防DDOS攻擊、非法數據包檢測、數據加密、防源IP地址欺騙等等，避免了傳統(tǒng)軟件實現方式對整機性能的影響，提高設備自身的安全性。
RG-S8600系列交換機完全適合IP城域網多業(yè)務綜合承載的要求，設備支持靈活QinQ、二層和三層的MPLS VPN和VPLS，支持層次化QoS等。
RG-S5750系列交換機是銳捷網絡推出的融合了高性能、高安全、多智能、易用性的新一代萬兆機架式多層交換機。提供非常靈活的千兆端口復用組合，既可以提供24個或48個10/100/1000M自適應的千兆電口，又可以提供24個SFP千兆光口，同時提供PoE遠程供電的接口。另外，RG-S5750系列交換機支持10GE接口的擴展。
RG-S5750在僅1U的空間內可以提供高達240Gbps的背板帶寬和102Mpps的高速轉發(fā)，設備內在安全機制可以有效防范和控制病毒傳播和黑客攻擊，如預防Dos攻擊、防黑客IP掃描等。另外RG-S5750支持靈活QinQ和RERP及REUP。
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