匯聚交換機在運營商網(wǎng)絡上的應用

產(chǎn)品名稱Productname密級ConfidentialitylevelQuidwayS8500內(nèi)部公開產(chǎn)品版本ProductversionTotal13pages共13頁V100R002匯聚交換機在運營商網(wǎng)絡上的應用（僅供內(nèi)部參考）Forinternaluseonly擬制：Preparedby龐寧日期：Date2005-9-22審核：Reviewedby日期：Dateyyyy-mm-dd審核：Reviewedby日期：Dateyyyy-mm-dd批準：Grantedby日期：Dateyyyy-mm-dd華為3Com技術有限公司Huawei-3ComTechnologiesCo.,Ltd.版權(quán)所有侵權(quán)必究Allrightsreserved

彳修訂記錄Revisionrecord日期Date修訂版本Revisionversion修改描述changeDescription作者Author2005-9-221.00初稿龐寧目錄TableofContentsTOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"前言：4\o"CurrentDocument"蘇州電信IPTV測試的組網(wǎng)分析：.4\o"CurrentDocument"組網(wǎng)圖：.4\o"CurrentDocument"普通電話業(yè)務的實現(xiàn)：6\o"CurrentDocument"寬帶上網(wǎng)業(yè)務的實現(xiàn)：6上網(wǎng)的過程：6\o"CurrentDocument"PPPOE：.8\o"CurrentDocument"IPTV業(yè)務的實現(xiàn)：9DHCP+:9PPPOE和DHCP+的區(qū)別：.0IPTV業(yè)務的實現(xiàn)：11\o"CurrentDocument"小貼士：1.2\o"CurrentDocument"蘇州IPTV測試組網(wǎng)的安全性考慮：12\o"CurrentDocument"后記：1.31刖言：隨著85交換機綜合性能的不斷提高，我們的85產(chǎn)品正逐漸的邁入運營商市場。大家可能經(jīng)常會聽說ADSL、DSLAM和BRAS，但具體怎么回事又說不太清楚，究竟我們85又是如何和它們配合才使最終用戶寬帶上網(wǎng)的呢？通過蘇州電信測試組網(wǎng)，我們給大家簡單介紹一下85在實際網(wǎng)絡中的應用。蘇州電信目前擁有ADSL上網(wǎng)用戶約40萬，從用戶規(guī)模到網(wǎng)絡運營都稱得上是中國電信的樣板。不久，蘇州電信將作為中國電信IPTV的試點率先開展IPTV業(yè)務。2蘇州電信IPTV測試的組網(wǎng)分析:2.1組網(wǎng)圖:C&C08QinQ終結(jié)InternetPHONEPCBTV＞端DCHP+ServerPSTNC&C08QinQ終結(jié)InternetPHONEPCBTV＞端DCHP+ServerPSTNPPPoE認證上網(wǎng)采用VOD點播圖1T在詳細介紹組網(wǎng)之前，我們先來認識幾個新名詞：RTU：RTU就是我們俗稱的ADSLMODEMoRTU一般可以分為集成分頻器RTU和非集成分配器RTU，關于分頻器的概念我們將在后面的章節(jié)中介紹。RTU上行全DSLAM一般是通過ATM的PVC通道實現(xiàn)的。STB：STB就是我們俗稱的機頂盒，它內(nèi)置的解碼器可以將以太網(wǎng)報文解析為電視信號，也就是我們常說的IPTV。DSLAM：它是運營商最常見的寬帶接入設備。下行它通過ATMPVC與用戶的RTU建立虛通道。上行時，它可以通過ATM方式直接上送至BRAS，也可以將ATM信元轉(zhuǎn)化為以太網(wǎng)幀送至匯聚交換機進行處理。C&C08：C&C08就是處理電話業(yè)務的程控交換機，它所連接的是公眾電話網(wǎng)PSTN。BRAS：BRAS最早的主要功能就是實現(xiàn)對PPPOE撥號用戶認證計費以及IP地址分配，現(xiàn)在的BRAS已經(jīng)具有了OSPF、BGP、組播、QinQ等特性，并且它還具有海量ARP表項，目前它在網(wǎng)絡上一般充當二層的終結(jié)設備。SR：SR是一臺支持OSPF、PIMSM、DHCPRELAY的路由器。BTV前端：BTV前端是和STB相對應的設備，STB是將以太網(wǎng)信號解析為電視信號，BTV前端則是通過編碼器將諸如“HBO”，“星空衛(wèi)視”等付費電視信號轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)信號，它也就是我們俗稱的組播源。在簡單的了解了上述名詞之后，我們來看看電話、上網(wǎng)和IPTV是如何在這個組網(wǎng)上實現(xiàn)的。2.2普通電話業(yè)務的實現(xiàn)：圖1—1中的藍線部分就是我們撥打普通電話的過程。我們前面提到過ADSLMODEM有集成分頻器和非集成分頻器兩種。大伙家里的ADSLMODEM大多是非集成分頻器的那種，組網(wǎng)模式如下：圖1—1分頻器的作用就是將低頻的語言信號繼續(xù)放到低頻進行傳輸，而將數(shù)據(jù)流量調(diào)制到高頻進行傳輸。這樣語音信號和數(shù)據(jù)信號分別占用低頻帶和高頻帶傳輸?shù)紻SLAM,然后由DSLAM通過濾波器將低頻語音信號分離出來通過雙絞線又送給了C&C08機處理，這樣電話用戶就能夠通過PSTN網(wǎng)進行通話了。2.3寬帶上網(wǎng)業(yè)務的實現(xiàn)：圖1—1中的綠線部分就是寬帶上網(wǎng)的流程圖。2.3.1上網(wǎng)的過程：1、前面提過RTU到DSLAM是通過ATM上行的，對于RTU我們可以在每個端口上配置不同的PVC以實現(xiàn)PSPT(PerServicePerTunnel)，如下圖所示上網(wǎng)業(yè)務和IPTV業(yè)務分別通過不同的PVC送至DSLAM處理。STB2、DSLAM上根據(jù)不同的PVC和連接DSLAM的端口號，可以為它們封裝不同的vlantag，從而實現(xiàn)ATM到以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)換。在這里，我們可以給不同RTU的上網(wǎng)業(yè)務分配VLAN101-300的VLANtag（假設有DSLAM下有200個用戶），同時我們也可以給不同RTU的IPTV業(yè)務封裝相同的VLANID301，從而在DSLAM出口上實現(xiàn)上網(wǎng)業(yè)務和IPTV業(yè)務的區(qū)分。3、哈哈，終于輪到我們85了。85將VLAN101-300的報文再封裝一層VLANtag1001，然后再將雙tag的報文上送給BRAS設備。這里要用到靈活QinQ的東東，有關這部分的介紹可以參考附件一。4、雙層tag的報文到了BRAS，它們的二層歷程就算結(jié)束了。報文在BRAS上被層層剝離，然后再經(jīng)過認證、計費、分配IP地址以及學習ARP過程后，用戶就可以正常上網(wǎng)了。

2.3.2PPPOE：講到這里我們不得不向大家介紹一下PPPOE，因為目前我們絕大多數(shù)ADSL用戶都是通過PPPOE形式進行撥號上網(wǎng)的。PPPOE(PPPoverEthernet)就是主機將PPP報文封裝在以太網(wǎng)報文中，通過以太網(wǎng)橋接設備連到遠端的接入中心(BRAS)。PPPOE的兩個階段：PPPOE可以分為兩個階段：discovery階段和PPPsession階段1、discovery階段：簡單的說，就是用戶在撥號連接時將用戶名密碼信息封裝在以太網(wǎng)報文中一直送到了BRAS上，BRAS將報文中PPPOE的部分解析出來，如果認證通過BRAS將開始計費并給用戶發(fā)一個含有IP，網(wǎng)關，DNS等信息的報文。這樣PC就可以獲取到IP地址了。2、PPPsession階段：當PPPOE進入PPPsession階段后，PPP報文的就可以作為PPPOE報文的凈荷封裝在以太網(wǎng)報文中進行傳輸了。也就是說我們現(xiàn)在就可以正常上網(wǎng)了。需要注意的是，我們并不是在上網(wǎng)認證階段才使用到PPPOE，其實在上網(wǎng)沖浪時，從我們電腦出去的都是封裝了PPPOE的以太網(wǎng)幀。這些幀都是到了BRAS后，才轉(zhuǎn)變成真正的以太網(wǎng)IP報文在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸?shù)摹?.4IPTV業(yè)務的實現(xiàn):圖1—1中，紅色的線條部分就是IPTV的實現(xiàn)過程。2.4.1DHCP+:STB的地址申請不是通過PPPOE來實現(xiàn)的，而是通過DHCP+服務器獲取^地址。首先我們來講解一下DHCP+服務：1、STB開機之后，發(fā)送DHCP請求廣播報文；2、以太網(wǎng)接入網(wǎng)絡設備（如DSLAM或LAN交換機）的DHCPSnooping功能監(jiān)聽^0DHCP請求之后，在用戶的DHCP報文內(nèi)打上Option82信息，標識用戶的物理位置（如設備ID+端DID+VLANID）。3、匯聚交換機的DHCPrelay功能將該DHCP請求以單播方式轉(zhuǎn)發(fā)到DHCPSever上。DHCPServer根據(jù)Option82判斷DHCP請求的合法性，合法的請求被分配^地址。我們剛才講過普通上網(wǎng)用戶是通過PPPOE來獲取^地址的，它與DHCP+有什么區(qū)別呢？2.4.2PPPOE和DHCP+的區(qū)別：1、從技術特征和提供的功能看：1）PPPoE中Server和Client要在同一個二層，DHCP可以跨三層；2）PPPoE入設備是通信必經(jīng)的NextHop，DHCP+Server只是在獲得IP配置階段起作用；3）在計費上，PPPoE即可以計時，也可以計流量。DHCP+只能計時4）PPPoE可以對用戶通信進行速率限制（Rate-Limit），且很多設備可做到上、下行不對稱。DHCP+不能提供此功能；5）PPPoE設備可針對特定用戶設置ACL訪問列表）過濾或防火墻功能，DHCP+不能做到；6）PPPoE可以防止地址沖突和地址盜用。DHCP+不能解決這個問題。7）有些PPPoE設備不支持VLAN，這會對某些應用構(gòu)成一定的限制。DHCP+不存在這個問題。8）PPPoE可方便地提供動態(tài)業(yè)務選擇特性（嚴格地說，這和PPPoE本身并沒有什么關系，但多和PPPoE同時應用）9）在運行Multicast（組播）應用時，由于PPPoE的點對點特性，即使幾個Host同屬于一個MulticastGroup，也要為每個Host單獨復制一份數(shù)據(jù)流。DHCP+不存在此問題。2、從標準化程度、技術成熟度看PPPoE已有RFC，技術成熟，應用廣泛；DHCP+（不是指DHCP）只有Draft文檔，產(chǎn)品（軟、硬件）和應用很少。3、從對現(xiàn)有網(wǎng)絡的發(fā)行角度看1）PPPoE需要購置專門的接入設備，DHCP+需要添加DHCPServer，如果要跨三層設備，還要在每個子網(wǎng)內(nèi)配備中繼代表。2）兩者都需要在Host上安裝和配置各自的客戶端軟件。3）PPPoE模式與現(xiàn)有撥號模式相似，可以利用現(xiàn)有的用戶認證、管理和計費系統(tǒng)，支持集中的管理模式。采用DHCP+模式需要改變現(xiàn)有的后臺管理系統(tǒng)。2.4.3IPTV業(yè)務的實現(xiàn)：下面我們來介紹一下IPTV業(yè)務，圖1—1的IPTV業(yè)務組網(wǎng)圖可以抽象為下圖:1、網(wǎng)管向DSLAM下發(fā)組播權(quán)限。用戶在營業(yè)廳開通IPTV業(yè)務時，營帳系統(tǒng)通知網(wǎng)管系統(tǒng)向用戶所連接的DSLAM（作為組播復制點）下發(fā)組播權(quán)限。這樣DSLAM上接入該用戶的端口上就啟動了組播權(quán)限。2、STB通過DHCP方式獲得IP地址。3、STB通過EPGSERVER獲得電子節(jié)目菜單。STB獲得IP地址之后，會根據(jù)STB內(nèi)部配置參數(shù)自動連接到EPG服務器獲得電子節(jié)目菜單。4、STB點播BTV節(jié)目。STB點播BTV節(jié)目時，STB將發(fā)送IGMP成員報告以便加入該節(jié)目對應的組播組。DSLAM收到該IGMP報告之后，將進行合法性檢查：如果該用戶端口沒有開啟組播權(quán)限，該IGMP報文將被丟棄。如果該用戶端口開啟了組播權(quán)限，將對該報文進行處理，而且DSLAM上還沒有該組播組對應的轉(zhuǎn)發(fā)表項，DSLAM通過IGMP-Proxy接口向85發(fā)送IGMP成員加入報告，通過PIMSM協(xié)議將組播流引到DSLAM上。IGMP-Proxy的作用是將STB的IGMP加入請求的源mac換成DSLAM的橋mac。最終組播流會全部引到DSLAM上，由DSLAM來控制用戶的IGMP加入離開。5、STB點播VOD節(jié)目。STB點播VOD節(jié)目時，STB將向VOD服務器發(fā)起請求，建立TCP連接（以HTTP應用居多），連接建立之后，VOD流通過TCP方式發(fā)給STB。VOD、BT^IPTV：2.4.4小貼士：我們經(jīng)常所說的VOD點播其實是單播實現(xiàn)的（是點對點的），傳輸?shù)膱笪母袷綖門CP報文；BTV業(yè)務比較常見的是付費電視，它的特點是對所有用戶都是同步播放的，由于收看的用戶較多，它是通過組播實現(xiàn)的，傳輸?shù)膱笪母袷綖閁DP。對于用戶來講，他們收看的都是IP-TV的節(jié)目，因而可以統(tǒng)稱為IPTV。3蘇州IPTV測試組網(wǎng)的安全性考慮：對于一個能在運營商網(wǎng)絡上應用的組網(wǎng)方案，必須要有很周密的安全性考慮。蘇州電信局方人員對網(wǎng)絡安全性的考慮還是很全面的：1、如何防止不同DSLAM上相同私網(wǎng)VLAN的用戶之間互訪？由于不同的DSLAM的上網(wǎng)用戶接入到85后分配的公網(wǎng)VLANID不同，因而它們不會實現(xiàn)二層互通。2、由于同一DSLAM上的IPTV用戶均采用相同VLAN上行至85，如何防止這些STB之間互通？在DSLAM上有一個稱為smartvlan的東東，將組播VLAN設置為smartvlan就可以防止在同一VLAN的STB之間互通。3、如何防止不同DSLAM上的STB之間互通？由于smartvlan只在同一臺DSLAM上使用才有意義，這樣不同DSLAM上的STB就有可能互通。我們可以在85上配置ARPTRAP功能，這樣ARP請求報文就只能上送85CPU而不會在VLAN內(nèi)廣播，從而有效的防止處在不同D