1.3Архитектурная концепция оптической городской сети Metro Ethernet
Технология оптического Ethernet - оптоволоконная высокоскоростная широкополосная сеть передачи данных в масштабе города/района, использующая составные компоненты и технологию сетей Ethernet с оптической пакетной коммутацией.
Достоинствами Ethernet являются:
способность взаимодействовать с различными существующими сетями;
высокая пропускная способность (на уровне нескольких Терабит в секунду), что позволяет поддерживать передачу больших объемов мультимедийных данных;
экономическая эффективность и прозрачность для пользователей; легкость администрирования;
наличие на рынке значительного числа компонент, включая платформ с оптической пакетной коммутацией в терабитной области.
Cети Metro Ethernet строятся по трехуровневой схеме и включают оборудование:
2)Уровня Ядра сети (Backbone layer).
3)Уровня Агрегации (Aggregation Layer).
4)Уровня Доступа (Access Layer).
Основная цель применения многоуровневой архитектуры при построении ЛВС заключается в обеспечении высокой надежности и производительности. При реализации каждого уровня основной задачей является обеспечение масштабируемости, то есть расширения мощности уровня без серьезных архитектурных изменений. Для этого каждый уровень реализуется на базе модулей – функционально законченных групп оборудования, как правило, одного типа.
Уровень ядра сети обеспечивает высокоскоростную коммутацию трафика между виртуальными локальными сетями предприятия, подключение к глобальной сети Интернет, выполняет функции аппаратного брандмауэра. Как правило, ядро сети строится из модулей, образованных одним высокопроизводительным устройством, с обеспечением резервирования на аппаратном уровне и уровне каналов.
Главными задачами уровня агрегации являются мониторинг и управление трафиком с разделением потоков по типам услуг и запросам пользователей. Должны поддерживаться многоуровневое обеспечение QoS и маршрутизация MPLS. Топология сети уровня агрегации обычно предусматривает некоторую избыточность, которая позволяет резервировать каналы за счет реконфигурации сети. Для этого используется оборудование с повышенной отказоустойчивостью, поддерживающее протоколы защитной коммутации.
Также на уровень агрегации возложено подключение к операторской сети различных сервисных служб (файловых или игровых серверов, головных станций IPTV) и организация шлюзов к телефонным сетям. Правильно спроектированный уровень агрегации позволяет создавать распределенные сервисы, что обеспечивает уменьшение объема внутрисетевого трафика и большую надежность услуг.
Уровень доступа служит для подключения абонентов, и от него во многом зависит эффективность работы всей сети оператора связи. Инфраструктура уровня доступа обычно соответствует топологии «звезда», но нередко применяются кольцевые и ячеистые топологии. На уровне доступа реализуется полный комплекс мер безопасности, обеспечивающих идентификацию и изоляцию клиентов, защиту инфраструктуры оператора.
На оборудование доступа ложится основная нагрузка по реализации мер защиты при подключении абонентов. В их число обычно входят применение списков контроля над доступом (ACL) с привязкой к портам коммутаторов, статическое и динамическое закрепление MAC-адреса за портом, блокировка неразрешенных MAC-адресов, авторизация по протоколу 802.1х или привязка IP-адреса к конкретному MAC-адресу. На этом уровне должна обеспечиваться поддержка механизмов качества обслуживания, заключающаяся в сегментации трафика по очередям приоритетов.
Для дополнительной стабильности и резервирования сети обеспечивается дополнительное физическое соединение 1GE между коммутаторами агрегации. Это необходимо для балансировки нагрузки между узлами агрегации и работы протоколов резервирования. На уровне ядра сети предлагается использовать агрегирующие 10GE коммутаторы для распределения трафика BRAS, а также подключения по выделенным интерфейсам оборудования ЦОД, транспорта IPTV, а также сервисной инфраструктуры.
На рисунке 1.2 представлена концептуальная схема городской сети доступа. Головной узел доступа в Интернет и СПД построены с использованием универсальных маршрутизаторов, которые обеспечивают:
подключение к вышестоящим операторам;
агрегацию и тарификацию пользовательских сервисов;
ограничение скорости доступа для абонентов безлимитных тарифов.
Рисунок 1.2 – Концептуальная схема сети передачи данных Metro Ethernet
Магистральная сеть построена с использованием кольцевой топологии, квартальные кольца включаются в стек гигабитных коммутаторов. Магистральные коммутаторы обеспечивают резервирование подключения домовых коммутаторов к магистрали, концентрацию и высокоскоростную коммутацию трафика, классификацию и обслуживание трафика на основе приоритетов.
Домовые коммутаторы представляют абонентам точки входа в сеть, контролируемые оператором. При необходимости оператор может блокировать услуги прямо в точке подключения абонента. Для обеспечения резервирования домовые коммутаторы соединяют по цепочке в квартальные кольца.
Абонентское оборудование для получения услуг общего пользования может включать в себя несколько устройств:
интернет центры;
компьютер/ноутбук,
видеоустройства - телеприставки.
В случае если абонент использует только одно абонентское устройство, оно может подключаться непосредственно к порту Ethernet узла доступа. Если абонентских устройств несколько, то они подключаются к абонентскому коммутатору или маршрутизатору, который подключен к порту Ethernet узла доступа. Ряд абонентских устройств предоставляют собой «гибридные» устройства, работающие в качестве L3-устройства для услуг ШПД, и в качестве L2-устройства для IPTV.
Для ведения учета абонентской базы, автоматизации расчетов с абонентами и автоматизации процедур включения/отключения услуг в зависимости от баланса абонента установлена и настроена система биллинга.
|
