IP网络路由范文

IP网络路由范文（精选8篇）

IP网络路由 第1篇

网络拓扑是网络主要组件互连及网络链路的总体结构。网络拓扑设计是网络工程重心,而IP网络编址方案设计是网络可运营服务的软件技术基础。远程登录,资源共享,文件下载/上传,Mail服务,Web服务是计算机互联网的基本应用功能.。一个企业网的网络设计应该遵循网络设计基本原则,按网络规模和功能设计可分为局域网,城域网,广域网,无线局域网,无线城域网,无线广域网,外部VPN,内部VPN,接入VPN,存储区域网络(SAN)等类型。企业局域网的扩展网络应用服务可配置两个主要协议:VLAN中继协议(VTP)和生成树协议(STP),主要用来防止网络环路和增加链路冗余以及虚拟局域网的创建和应用。企业局域网与局域网的连接以及局域网与广域网的连接应用至少一个路由器(或网关)。企业局域网的网络拓扑设计可根据网络功能和通信服务区域等条件决定匹配的网络拓扑,局域网的网络拓扑:总线型,环型,星型,扩展星型,层次型,网状型(图1)。无线局域网可以用作企业网的扩展部分,构网组件有无线网卡,无线接入点,以太网交换机和路由器,甚至无线路由器。

对于传统局域网应符合5-4-3规则和定时参数设置,目前,1OGBase-xx光纤以太网和10GBaesT非屏蔽双绞线以太网是企业局域网的带宽极高设计。接入层交换机,网桥,传输介质,集线器,各类型主机及网络操作系统等是组成局域网的基本网络组件。局域网传输介质:绝大多数以太网适用非屏蔽双绞线(UTP),UTP有交叉和直通之分,对于交换机到路由器端口或PC,集线器端口到PC连接使用直通UTP;对于两个路由器,两个交换机,两个集线器,两个PC的端口连接以及交换机到集线器,路由器到PC的端口连接使用交叉UTP,但UTP有衰减,串扰,EMI,RFI影响;更长传输距离和高带宽适用多模光纤(<2000米),数据传输距离2000米以上适用单模光纤,每条光纤由发送数据和接收数据两根光缆组成,光源使用激光,传输信号是光脉冲,不受EMI,RFI影响。无线广域网是企业网拓扑设计的发展方向,其先进性,便利性及拓扑设计正日新月异。广域网技术有租用线路(DSL,T1/E1,T3/E3,SONET,OC-1,OC-3,OC-12,OC-48,OC-192),线路交换(PSTN,ISDN),分组交换(X.25,中继),信元交换(ATM,SMDS)。广域网物理层标准:EIA/TIA-232(64kbit/s),EIA/TIA-449/530(2Mbit/s),EIA/TIA-612/613(52Mbit/s),V.35(48kbit/s),X.21。企业广域网的网络拓扑有:星型,部分网状,网状(图3)。

2 组网硬件设备和网络流统计分析

无论企业局域网还是企业广域网,都采用标准兼容网络硬件,他们工作在OSI/RM对应的网层。(详见表1)。

分析网络数据流量是进行网络拓扑设计的必要条件,是网络管理设计的基础(见表2)。

3 计算机互联网络组成企业网

计算机网络通信其实就是网络终端主机或服务器间的信息按IP地址寻址方式,经调制解调处理以电脉冲或光脉冲通过网络链路及网关,路由器,

交换机等网络组件的处理作业完成双向信号传输和转换功能。企业网拓扑设计是网络物理结构总体规划,是不同网络硬件设备通过传输介质互连的计算机网络。网络运营要进行IP网编址设计,及在PC,服务器,网关,路由器,交换机上安装对应软件及配置网络命令,在路由器上应用IP NAT的动态地址转换(DAT)或伪装协议,子网划分(VLSM),路由聚合(CIDR)等网络路由技术,可连接因特网进行远程登录,网页浏览,文本文件或图像数据下载/上传,软件下载,网络电话,视频会议,网络电邮等网络服务。

路由协议算法主要是:距离矢量,链路状态,混合三种,IP路由协议是网络路由数据处理和转发的基础,其包括有类路由,无类路由及IPv6路由。计算机网络拓扑结构可扩展性好,互连性强,注重实用性和安全性的原则,所以大型网络就是多局域网和广域网,内部网,专用网,存储区域网络按照分层网络设计原则和网络冗余设计原则互连组成的计算机通信网络。网络应用服务共同点是主机间利用信号传输(数字或模拟)进行网络通信,以端点通信划分网络:广播多路访问网络(如以太网);非广播多路访问网络(如复合拓扑型网);点对多点计算机网络(如企业内部网,存储区域网络);点对点通信网络(如广域网);虚拟链路网络(如虚拟专用网)。

4 网络拓扑图设计IP网络地址分配设计IP网子网划分技术

企业网物理拓扑设计举足轻重,他的IP网恰似整个网络工程设计画龙点睛之笔。网络拓扑图的网络结构分析:总计25个局域网,4个广域网链路,进行了IP网子网化,层次型路由器网络拓扑设计及思科局域网三层网络拓扑设计,但省略链路冗余设计。

4.1 IP网地址计算及地址分配原则

IP地址是分配给计算机网络主要网络设备的接口地址,是网络层的逻辑地址,而网卡MAC地址(由12个十六进制数组成)是硬件物理地址。IPv4地址计算公式:设地址的子网掩码=n,则可分配IP网子网数=2(n-k)[k=8(A类网),16(B类网),24(C类网)],每个子网主机IP地址数=2(32-n)-2。所以n=24则这个局域网可分配主机IP地址=254,因此子网掩码=24的每个子网的主机数=254个。局域网IP地址是DHCP服务器动态分配,也可人工配置,对于同一局域网的设备IP网络ID相同,不同局域网IP地址不同,局域网用IP ARP/RARP,以太网帧按MAC地址寻址和传输数据。IP网络核心技术有VLSM子网化,CIDR路由汇总,私有IP地址集,IP NAT/PAT协议。

4.2 IP路由依据及路由表

带宽(BW),延迟(DLY),可靠性(Reliability),负载(Load)是网络性能衡量指标,而度量(Metric),消费(Cost),管理距离(AD)是IP路由优先转发的依据。网络流路由是静态路由或动态路由或IPv6路由。路由协议有外部和内部之分,对于广域网之间或多自治系统之间数据路由应用边界网关路由协议(BGP),内部路由协议主要有增强内部网关路由协议(EIGRP),开放最短路径优先(OSPF)和中间系统到中间系统协议(IS-IS),主要应用在计算机区域网络,比如局域网间数据路由,多区域网络路由及一个自治系统之内路由。增强内部网关路由协议是矢量距离无类路由协议,主要应用扩散更新算法(DUAL),与路由信息协议不同:不使用跳数作为路由度量,而使用带宽,延迟和公式计算的复合度量。OSPF协议和IS-IS协议是无类路由链路状态协议,使用最短路径优先算法,应用链路状态数据包进行网路通信,利用链路开销进行路由和转发。

计算机网络路由器的路由表实时反映相连的网络环境(如直连,静态,RIPv2,VLSM,CIDR,BGP,自治系统,EIGRP,OSPF及区域)信息是IP路由基础,路由表还汇总路由配置,更新,汇总,管理距离/度量或可行距离,后继路由IP地址信息,父路由及子路由,路由时间,还有各设备接口的IP地址,子网个数,掩码等信息。

5 IP路由主要过程及计算机网络通信信息流程分析

网络IP路由技术是网络服务基础,网络路由主要有:直连网络,静态网络,有类路由协议网络,无类路由协议网络及IPv6网络路由等。

6 网络拓扑与IP网互配互用

移动IP应用始于IPv4网络,在IPv6应用扩大,他们共性是:位置变动的网络终端用不变IP地址进行网络数据传输。IP安全是IP网保证数据传输的技术基础,是网络安全的重要协议。网络服务应用IP路由,IP路由技术是数据传输工具,网络路由协议是计算机网络通信传输技术基础。端点数据传输是计算机网络的通信特征,网络拓扑是IP网络物理结构基础,IP网是软件兼容的IP地址以网络技术分配的逻辑结构。完整先进的IP地址分配设计是实现网络应用服务基础,IP网是网络运行服务的基础结构,是可视信息的传输载体。

摘要：标准的局域网拓扑类型和适用的广域网拓扑是计算机互联网拓扑结构设计的理论基础,本文描述各网络类型及应用功能时,分析组网基本硬件单元,网线物理层连接技术标准和相关网络技术特性。网络信息流分析是网络管理和网络应用功能设计的依据。IP地址分配就是要建立IP网,必须遵循因特网的IPv4和IPv6地址分配原则及技术协议。本文的网络拓扑图设计包含广域网结构,体现分层网络设计原则,综合应用星型网络拓扑等网络技术。同时把它作为IP网设计的网络物理结构,分析网络IP路由技术和路由协议,按照IP网子网划分原理分配路由器接口IP地址和交换机的局域网IP地址,定义网络路由协议。以图描述IP网络路由过程和分析多种路由协议,从原理上分析计算机网络通信数据传输过程。深入浅出地说明了网络拓扑设计技术原则和全面分析了IP网路由技术。

关键词：网络拓扑,网络组件,网络数据流,网络拓扑图,IP网络,IP网子网划分,IP网络路由

参考文献

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IP网络路由 第2篇

多核心，尤其是双核心的星形(以下简称双星)网络拓扑结构因为其许多优点，成为多数城域宽带IP网络的首选拓扑结构。因此，双星形结构的路由规划在城域网的建设中，显得尤为重要。

一、 双星形拓朴结构概述

双星形的结构综合了单星形结构和网状结构的优点，即节省了链路，又能起到网状结构的路由冗余与备份的作用。它一般分为核心层、分布层、接入层三个层面，一个典型的双星形结构如图一：

图 中，核心层设计两个节点，分布层五个节点，接入层可以是N个节点。核心节点做为城域网骨干，也是城域网出口，两个节点设计有链路互连;分布层节点设计五个，每个节点均以双链路与两个核心之间互连，接入层节点设计多个，每个节点可以有一条或两条链路连到一个分布节点。这样的设计，使核心设备可以高速转发数据包，并保持路由冗余;分布层节点汇接接入层流量并做策略控制，接入层就是接入用户以及其它一些设备。

二、 路由协议的选择

在宽带IP城域网的建设中，IP路由的规划应当参照Internet骨干路由的方法进行设计，对于双星形结构来说,可以在内部路由采用OSPF v2,对于外部路由采用BGP4。内部路由在层次上可以分为两层：骨干路由层和接入层。

骨干路由层原则上采用OSPF v2，OSPF v2是由RFC1583定义，适用于自治域内的路由规划,有较强的域内路由分区和负载分担的功能,更重要的是它是一种开放的标准,各种厂家的设备均支持,不必担心不同厂家设备之间的路由协议的兼容问题。

接入层路由一般采用静态路由，只有在用户的网络确实需要采用动态路由协议时才分情况采用OSPF或BGP。

外部路由协议采用BGP4协议。BGP4是边界网关协议,适用于独立的自治域管理系统,有很强的策略路由和流量控制,路由过滤的功能.国内大多数IP网络的骨干网协议均选用BGP4。

三、城域网外部路由的规划设计

对于双星形结构的城域网络来说，BGP4协议是整个城域网的外部路由协议,它担负着与骨干BGP4协议的互通,广播城域网路由,学习外网路由,路由过滤,流量控制,路由广播等功能.双星结构的城域网原则上应该独立运行于一个自治域，拥有独立的自治域号，也可与省网骨干共同运行于同一个自治域。BGP4的功能大部份厂家的设备都支持。下面以Cisco设备为例来说明.

两个核心路由器之间运行IBGP，互相学习对方从外网学来的BGP路由，与外网运行EBGP，各自学习相应的BGP路由。有条件的话，双核心应与不同的出口设备互连，做为路由备份，如图二。

1、 路由的过滤与广播

BGP运行以后，如何广播城域网内部路由是一个很重要的问题。广播路由主要有两种方法。

a)向BGP中自动注入OSPF路由，使用Redistribute OSPF命令;

b)在双核心上配置相应的广播路由，OSPF路由不注入BGP路由，而是广播什么路由就配置什么广播路由，使用NETWORK X.X.X.X命令。

第一种方法配置简单，但是由于内网路由的复杂性，可能会广播一些不应该广播的内网路由，从而影响外网的路由的稳定性，同时，也比较耗费路由器资源。

第二种方法配置语句较多，但是可以很好的控制路由的广播，做到内网广播的路由过滤，同时，比较节省路由器资源。更进一步，通过路由总结，可以只向外网广播汇聚路由，减少骨干网络上的路由数目，有利于整个骨干网络的稳定性。

2、 流量控制

城域网流量全部由双核心出口出去。为了充分利用双链路，可以利用BGP4的LOCAL PREFERENCE 属性，设置出口流量控制策略，使双出口链路的带宽得到充分利用，最优化出口流量分布。而且，对于一些多核心的网络，流量控制更加显得重要。

3、 使用LOOPBACK地址

对于运行IBGP的双核心来说，在向邻居宣告其邻居关系时，应该使用LOOPBACK地址，而不是相邻接口地址，这样，当对应接口链路发生故障时，LOOPBACK地址仍然可达，使BGP邻居关系仍然能够形成，可以使用Update-source子句。

4、 对于BGP同步规则的处理

因为双星形结构的特殊性，在双星之间有直达链路，因此，一般不要求BGP的同步规则。但是，如果城域网不是单独运行在一个自治域内，而是还有别的IBGP邻居，并且可能会转发其它自治域的流量，则应该要求同步规则，在BGP协议的配置段中使用Synchronization语句。对于多核心的网络，一般均要求同步规则。

一个配置实例如下：

router bgp 100

no synchronization

network 200.100.0.0 mask 255.255.224.0

network 200.100.32.0 mask 255.255.224.0

network 200.150.0.0 mask 255.255.192.0

aggregate-address 200.100.0.0 255.255.224.0 summary-only

aggregate-address 200.100.32.0 255.255.224.0 summary-only

aggregate-address 200.150.0.0 255.255.192.0 summary-only

neighbor 200.100.0.18 remote-as 200

neighbor 200.100.0.18 description “MAN EXIT 1”

neighbor 200.100.0.18 update-source Loopback0

neighbor 200.100.0.18 route-map local-pref in

neighbor 200.100.0.18 filter-list 1 out

neighbor 200.100.0.17 remote-as 300

neighbor 200.100.0.17 description “MAN EXIT 2”

neighbor 200.100.0.17 update-source Loopback0

no auto-summary

route-map local-pref permit 10

set local-preference 300

四、城域网内部路由规划设计

1、 路由分区的规划

无论是多星还是双星型结构的城域网结构来说，都应根据路由器数量，网络的基本拓扑，路由器的负载等来合理规划路由区域，

对于双星型结构的网络，毫无疑问，将双核心设计为骨干路由区域，即AREA 0,负责高速，稳定的转发数据包。对于各个汇接区，经过合理规划，将每个汇接区设计为一个单独路由区域。汇接层路由器设计成区域边界路由器。各个汇接区域内接入路由器设计成域内路由器，也运行OSPF协议。见图二。

2、 IP地址规划与路由汇总的应用

对于每个汇接区域内的OSPF 区域来说，由于边界路由器负责向骨干区域内注入区域内的路由，许多路由将会是非常零散的小路由，这样，容易造成AREA 0内的路由器路由表项过大，使路由器资源耗费过大，路由收敛时间增大，影响城域网络的稳定性和健壮性。因此，解决这个问题的最好方法是在边界路由器上做汇接区域内的路由汇总。使注入到零域内的路由是一个个较整齐的汇总路由，大大减少了路由表数目。但是，这就要求进行城域网规划时，合理规划IP地址，为每个汇接区域分配连续的，大段的IP地址，只有这样，才可以更好利用OSPF的特性，使城域网络的路由规划更合理，使网络更健壮。

3、 接入用户路由的注入

对于各个接入层交换机来说，由于许多最终用户将直接接到这个交换机上，这样将会产生许多最终用户的路由，对于这些路由的域内广播可以有两种方法：

a)将这些路由做为OSPF内部路由来广播，需单独配置，比较繁琐，

b)将这些路由做为外部路由来广播，使用Redistribute Connect和Redistribute Static语句。这种方法只需配置一次，比较简单，且将来网管人员定义方便。

对于城域网来说，采用第二种方案比较合理

4、 NSSA路由区域的应用

对于双星形结构的网络来说，由于每个域只有一个汇接层路由器做为出口，按照普通的路由区域，则域内路由器不但学到了域内的路由，还学到了许多域间路由，路由表项还可以进一步减少。传统的做法是每一个路由区域做为stub区域，但是如前所述，每一个汇接层路由区域是一个单独的路由区域，有许多用户路由做外部路由注入， 所以不可以做为STUB域，但是可以设计成NSSA(Not So Stub Area)。NSSA区别于STUB的地方在于NSSA可以允许外部路由以7类LSA注入到OSPF区域，最后由边界路由器转化为5类LSA注入到OSPF AREA 0 内。同时域内的路由器可以不学习域间路由，只用一条默认路由指向边界路由器。大大减少了路由条目,使用AREA X NSSA语句。

5、 网内默认路由的产生

城域网的全网出口是由双核心出去，对于每个路由器配置默认路由很不现实。因此，可以在双核心路由器上产生默认路由，通过OSPF广播到全部城域网内的路由器，使每个路由器可以自学习默认路由。使用Default-information originate语句。

6、 动态接入路由的设计

由于用户接入路由关系到全网的安全性和稳定性，从这方面的因素考虑，建议接入层路由只提供静态路由，然后将静态路由重分布(Redistribution)到OSPF的路由表中。这样可以最大限度的保证网络的安全性和保持整个系统路由的稳定性。只有在用户的网络确实需要采用动态路由协议时才分情况采用OSPF或BGP，例如用户网络到城域网间存在多条链路，为了提供自动故障恢复功能，可以采用OSPF路由协议;如果该用户同时还连接到其它ISP(multihome)，可能需要采用BGP协议予以解决。

一个简单的配置实例如下：

Router OSPF 100

network 200.100.0.16 0.0.0.240 area 0

network 100.200.200.128 0.0.0.240 area 1

network 100.100.100.128 0.0.0.240 area 1

area 1 nssa

area 1 nssa default-information originate

area 1 range 60.150.231.0 255.255.255.0

redistribution connected

redistribution static

Default-information originate

小结：

城域网的内部不适合进行OSPF与BGP路由之间的相互注入，而是应采用OSPF默认路由指向核心，再由核心路由器对内网路由进行BGP路由广播，使外网可以学习城域网内路由，同时，

IP网络路由 第3篇

【关键词】路由器；iP数据包；流量数据采集方法

Methods router IP packets for traffic analysis， monitoring and statistics based on

Wang Xiao-wei

（Handan City， the fourth Construction and Installation Co. Handan Hebei 056000）

【Abstract】This paper packets through the router IP traffic statistics data collection methods and characteristics discussed in detail description， to be able to network research and network management and traffic data collection play a role.

【Key words】Router；iP packets；Traffic data collection method

伴随着计算机科学技术在当今社会的飞跃式发展，网络的发展前景不可预期，网络上传输的数据量也随着时代和技术的发展而越来越大，同时近几年来有关部门采用流量来计费的方式越来越普遍，如何统计网络流量已经日益成为人们普遍关注的一个问题。为此。迫切需要一种对网络性能进行分析、监控和诊断的工具，也需要一种对网络数据流量进行统计分析地、有效地工具。在此种情况下，各种对网络数据流量进行分析、监测和统计的方法应运而生。

1. 数据流量的统计方法

通常情况下，流量统计的方法主要有数据采集和数据分析两个方面，其中以数据采集最为重要。就目前来说，统计网络数据流量的方法有很多，最主要的是通过两个途径完成网络流量的数据采集：使用代理服务器对网络流量进行采集和直接使用路由器实现数据的流量统计。

1.1 使用代理服务器实现网络流量的统计。

代理服务器是一种介于客户端和Web服务器之间的服务器，有了它之后，浏览器不是直接到Web服务器去取回自己想要的网页，而是向代理服务器发出信息、网页请求，信号会被先送到代理服务器，然后由代理服务器来从web浏览器上取回所需要的信息并传送给你的浏览器。代理服务器有很多功能，如缓冲功能、安全功能、日志功能等等，另外，代理服务器还具有日志功能，能够实现对网络流量的数据统计就是因为其本身具有记录流量的日志功能。这样就可以直接读取代理服务器上的日志文件实现网络流量数据的采集工作。利用代理服务器取得流量数据的方法比较方便，但是有时候也会出现一些偏差，因为代理服务器会出现丢失数据包的现象，从而不能准确的记录网络的数据流量。

1.2 使用路由器实现网络流量的统计。

除了代理服务器外，路由器是实现网络流量数据采集的最重要、最便捷的方式。路由器一般利用其内部所具有的流量记载功能，如ShowIpAccouting命令、SNMP协议和Telnet程序来实现流量数据的分析和采集。使用路由器对网络流量的数据进行采集避免了使用代理服务器出现的数据包丢失问题，因此，网络流量的数据采集比较精确。下面将重点介绍基于路由器IP数据包统计的流量数据采集方法。

2. 基于路由器IP数据包统计的流量数据采集方法

众所周知，路由器是一种连接多个网络和网段的设备，它能将不同网络和网段的信息进行解码、然后重新编码，使其网络间能够互相连挠，路由器可以根据数据包的目的地址选择最有效、最简捷的路径与其他网络实现连接，然后形成一个更大的网络，这样就能够最大程度的实现网络问的资源共享。它是流量数据出入的咽喉，局域网中所有到因特网的网络流量都必须经过路由器。因此，路由器充当了数据采集的角色。通过路由器对网络流量的数据进行采集的方法也有很多种，如show IP account命令、SNMP协议和Telnet程序等。因为路由器的主要功能是帮助IP数据包选择正确的路由，时期更快捷的到达目的地址，因此，我们通常不使用其本身自带的记录功能获取网络流量的数据统计，否则就会大大降低路由器的选择功能。从路由器上获取数据包的流量统计我们一般使用SNMP协议和Telnet程序的方法。

图1

2.1 通过SNMP协议获取数据流量。

（1）SNMP协议是互联网的标准网络管理协议，在SNMP协议中定义了具有支持操作寓意的管理信息变量，这些变量被称为MIB变量，MIB变量是与计费有关的一种变量。因为路由器是网络间互联的关键设备，因此只要对边界路由器作适当的配置，当一个数据包进人路由器后，路由器奖会寻找记录内是否有与之相匹配的源IP地址和目标IP地址，如果找到一直相匹配的记录，程序就会自动将其累加到记录上，这样一来就会获得网络的数据流量。例如：在Cisco公司为其路由器产品定义的SNMP的MIB变量的IP组中，提供了一个IPCheck pointAccountingTable变量表，通过读取表中的值和重新设置数据过期标志，可以连续获取流经该路由器的网络情况。Cisco为流量统计功能提供了相应的SNMP访问和控制方法，利用cisco路由器提供的“show IP account”命令查看当前的网络数据流量的统计情况。

（2）基于路由器IP数据包统计的数据处理流程如图1所示。

（3）采用SNMP对数据流量进行采集的应用最广泛的就是使用网络流量负荷的监测工具即MRTG。这是一个有Perl script和一个C程序组成的监测工具。前者在其中的作用是可以使用SNMP获得路由器上的数据流量，后者的功能是记录数据流量并生成一些可以表示网络数据流量的图标，使其更形象、生动。MRTG最大的优点就是它保存的数据时间较长并可以随时查看。它能够保留过去两年之内的从路由器上获取的所有数据，可以产生一个周、一个月甚至是一年的流量的可视化图表。

（4）目前国内大多数的ISP都采用SNMP进行数据的采集，它能够保护路由器的操作13令，可以提高数据采集的速度，但同时也增加了系统的复杂性，有利有弊。

2.2 使用Telnet程序实现网络数据的流量采集。

使用Telnet程序登陆到路由器上获取网络的流量数据的方法比SNMP的方法简单。它主要通过编码模仿，把Telnet在终端设备上输出的数据重新定向到另一个临时文件中，然后对这个临时文件进行分析，这样就可以得到一个关于数据流量的清单。这种通过编码模仿得到数据流量的方法类似于前面所说的利用代理服务器上的日志文件获取数据流量的方式。使用Telnet程序获取网络数据流量的速度很快，但它的局限性在于通用性不是很好。

3. 路由器IP数据包流量统计方法的特点

通过对网络的数据流量进行统计的方法还有很多，每种方法都有其利弊之处，通过路由器实现网络数据流量的统计方法具有以下特点：

3.1 数据流量的统计精确。

因为路由器是流量数据出入的咽喉，是实现网络间相互连接的重要的设备，网络间的通信都必须通过路由器的转换来完成。路由器的任务就是根据数据包的目的地址选择相应的路由，然后与其他的网络连接。因此，路由器可以准确的反映除了出入的网络数据流量。

3.2 使计费服务器不受地点限制。

我们知道，对网络的数据流量进行统计和监测的最终目的就是对其进行收费，由于各种统计方式本身的局限性使得计费的服务器必须要放在计费网段之内。结果就导致了有多少个计费网段就需要多少个计费服务器，大大增加了工作量。而如果使用路由器就会大道事半功倍的效果，我们只要计费服务器能够通过网络访问到网段所在的路由器就可以实现通过一个计费服务器完成所有网络流量的数据采集丁作，至于计费服务器位于哪个计费网段并不重要。而且，这种计费所使用的路由器并不需要太复杂，也不需要增加其他硬件，实现起来比其他的计费方式简单。

3.3 与其他网络管理功能的一致性。

因特网采用的是标准的网络管理协议SNMP，而路由器也主要通过SNMP协议的L些命令对网络数据流量进行统计和监测。这样就保证了在数据采集手段上与其他网络管理功能的一致性。

3.4 利用路由器统计网络数据流量的缺点。

利用路由器实现网络数据流量的统计采集方法虽然有很多的有点，大大提高了网络流量计费的速度，但是，对待任何事物都要用一分为二的观点，用路由器计算网络数据的流量也是有利有弊的，它必然存在一些不足、需要改进的地方。一方面，路由器的主要功能是实现数据的路由选择，帮助数据包选择最快捷的路径，使其尽快把数据出送到目标地址。然而，使用路由器对网络数据流量进行统计就会额外的占用路由器的内存和CPU开销，特别是对于通信流量比较大的网络，其矛盾会更加突出。严重的会导致计费缓冲区出现溢出的情况，导致出入的流量数据的丢失，最终也会影响网络的速度。另一方面，路由器是针对IP地址进行流量计费的，因此它不支持对用户的流量计费，也不能防止有心人士对IP地址的盗用，所以也会影响对网络数据流量的统计与监测。

4. 结束语

伴随现代科学技术的迅猛发展，网络计费已经成为网络管理中的重要组成部分，如何最有效的完成网络计费的工作也成为网络管理部门的一大难题。而网络计费的前提是如何统计网络的数据流量，本文就对网络流量的数据采集方法进行了简要的论述分析，基于路由器IP数据包统计流量的数据采集方法在目前的网络管理中已经应用的十分广泛了。因此本文重点讲述了基于路由器IP数据包的数据采集方法及其各种方法的利弊之处，随着网络设备的不断更新、发展，网络流量的数据采集方法会越来越多，基于路由器IP数据包统计的流量数据采集方法也会越来越成熟。

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IP多媒体子系统网络路由策略研究 第4篇

现阶段, 国内各大运营商基本都建立了覆盖全国的软交换架构的移动核心网;但对于固网而言, 由于接入层改造困难、投资较大、需求不明确等原因, 各大运营商的固网基本为PSTN (公众电话交换网) 设备、固网软交换设备混合组网。

但随着国务院决定加快推进电信网、广播电视网和互联网三网融合工作, 第一批南方8省10城市试点城市地区的确定, 大大刺激了各大电信运营商对固网改造工作的建设力度。而由于现有固网软交换设备先天能力的不足, 以及市场对多媒体业务的紧迫需求, 也迫使各大电信运营商首选IMS (IP多媒体子系统) 网络作为固网核心层应对市场竞争需求的主要建设手段。

1 固定电话网智能化改造方式

目前电信运营商固网主要基本为大量PSTN端局用户, 并存在部分固网软交换用户。同时各大区或本地网建有汇接局, 汇接局是网络的关键网元, 提供话务汇聚和业务;汇接局存在软交换汇接局或者PSTN汇接局2种制式。

对于现网普遍完成的固网智能化工作, 各电信运营商一般采用以下2种方式:

1) 汇接局访问SHLR (综合智能归属位置寄存器) 方案:由软交换/PSTN汇接局查询SHLR并进行后续的业务触发或接续, 该方案是固网智能化实施中的主流方案。

2) 端局加汇接局代理访问SHLR方案:该方案是指固网SHLR作为新建网元与各层次交换机 (端局、汇接局、长途局、关口局) 及SSP (业务交换点) 保持信令关系。此种方案组网结构复杂, 不便扩展和维护, 极少采用。

对于固网智能化改造方式2, 现网采用较少;而对于固网智能化改造方式1中的软交换汇接局与PSTN汇接局, 现网采用PSTN汇接局的情况较多;因此本文以PSTN端局、软交换端局共存, 同时采用PSTN汇接局汇聚全网话务, 并且以PSTN汇接局访问SHLR作为网络现状;而对于软交换汇接局, 仅将话务疏通方式由TDM (时分复用) 互通方式更改为SIP-I[带有ISUP (综合业务数字网用户部分) 封装的会话启动协议]互通方式, 其余路由及查询方式与PSTN汇接局保持一致。

以固网接入作为IMS网络建设切入点时, IMS网络终端一般使用固网号码;因此固网会形成PSTN端局、固网软交换及IMS网三网混合放号, 因此三张网络的用户数据都需要存储在SHLR中, 由SHLR判断用户属性及签约信息。

下面描述现网PSTN/SS (软交换) 用户A和IMS用户B之间的基本呼叫流程。

PSTN/SS用户A呼叫IMS用户B的路由流程:

1) PSTN/SS用户A呼叫IMS用户B, 呼叫接续到PSTN汇接局, 主叫为A的物理号码66890001, 被叫B为52870002;

2) PSTN汇接局查询SHLR, SHLR将主叫A的物理号码66890001转化成逻辑号码52870001, 并在SHLR查询到B用户为IMS用户, 返回B用户的IMS改号接入码;

3) PSTN汇接局根据改号接入码将呼叫路由至IMS网络的MGCF (媒体网关控制功能) 设备, 主叫A为52870001, 被叫B为52870002, MGCF将呼叫送至S-CSCF (服务呼叫状态控制功能) 接续被叫。

IMS用户A呼叫PSTN/SS用户B的路由流程:

1) IMS用户A呼叫PSTN/SS用户B, 呼叫接续到S-CSCF, 主叫A为52870001, 被叫B为52870002;

2) S-CSCF到ENUM (电话号码映射) 服务器查询被叫号码对应的SIP URI (统一资源标识) , 由于被叫B不是IMS用户, ENUM服务器查不到被叫号码所对应的SIP URI, 返回一个默认路由给S-CSCF;

3) S-CSCF根据ENUM服务器返回的默认路由将呼叫送至MGCF;

4) MGCF将呼叫送至PSTN汇接局, 被叫仍为逻辑号码, PSTN汇接局根据被叫逻辑号码查询SHLR, 查询物理号码完成接续。

2 IMS网络路由策略

为尽可能地减少现网数据配置, 减少IMS网络建设对全网网络整体架构的影响, IMS域与其他网络间的互通话路组织应最大可能地基于现网已有路由方式。因此, IMS域与其他网络互通的去话路由采用就近入网方式, 来话路由选择就远入网方式。IMS域互通话务进入其他网络后的路由遵循其他网现有路由原则的相关规定。

2.1 方式一

2.1.1 IMS域内

IMS域内用户互拨, 在IMS域内互通。

2.1.2 运营商内部

IMS用户拨打运营商内部其他固网用户 (PSTN及固网软交换) 的话务通过IMS域内MGCF与固网PSTN汇接局疏通, 再由固网PSTN汇接局按照原来路由方式查询被叫。

运营商内部其他固网用户 (PSTN及固网软交换) 拨打IMS用户的话务通过固网PSTN汇接局与IMS域内MGCF疏通。

IMS用户拨打运营商内部移动用户:通过IMS域内MGCF至运营商内部移动网汇接局接续, 就近入运营商内部移动网。

运营商内部移动用户拨打IMS用户:运营商内部移动用户拨打IMS用户新放独立号段用户通过运营商内部移动网汇接局至IMS域内MGCF接续;运营商内部移动用户拨打IMS用户混合放号 (现网号段) 通过运营商内部移动网汇接局至PSTN汇接局, 再由PSTN汇接局查询SHLR, 判断为IMS用户后再送到IMS域内MGCF接续。

2.1.3 其他运营商

IMS用户拨打本地其他运营商用户:通过IMS域内MGCF至本地关口局接续。

IMS用户拨打外地其他运营商用户:通过IMS域内MGCF至PSTN汇接局, 延续现有固网拨打外地其他运营商用户接续方式。

其他运营商用户拨打IMS用户:其他运营商用户拨打IMS新放独立号段用户通过本地关口局至IMS域内MGCF接续;其他运营商用户拨打IMS混合放号 (现网号段) 用户通过本地关口局至固网PSTN汇接局, 再由PSTN汇接局查询SHLR, 判断为IMS用户后再送到IMS域内MGCF接续。

2.2 方式二

2.2.1 IMS域内

IMS域内用户互拨, 在IMS域内互通。

2.2.2 运营商内部

IMS用户拨打运营商内部其他固网用户 (PSTN及固网软交换) 的话务通过IMS域内MGCF与固网PSTN汇接局疏通, 再由固网PSTN汇接局按照原来路由方式查询被叫。

运营商内部其他固网用户 (PSTN及固网软交换) 拨打IMS用户的话务通过固网PSTN汇接局与IMS域内MGCF疏通。

IMS用户拨打运营商内部移动用户:通过IMS域内MGCF至运营商内部移动网汇接局接续, 就近入运营商内部移动网。

运营商内部移动用户拨打固网用户 (含IMS用户) :运营商内部移动用户拨打固网用户 (含IMS用户) 通过运营商内部移动网汇接局至IMS域内MGCF, 由MGCF设备查询IMS域内ENUM设备, 将非IMS域固网用户 (PSTN及固网软交换) 话务再疏通至PSTN汇接局疏通。

2.2.3 其他运营商

IMS用户拨打本地其他运营商用户:通过IMS域内MGCF至本地关口局接续。

IMS用户拨打外地其他运营商用户:通过IMS域内MGCF至PSTN汇接局, 延续现有固网拨打外地其他运营商用户接续方式。

其他运营商用户拨打固网用户 (含IMS用户) :其他运营商用户拨打固网用户 (含IMS用户) 通过本地关口局至IMS域内MGCF, 由MGCF设备查询IMS域内ENUM设备, 将非IMS域固网用户 (PSTN及固网软交换) 话务再疏通至PSTN汇接局疏通。

采用方式二, IMS域内MGCF设备必须支持查询ENUM功能。

2.3 方式一与方式二的优缺点分析

方式一对现网影响最小, 也最容易通过工程实现。此方案中, 将IMS设备作为一个端局, 仅负责用户接入, 对现网网络架构基本无影响。方式二对现网影响较大, 工程实施有一定难度。此方案中, IMS设备不仅负责用户接入, 同时承担部分话务汇接功能, 但此方案在IMS网络建设后期, 当PSTN端局完成全部退网, 并且固网软交换设备升级成为IMS网络中的AGCF (接入网关控制功能) 设备纳入IMS网络后, 整个固网自然过渡到统一的IMS架构时, 话务疏通路由不需要再作大的调整, 固网可以顺利完成至IMS架构的演进。

3 结束语

基于IMS的FMC (固网移动融合) 解决方案已经得到了全球业界的一致认同, IMS将是下一代网络体系架构中最重要的组成部分, 是固网与移动网融合的技术基础, 是电信运营商实现全业务运营、提供IP多媒体业务、重塑全新运营模式的推动力。面对IMS发展、固网与移动网的融合、IP多媒体业务的发展而带来的挑战和机遇, 以及现有网络资源的盘活利用, 电信运营商在网络建设期间, 应依据现有网络的基本特点, 找出适合自身网络发展的网络建设方法, 找出适合自身网络发展的路由发展策略, 保证网络的顺利过渡、演进。

摘要：介绍了在IMS (IP多媒体子系统) 网络建设期, IMS网络与它网互通的路由策略, 并分析了其优缺点。

路由器静态ip设置上网 第5篇

那么您按照如下方式设置您的路由器：

一、物理连接

1、从猫引出来的网线接路由器WAN口，电脑使用网线连接到路由器的LAN的1-4端口

2、检查指示灯，路由器运行正常情况下，电源指示灯(PWR)常亮，系统指示灯(SYS)闪烁，WAN端口以及LAN端口常亮或者闪烁。

若连接正常但指示灯不亮，则可能是网线问题，建议您更换网线;若SYS等常亮或者熄灭，表明路由器出现故障;LAN或者WAN指示灯不亮，请检查物理连接是否接好，比如没有接网线或者是网线与接口接触不良。

二、设置路由器静态IP地址上网

1、在浏览器中输入路由器LAN口的IP地址，在弹出的框中正确填写路由器的管理用户名和密码后进入管理页面，

若路由器为默认设置，则其管理地址为：192.168.1.1;用户名与密码均为：admin

2、在左边框中选择“网络参数”→“WAN口设置”，然后在右边框中的“WAN口连接类型”选择“静态IP”，在相应栏目填入IP地址(IP Address)、子网掩码(Subnet Mask)、网关(Gateway)、以及DNS服务器地址。

3.设置完成之后，等路由器WAN口获取到IP地址之后您就可以上网了。

广电何时进入全IP路由流程 第6篇

视频路由与IP路由器是全然不同的。进一步讲, IP路由是基于包的。包可以通过不同的路径传输, 同样, 对包的接收也是随机的。而且, 丢包在IP路由中是一种常见现象, 从而导致需要重新发送。由于IP路由是双向的, 因此包的重新发送方便易行。结果, 通过IP的包交换, 使视频路由的实时性不复存在了。

尽管所有这些看上去颇为负面的看法会使人感觉IP路由对于广播设施而言是100%不受欢迎的, 但是, 只要我们能够充分利用更高的以太网带宽的优势, 小心地配置和规划IP路由及切换设备, IP路由的未来依然一片光明。

二阻塞与非阻塞视频切换

基带或交叉点式切换 (crossbar routing) 指的是设备中从每路输入至每路输出经由矩阵的专用信号路径。基带路由器通常是非阻塞 (non-blocking) 的, 即任一路输入可以同时传送至任一或所有的输出。由于通过这些基带路由设备的信号路径从根本上来讲类似于设备间的电缆传输, 因此系统中不存在带宽共享。每条通过路由器的路径都是经由专用交叉点芯片的一组“独有路径”, 并有着自己的专属带宽。绝大多数宽带矩阵设备目前都能为每条信号路径提供3Gbps的带宽。

广播电视系统中的每一个非阻塞矩阵都可被看作一个“岛”, 使用专线级联方式可以将之与其他非阻塞矩阵连接起来。在矩阵之间建立了一定数量的物理交叉连接, 从而支持一定数量的信号在矩阵之间的传递。这种专线级联式拓扑是一种阻塞式 (blocking) 架构, 即在任一给定时刻只有一定数量的连接可用。为了克服这些限制, 技术人员设计出了更大规模的基带矩阵能在一个非阻塞的环境内支持逾20002000个信号。即便有了这些超大规模的基带矩阵, 大规模专线级联仍然在系统之间得到部署, 通常用光纤来实现远距离信号交换。

交叉点切换技术允许超大容量的数据吞吐。它允许切换无压缩的信号同时从任一来源至任一或所有目的地, 且延时不超过几个纳秒。这一功能对于电视播出十分关键, 因为馈送给发射机的信号必须是实时、无误的, 意即不允许延时、差错或抖动。比较而言, 包式IP路由从其最初设计而言是共享可用带宽的, 并在必要时对信号进行延时以确保100%的服务质量。这一固有的延时可能特性正是阻碍广电行业全面迈向IP基础架构的主要因素之一。要使得IP基础设施能够提供对无压缩信号的无延时传输, 对系统带宽容量的要求将是极其巨大的。

与前所未有之大规模基带矩阵同时出现的另一种现象是对各种处理功能的集成。传统上, 诸如独立信号的帧同步、嵌入式音频的解嵌 (和加嵌) , 以及用于电视墙的多画面显示处理功能都是由外部设备完成的。现在, 这些功能都可以直接集成在切换矩阵内, 这便大大减少了连接电缆线的使用, 实现了多种功能共处一个较小的机箱内的目标, 从而大大降低了电耗、系统尺寸和复杂度。

更为重要的可能是, 将这些功能集成入矩阵内使得它们可以由控制矩阵本身的交叉点设置的同一个控制系统来控制。使用一个一体化的控制系统使得操作人员的操控工作大为简化。例如, 使用外部视频处理设备时, 操作人员需要先将信号切换至该外部处理设备, 然后再创建一条连接该外部处理设备与目的地的第二条信号通路。操作人员很可能需要使用另一个控制面板来控制外部处理设备才能取得想要的结果。操作人员必须手动跟踪他已经使用的处理设备以便确保和控制正确的信号路径。

有了一体化的控制系统, 所有的处理工作都在矩阵中完成。对正确处理设备的跟踪是自动进行的, 正确的控制也是自动呈现于操作人员面前而无需人工干预。这便减少了代价不菲的播出差错, 大大改善了整个播出设施的工作流程。

三被“塞入”以太网的SDI信号

表1给出了能放入一个以太网链路的全带宽通道的数量 (各种标准的数据率) 。此表非常清楚地显示出, 要想在台内实现路由, 10Gig E的以太网络是最低要求。

让我们来考察一些IP路由的初步要求。首先, 我们需要大胆地假定所有的终端设备 (包括摄像机) 都具有以太网端口 (无疑, 在过渡期内将需要一些外部转换器, 正如从模拟向并行或串行数字转换的情况那样) 。现在, 将6个高清通道通过一根10Gig E电缆传送的情况下, 我们需要某种类型的复用。在IP域, 这一般是使用一个简单的以太网交换机来实现的。

矩阵尺寸当然不是一成不变的;然而, 针对此例来说, 让我们来创建一个1.5G高清视频的6060的中型矩阵。对照表1, 在每个10Gig E链路中跑6路高清视频, 这要求使用一个20端口的10Gig E IP路由器 (注意:IP是双向的;我们只需考虑端口数量, 而不必担心端口是输入端口还是输出端口) 。看上去很简单, 只需要一台20端口的10Gig E路由器, 如图1所示连上以太网交换机即可希望情况真的如此简单!!

IP路由是典型的点到点的, 意即一个数据包或数据包组, 如来自摄像机或其他设备的信号输入, 被路由至一个目的地。在制作演播室中, 这意味着摄像机输出只能被路由至一个目的地, 如制作切换台。这在实际应用中显然是不可接受的, 因为摄像机输出至少还需要被路由至多个视频监视墙和CCU区域。在本例中 (见图1) , 我们创建了一个理想而又简单的6060路由矩阵, 它不仅是阻塞式的, 而且容量非常非常有限不能将一路信号复制/传送给其他目的地。在视频切换应用中, 这实际上比一个阻塞式矩阵架构还要糟糕。阻塞式架构常常在使用专线级联方式将多台矩阵系统联接起来使用的场合才派上用场。一旦级联通道被占用, 切换就无法进行。

IP路由的确有一些将同一个“流”分配给多个目的地 (与标准点到点单播分配不同) 的模式。这些模式被称为组播和广播。由于广播模式很有可能不会在IPV6中沿用, 我们将聚焦于组播模式的讨论。在组播模式中, 包 (或者, 在我们的例子中, 由一系列连续性包组成的包组) 在路由过程中通过复制被传送给一组目的地。这些包的副本只用于要求加入组播的网络编组, 从而使流量隔离于所有路径之外。虽然组播在通过互联网面向数百上千用户传播时存在着许多限制和变数, 但在台内设施中, 这一般被限制在面向一千个或更少数量的目的地端口的情况, 因此它是针对阻塞问题的一个理想的解决方案。

当HD-SDI视频中出现传输差错时, bit数据的丢失通常不会在屏幕上显示出。然而, 若是IP的话, 则整个包都会丢失。这就是组播的缺陷之一包永远丢失了!而且, 出现这种情况时, 是不会像单播那样还有重试的机会的。SMPTE-2022-5/6作为HD-SDI封装标准, 一个差错或丢包会导致1376字节的HD-SDI视频数据丢失。考虑到我们的IP路由架构非常紧凑且路径较短, 出错的机会不是很大。作为一个额外的预防机制, SMPTE-2022还有一种使用前向纠错 (FEC) 发送额外数据包的方式。每225个包最少需要一个FEC包, 即0.4%的裕量。FEC包与视频包大小相同。这些额外开销不会影响表1中的带宽要求。

四预测广电系统部署时间点的基础

假定我们已经建立起了一个理论上的IP 6060 HD视频切换矩阵, 我们需要弄清楚何时这种技术可以部署于日常的广播电视系统中。IT业界的人都知道有个摩尔定律 (简单说就是集成电路中的晶体管数量大约每两年就要翻一倍, 性能也将提升一倍) 。各类论文和讨论都认为这一周期实际上是18个月 (最近有人提出这一周期放缓至三年) 。不管怎样, 对摩尔定律的理解有助于我们预测IP路由将会在何时以何种方式成为全带宽视频设施中的主要信号交换手段。在这里不讨论从1Gig E到10Gig E需要多少年, 因为广播电视制播机构无法负担得起最新的连网技术。要想使IP路由变得可行, 接口与连网工具需要降低成本并且大容量技术得以普及。

图2显示了今后几年端口发货量的发展趋势。对于上文讨论的简化的6060切换矩阵示例, 我们需要1Gbps端口已从计算机服务器中消失, 且至少被10Gbps所取代。这使我们有理由相信到2017年, 10Gbps将可被用于制作环节和一些新建的制作站点。这也符合摩尔定律, 每端口的成本得以大大降低。

图3给出了“大量采用40Gig E交换设备的预测时间线”。它再次指向了2017年这个时间节点, 即100Gig E开始进入主流市场的时间。

10Gig E与100Gig E之间的区别之一是后者不具有向前兼容性这对于广电制播机构而言绝对是一个希望避免的噩梦!10Gig E Base-T标准允许的CAT6屏蔽电缆线长度为100米 (使用RJ-45接口) , 这使之非常适合我们目前使用的典型HD-SDI设施。

五压缩视频

目前, HEVC压缩标准的文件起草工作已经完成, JPEG2000的低延时模式也即将得以标准化, 这意味着在不久的将来信号在进入切换矩阵之前可以只进行轻微 (中等程度) 的压缩处理。当然, 仍有一些有关压缩的隐患需要引起注意:

压缩痕迹;

压缩与解压缩产生的延时;

每个信号源和目的地端口要求采用的压缩硬件/软件也会对信号质量造成不良影响;

流视频和基带视频混合运行时的误判会带来高风险。

虽然压缩可以增加表1中的通道数量, 同样的设计理念也可以被运用于IP HD视频切换矩阵的创建。

六优势举例

目前, 在一些已经建立起的应用环境如有线前端和一些监控系统中, IP信号分发已经十分盛行。像美国国家航空航天局 (NASA) 这样的大规模监控环境中已经开始使用IP高分辨率摄像机来采集信号。在这种情况下, 如能在不需要信号转换的前提下自然地切换高分辨率的IP视频将可以节省大量资金。

目前的矩阵切换基础结构已经发展到了融多种处理功能于一身的程度。要使IP路由顺利普及, 这些处理功能需要被纳入IP域。这些功能中包括视音频分离切换、帧同步、音频加嵌/解嵌以及多画面监看处理等。

将IP基础结构无缝地集成入基带视频设施的时代终将来临至少在可预见的将来是如此。允许操作人员将任何信号源切换至任何目的地而不管信号的格式、传输类型及连通性为何的智能式专线级联控制将成为必要。例如, 操作人员可能需要接收一路来自一体式卫星接收机 (IRD) 的IP信号并将之切换给制作切换台用于新闻制作。这种情况下, 智能式矩阵切换基础结构的做法应该是先将接收到的IP信号转换成基带信号, 然后再将其分配给制作切换台。

另一个例子是, 自动播出系统请求在空挡期间播放一段视频。那么首先要将正确的素材放入正确的服务器播出通道, 并且在恰当的时间点发出播放命令, 将IP流转为基带格式送入播出切换控制设备并最终送至发射端。

七矩阵控制

使所有这些变得可行的关键是拥有一个通用的能实现无缝操作的矩阵控制架构。操作人员无需关心信号当前的格式和所处的传输结构如何, 仅需选择信号的来源和目的地。这便要求控制架构能够考虑到转换及智能式专线级联管理以执行一些常规性的工作从而确保信号在整个台内设施中的无缝流动。最先部署这一拓扑结构的将是那些在矩阵之外的转换设备。随着越来越多的处理工作被迁移到切换矩阵本身, 转换设备也将逐渐被集成入矩阵的I/O。这为利用第三方信号路径进行元数据、水印及其他信号跟踪处理铺平了道路。在各种情况下, 控制界面都应该是相同的而无需关心信号源或目的地信号类型如何。所有的转换工作都应根据实际信号在数据库中定义的属性来进行。

八结语

虽然在过去几十年间广电行业发生了翻天覆地的变化尤其是IT/IP对广电行业的渗透, 但很清楚的是:100%的IP基础结构仍然离我们很远!IP视频技术的大范围采用则为向“全IP”的过渡铺平了道路, 但正像许多本质上类似的大规模变化一样, 向全IP的转变与其说是隔夜即成现实般的革命, 毋宁说是一个长时间的过渡过程。与模拟/数字混合式系统曾经存在了好多年以及今天的标清/高清系统共存于广电制播环境内的情况十分相似, IP/基带融合式广电制播架构也将长期存在下去。对这些混合式系统的无缝集成以及使它们的运行对于操作人员透明、易控, 对于为向未来的“全IP”基础结构的过渡铺平道路是至关重要的。

参考文献

[1]“10Gb/s Server Migration:The Post-Romley Era”, 作者Dell’Oro Group公司的高级分析师Sameh Boujelbene。原文见:《网络世界》 (Network World) 。

IP网络路由 第7篇

1 网络结构

MISN采用分层网络结构，由3层组成，即核心层、骨干层和接入层。为保证网络的可靠性，网络拓扑设计按照N-1的电路可靠性和N-1的节点可靠性设计原则构建，在任何一条单一传输电路或单一节点设备故障情况下，整个MISN的其他节点不受任何影响。

按照地理位置的分布，省电力公司SJ以及LY、XX、LH供电公司4个节点各部署了2台核心路由器，2台核心路由器通过2条1G的链路(捆绑为一条逻辑链路)背靠背连接。4个节点由核心路由器及其之间的高速(622M)互联通道构成形成双平面。一般业务既可利用双平面的特点采取对称的业务组织模式，通过2个平面同时承载相同业务，完成业务负荷自动均衡，使网络承载能力增大一倍;也可以采取非对称的业务组织模式，不同业务由不同平面进行承载。2个平面之间可互为备份，故障时具备为另一个平面进行备份的容量和能力。

MISN有CE路由器和PE路由器两种类型，为节省造价，没有设置专用的P路由器。其中，CE路由器是客户端路由器，为各地市供电公司提供到PE路由器的连接;PE路由器是MISN边缘路由器，是MPLS网络中的标签边缘路由器(LER)，它根据存放的路由信息，将来自CE路由器或标签交换路径(LSP)的VPN数据处理后进行转发，同时负责和其他PE路由器交换路由信息。全网拓扑图如图1所示。

2 骨干路由协议

MISN采用ISIS作为骨干层、汇聚层和接入层网络的内部IGP路由协议。

ISIS是一种收敛迅速、消耗系统资源很少的高效链路状态路由协议，采用ISIS作为IGP构建骨干路由，近年来在越来越多的大型骨干网环境中得到了成功的应用。

MISN的ISIS区域ID设置为10。全网ISIS采用L2一级结构，本次工程的全部设备，包括核心节点设备和地市供电公司的接入设备全部规划在L2之中。本工程区域划分如图2所示。

本次工程，Metric设计按照真实链路带宽进行布署。

对于A、B平面，AR-CR间故障时，利用平面间的备份，CR-CR间故障时，利用链路间的备份，在IGP收敛过程中不影响本平面内的其它业务。引导语音和视频流量由A平面承载，业务MIS、DMIS等由B平面承载。在链路或节点出现故障的时候，流量在平面间疏导，不会对同平面其他业务造成影响。

3 I-BGP路由协议选择

MISN的PE路由器使用BGP相互分发VPN路由信息。BGP是一种外部网关协议(EGP)，与OSPF、RIP等内部网关协议(IGP)不同，其着眼点不在于发现和计算路由，而在于控制路由的传播和选择最佳路由。当BGP运行于同一自治系统内部时，被称为IBGP;当BGP运行于不同自治系统之间时，称为EBGP。

由于公用信息数据网属于私有网络，本工程PE和CE互连采用直连路由方式，只需给MPLS网络分配一个AS号即可。

3.1 路由的过滤与广播

为防止无用的路由信息在MISN内传播，控制城域网导入路由是一个很重要的问题。本次工程PE中联结城域网路由CE主要采用2种方式。

(1)将CE使用的OSPF路由信息，使用import-route ospf命令，导入BGP (MISN)中;

(2)在PE路由器上配置相应的静态路由，利用import-route命令，将此CE使用的路由，导入BGP路由。

第1种方法配置语句简单，但是由于CE内网路由的复杂性，可能会导入一些CE使用的私有内网路由，从而影响BGP (MISN)路由的稳定性，耗费路由器资源。因此在引入OSPF路由时，必须对引入的路由信息，在向外发布的时候进行过滤，滤掉与公共信息网无关的路由。此方法用于PE和CE的多路联结。

第2种方法配置语句较多，但是可以很好的控制CE路由的导入，有效的控制CE路由导入，适用于PE和CE的单路联结。

3.2 流量控制

由于MISN采用A、B平面的网状结构，为了充分利用网络的有效带宽，利用BGP4的LOCAL PREFERENCE属性，设置出口流量控制策略，使网络链路的带宽得到充分利用，优化出口不同业务流量分布。

3.3 LOOPBACK地址的应用

对于运行IBGP的MISN来说，在向邻居宣告其邻居关系时，使用LOOPBACK地址，这样，当对应接口链路发生故障时，LOOPBACK地址仍然可达，使BGP邻居关系仍然能够形成。

4 MISN业务的接入

公用信息数据网业务包括省公司信息MIS、D-MIS和各地市供电公司网站发布系统等, 其业务一般通过局域网交换机，接入到骨干网PE。各应用系统通过其服务器与本地交换机连接，一般主机或业务系统通过默认路由指向本地局域网的路由网关而与MISN通信，并利用网关的三层特性隔离局域网的本地流量及广播报文不进入MISN设备，并在局域网内采用802.1Q标准的VLAN技术实现不同应用系统的隔离。为保证业务可靠和方便管理，不同业务(如D-MIS)采用不同业务交换机接入PE设备。

目前，本项目一般均采用本地三层交换机与本地PE设备进行三层连接，对于存在冗余链路的局点，为了保证自动故障恢复，采用OSPF动态路由协议接入;对于不存在冗余链路的局点采用静态路由协议接入。

4.1 核心层节点业务系统接入方案

为提高网络的可靠性，省电力公司以及LY、XX、LH公司均有2台NE80E设备，根据各节点局域网设备配置数量的不同，其业务接入分为双PE联双CE和双PE联单CE两种连接方式，如图3。

4.2 骨干和接入节点业务接入方案

因在接入层均只有1台PE设备，因此根据局域网设备的不同，分为单PE联双CE和单PE联单CE两种情况，前者使用OSPF协议动态交换路由，PE和CE1、CE2之间运行OSPF协议，

为防止与公共信息网无关的路由导入到BGP，在引入OSPF路由时加载路由策略;后者在PE上配置静态路由，将与公用信息网相关的地市局域网网段的下一跳指向CE的对端地址。

5 特殊工程问题的处理

5.1 反射器布署

MISN所有节点都作为MPLS VPN的PE节点，运行BGP协议，实现VPN路由及信息的传递。由于所有路由器运行在同一个BGP的AS中，按照BGP协议的要求，所有这些路由器必须保证是全连通的，建立IBGP全连接，这样会导致联结设置的N平方问题。为了解决这个问题，MISN使用BGP反射器技术。MISN路由器数量较多，要实现IBGP全连接，需要建立较多的IBGP连接，为了减少MP-iBGP连接的数量，将省电力公司的两台核心路由器设置为路由反射器，在4个核心节点的核心路由器和15个接入节点的接入路由器上运行MP-BGP协议。

采用路由反射策略后，IBGP连接数量大量减少，降低了管理难度，同时也便于以后的业务扩展。为了减少BGP邻居的数量，省公司2台核心路由器NE80E-1和NE80E-2作为BGP路由反射器，其他骨干路由器、接入层路由器均为反射器的客户端，所有反射器的客户端都只与省公司的2台NE80E建立BGP邻居即可。将省公司2台路由反射器配置为一个cluster，2台路由反射器都配置为相同的cluster标识符2000，并可以实现2台路由反射器的相互备份。在网络正常的情况下，将VPN中省公司SGS-NE80E-2作为主反射器，所有的反射客户端都接收此反射器反射的路由信息，SGS-NE80E-1作为备份反射器，在SGS-NE80E-2出现故障，则由SGS-NE80E-1来接管路由反射的功能。

5.2 Peer的设置

在MISN的网络中，一个PE路由器会有多个相同类型BGP的Peer，其BGP的策略相同或类似。由于MISN的PE数量比较多，BGP的配置比较庞大，一旦有路由的更新，路由器需要针对每个Peer做一次策略计算(虽然策略都相同)，因此会大大加重路由器CPU的负载。为避免此类问题，使用了2类Peer，即HNPOWER-DR (客户组) 和HNPOWER-RR (反射器组) 。采用这种方法降低了对路由器设备的资源消耗，在路由器对同一Peer更新路由时，由于使用相同策略，只进行一次路由计算即可，从而大大减少了占用CPU的时间。

事实上，在实际的网络维护中，即使当同一类的Peer很少时，我们也采用PeerGroup的方式，因为这样具有很好的扩展性。采用PeerGroup方法，不但适用于I-BGP的Peer，也适用于E-BGP的Peer。

5.3 华为设备特有的RD路由标识问题

值得注意的是，一般在同一VPN中，RD保持一致。同一PE上不同的VPN有不同的RD，不同PE上相同VPN的RD可以相同或不同。本网络项目中有2台路由反射器，这2台路由反射器的RD必须设置不同，这是华为设备特有的技术问题，否则当省公司CE连接到省公司PE之间的链路断掉之后，失去私网路由的路由反射器会在远端PE上删除相关路由，而保存有私网路由的路由反射器由于本端链路没有变化，不会发送路由更新消息通知远端，导致远端PE设备会丢失私网路由，无法实现冗余备份。

5.4 网络路由振荡问题

BGP属于增量更新的路由协议，当有新的路由要发布时 (如路由重启，路由删除，路由策略的修改等) ，路由器会向邻居发送Update信息，如果要删除某条路由时，就会发送Withdraw信息。BGP路由的Flap的定义是：当一条路由在被收回(Withdraw)后又被广播(Update)出来，视为一次Flap。由于任何一条路由的收回和更新都会导致一台路由器整个路由表重新计算，因此当Flap的情况比较多时，对路由器设备的负载将产生巨大的压力。事实上，在路由实际的调试中，多次发现，一台高端路由器在计算BGP路由的时候，CPU的负载有可能高达上在80%～95%左右，有时甚至达到100%，占用了几乎所有的CPU资源，在这种情况下路由器无法正常工作。虽然NE80路由器都将路由计算的模块与转发模块分布在不同的模块上，可以减少一些由于主CPU忙导致的路由器性能下降的问题，但是路由表的频繁变化和更新，对整个设备的运行影响的非常大，而且这样的计算会随着路由的收回或广播，继续向自治域内部扩展，使内部的路由器PE和CE产生同样的问题。

在路由器的调试过程中，利用命令dampening控制RouteFlap路由衰减参数。应该注意的是, 在配置路由衰减时，所指定的reuse、suppress、ceiling3个阈值必须是依次增大的，即满足：reuse

6 结语

MISN为电力企业信息传输提供一个有高质量、可靠的、可控业务承载平台。我们认为，广域网路由的设计和部署是网络顺利实施、可靠运转前提，目前MISN已连通20余个地市，网络运行稳定、可靠，它充分表明IP/MPLS多业务融合网络能够实现承载包括电力企业VPN互联、软交换、IPTV、视频会议、视频监控、电力营销等有QoS保证需求的关键业务。MISN的建设成功，将加快传统IP的网络与技术转型，也将促进电力企业专有网络向融合网络的的全面转变，大大减小电力企业网络建设和维护费用。

摘要：公用信息数据网 (以下简称MISN) 是由省公司覆盖全省20余个地市供电公司、省公司属直调厂站的广域数据网络, 有20多个节点, 网络拓扑和路由比较复杂。主要介绍了MISN路由的设计和布署, 并着重对BGP反射器布署、Peer的设置、RD标示符问题、网络路由振荡等特殊工程技术进行了详述。

IP网络路由 第8篇

Internet的高速发展和进一步的商用化,使得人们对网络的需求从单一的数据传输服务向多业务方向发展。但是,基于IPv4的Internet只为用户提供一种“尽力而为”的服务,网络中的节点不保留资源的状态信息,参与交换的一组数据包可能经过不同的路径达到同一目的地。目前,网络IP化是Internet发展的一个方向,这要求从传输机制和工作模型上对现有的IP协议做进一步的改进,为用户提供不同类型的Quos服务。

Diff Serv模型提供一种类似于优先级服务机制,采用“边缘复杂、核心简单”的思想,适合于分布式网络。但Diff Serv域网络拥塞时,只能采取丢弃分组方式,并且对相同优先级的业务也是非智能化的,因此Diff Serv只承诺相对的服务质量。MPLS是一种采用流量工程来优化网络整体性能的Qo S实现技术,它充分利用灵活的第三层IP路由和快速的第二层交换特性。但MPLS也不十分完美,如LDP协议、LSP控制和标记合并等都还不完善。显然,单纯地依靠MPLS支撑所有业务,在网络管理上会相当复杂。在现有IP网络上实施任何一种独立的Qo S模型,难以在大规模网络环境中实现对用户可控的端到端Qo S需求,提出了一种将基于资源预留、优先级和流量工程等三种Qo S模型结合起来的支持端到端的IP Qo S综合控制模型。最后通过分析控制模型以及实验参数分析得出本文提出的方法的可行性与实用性。

1 Qo S综合控制技术

综合服务模型在RFC(Request for Comments)1633中进行了定义。它的基本思想是将RSVP作为Int-Serv结构中的主要信令协议,它基于每个流提供端到端的保证或是受控负载的服务。IntServ框架使IP网络能够提供具有Qo S的传输,以用于对Qo S要求较为严格的实时业务(声音/视频)。Int-Serv使用一种类似ATM的SVC的方法,它在发送方和接收方之间用RSVP作为每个流的信令。RSVP信息跨越整个网络,假定从接收方到发送方之间沿途的每个路由器都要为每一个要求Qo S的数据流预留资源。路径沿途的各路由器包括核心路由器必须为RSVP数据流维护软状态。

如图1所示,Int Serv域位于边缘网络内,其核心部件是边缘路由器(ER),其上运行RSVP,为接入ISP的用户提供细粒度的Qo S服务。核心网络中的边界路由器(BR)作为Diff Serv域的边界,同时也是MPLS域的标签边缘路由器,负责ISP接纳控制、数据流的分类、流量的整形以及相邻Diff Serv域和Int Serv域的互操作功能。MPLS域由LSR和LSP两个元素构成,核心路由器(CR)也是MPLS域的LSR,完成链路接纳控制、分组的标记、调度行为的CR-LSP的建立;LSR完成分组的标签交换和快速转发功能之外,还要完成LSP的建立、Diff Serv聚集流行为和LSP之间的映射。

当IP分组转发至边界路由器BR1时,首先按规定策略执行分组分类,如图2所示。完成分组分类工作后,执行IP路由,如果是没有标记的分组,根据预先制定的LSP选择策略,将PHB的DP写入MPLS头标的EXP字段,同时将转发等价类(FEC)映射到PHB上,并将映射结果写入Label字段。如果分组是带有标签的,并且其目的地仍位于MPLS域内的,直接转发即可;如果目的地属于非MPLS域,需去除MPLS标签,再按IP路由方式将分组转发至目的节点。

当MPLS域的LSR接收到MPLS分组时,分析并获取MPLS头中的Label和EXP两个字段,然后在输入标签映射(ILM)表中查找下一跳标签转发条目(NHFLE)得到LSR出口Label字段和EXP字段及下一跳的LSP,PHB依据这两个字段和预先设定的Qo S映射结果及建立的LSP转发分组。若分组离开MPLS域时,处理方法和BR/LER类似。

2 性能评价

本文为了检验提出的服务网格中间件及其Qo S保证机制,本文为实验系统服务定义了3种Service Offer,分别分配30%、60%和70%的计算能力,通过在不同系统负载下多次提交具有不同Qo S需求的试验系统作业以及无Qo S需求的系统的作业并记录其平均执行时间来比较本文提出的Qo S保证机制的性能.测试用AREM程序部署在多台CPU为AMD 2500+、内存容量1GB并安装10/100M网卡的测试计算机上,通过100M局域网互联,计算能力的预留通过DSRT实现,系统负载通过在测试用计算机上运行其他计算密集型应用程序来产生,选择了10%、50%、67%和80%4个采样点,实验结果如图2和图3所示。

如图2所示,无Qo S需求的系统作业执行时间随着系统负载的上升迅速增加,在系统负载达到80%时,执行时间已经达到10%时的5.4倍。有Qo S需求的实验系统作业则通过有效的资源预留获得了稳定的执行时间。图3比较了预留70%计算能力时的作业执行时间和服务预约时间,试验结果表明,建立SLA的时间在3秒~5秒左右,这对于实验系统等用时较长的计算密集型应用而言是完全可以接受的。

3 结论

本文针对传统的Qo S都不能够独立应用于大规模的网络中等缺陷,本文为了解决这个问题,提出了一种将基于资源预留、优先级和流量工程等三种Qo S模型结合起来的支持端到端的IP Qo S综合控制模型。最后通过分析控制模型以及实验参数分析得出本文提出的方法的可行性与实用性。

参考文献

[1]徐明伟,等.一种基于Web Service的分级QoS的研究与实现[J].计算机研究与发展,2005,42(4):669-675.

[2]胡春明,等.基于Web服务的网格体系结构与支撑系统研究[J].软件学报,2004,15(7):1064-1073.

[3]马小俊,严峻,顾冠群.区分服务的分组标记策略研究[J]..软件学报.2001,12(10):1472-1478.