鉴于互联网的突飞猛进的发展与应用,IP网络已成为我国电信网络的重要组成部分,与传统的通信网络并驾齐驱。IP网络与传统的通信网络不同,它采用分组方式、IP地址寻址等,有其独有的网络传输特点,其网络的组网结构和组网要求应与其特点相适应。在我国的相关标准中对我国IP网络的结构及组织要求做出了相关规定。
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一、YD/T 1170标准的技术要求
在2001年我国发布的YD/T 1170《IP网络技术要求--网络总体》通信行业标准中,对我国IP网络的结构及组织要求首次提出了技术要求。它规定:
1、网络组织结构
我国IP网络的网络结构组织根据运营、管理和地理区域等因素可以分为三级:一级骨干网(全国网)、二级网(省网)和IP城域网三层,如图1-1(a)所示。视各地的不同业务需求、竞争和线路情况,出于网络扁平化的考虑,可以将二级网和IP城域网合二为一,形成两级结构,如图1-1(b)所示。IP网络分为三级自治域,一级骨干网、二级网和IP城域网各为一级自治域。
图 1-1:我国IP网络的网络结构示意图
一级骨干网:一级骨干网即国家骨干网,其骨干节点的设置要求详见下表1-1。一级骨干网与各二级网直接相连,负责转接(汇接)各二级网的业务。一级骨干网节点主要提供的职能详见下表1-2。IP网络可以设置多个国际出口,出于业务量考虑以及地理位置考虑,可以设置在北京、上海和广州。国际出口带宽可以根据网络流量要求确定,并根据发展不断扩充。
表1-1:各级网骨干节点的设置要求
表1-2:各级网节点提供的职能要求
二级网:二级网即省网,由位于各城市和地区的多个节点组成,其节点的设置要求也列于表1-1中。二级网节点包括汇接节点和普通节点,汇接节点和普通节点应完成的职能也列于表1-2中。
IP城域网:在省内城市和地区可根据业务需求组建IP城域网。根据业务流量、流向和管理等因素,也可以在某些区域内联合组织规模较大(省内跨地区的)的IP城域网,即省内区域网;也可以组织省内地区性(在省内一个地区范围中)的IP城域网。IP城域网由IP城域网内的多个节点组成,其节点的设置要求也见表1-1。IP城域网节点包括汇接节点和普通节点IP,城域网节点可以分为城域核心节点和汇聚节点,其应完成的职能也见表1-2。
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总之,二级网节点通过其汇接节点与一级骨干网节点相连接。在IP网络建设初期,若业务量不大,一级骨干网节点和二级网汇接节点可以合为一体;随着业务需求的不断增长,再分开设置。IP城域网节点通过其汇接节点与二级网相连接(若不设置汇接节点,则可直接接入二级网)。在建设初期,可将两者合为一体,随业务的增长再分开设置。
2、组网原则
我国IP网络的组网原则,在YD/T 1170-2001中给出了7条基本原则,详见下表1-2-1;同时,还要求我国IP网络建设还应遵循一些特性原则,即开放性、可运营性、可管理性、可增值性、可扩充性和安全可靠性,具体详见下表1-2-2。
表 1-2-1:我国IP网络的组网原则
表 1-2-2:我国IP网络具有的组网“6特性”
3、路由协议
路由协议为IP网络内各节点提供IP数据包的路由选择机制,路由协议分为内部路由协议和外部路由协议。其网内和网间所采用的路由协议要求详见下表1-3。一级骨干网内区域划分:核心节点组成AREA0,其他节点可以考虑地理位置以及相互之间通信量就近组成多个AREA。
表 1-3:IP网络的路由协议要求
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二、YD 5037标准的工程建设要求
2005年我国通信行业工程建设标准YD 5037《公用计算机互联网工程设计规范》,也对我国IP网络的结构及组织提出了相关要求,它是从网络工程建设的角度提出的,但它是遵循YD/T 1170-2001标准的相关要求的。如网络层次为三级,依据实际可采用二级网络。同图1-1一样,可用下图2示意。其具体建设要求可详见下表2,包括结构层次要求、网络组织要求及路由协议要求。
图 2:我国IP网络结构示意
表 2:我国IP网络结构及组网的建设要求
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三、YD/T 2395标准的技术要求
显然,上述YD/T 1170标准和YD 5037标准提出的要求,是针对IPv4互联网的。自1999年起,第6版本的互联网协议(IPv6)网络开始在全球大规模部署,我国同样进行了大力的部署。于是,在2012年我国就颁布了YD/T 2395《基于IPv6的下一代互联网体系架构》,对基于IPv6的下一代互联网的网络结构与实现技术做出了基本的技术要求。
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1、网络结构
基于IPv6的IP网络是宽带互联网;是可以高效支撑移动互联网、物联网、云计算、大数据和人工智能等业务的承载平台,其网络结构和实现技术将直接影响着传统互联网业务的可持续发展和未来新业务的拓展。其网络结构应达到网络层次清晰化、网络结构扁平化、网络质量差异化、管理控制集中化等要求。从层次清晰化和结构扁平化的角度来讲,基于IPv6的IP网络结构采用三层结构组成,即:骨干网、城域网和接入网,如下如3-1所示。从网络质量差异化和管理控制集中化的角度来讲,IP网络应具备服务质量、网络可靠、移动性和安全性等的能力。
图 3-1:基于IPv6的IP网络结构示意图
2、网络组织要求
YD/T 2395标准对其骨干网架构、城域网架构和接入网架构的基本技术要求详见下表3-2。
表 3-2:基于IPv6的IP网络架构的基本技术要求
需要指出的是:实际上YD/T 2395标准关于基于IPv6的下一代互联网网络结构,与YD/T 1170标准关于互联网结构的要求基本上是一致的,只是下一代互联网更突出了接入网的架构。但其网络组织基本技术要求有所不同,下一代互联网要求突出了IPv6协议的技术特性。
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四、GB/T 51375标准的工程建设要求
1、网络结构
在2019年发布的GB/T 51375《网络工程设计标准》国家工程建设标准中,对我国公用互联网网络结构做出了与YD 5037标准一样的要求,如下图4-1所示。公用互联网网络的层次应根据规模、运营、维护管理等因素确定。网络层次可分为骨干网、城域网两级。可根据业务需求在省内城市和区组建城域网,根据业务、流向和管理等因素可组织跨地区的区域城域网。在城域网之上组建骨干网,接入汇聚来自各个城域网的流量并转接疏通。规模较小的网络可仅由一级层次构成,可不区分骨干网和城域网。
图 4-1:我国公用互联网的网络结构示意图
2、网络组织要要求
此时的互联网应是IPv6网络与IPv4网络并存的网络,对于网络组织要要求应突出网络过度要求和适应IPv6网络的技术特征。GB/T 51375从工程建设角度给出公用互联网的网络组织要求,具体详见下表4-2。
表 4-2:GB/T 51375给出的网络组织要求
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