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| 南方某市计算机互联网总体系统设计书 [应用解决方案] |
| 广州市易和网络科技有限公司 |
| 2005-5-27 15:55:00 文/ |
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1 本期扩容背景情况介绍和建设目标
沿海XX省省163网自1995年投入建设以来，经过多次扩容，已经覆盖全省大部分地市。网络覆盖面、网络质量和用户数量的发展在全国都处于领先地位，起到了为省内用户和国内用户提供Internet服务、启动市场，建立沿海XX省省INTERNET网主导地位的作用。但是，随着网络服务水平的提高、用户认知程度的提高和电信资费调整的影响，用户上网要求飞速增长，原有的网络将很快趋于饱和，所以GPTA决定及时扩容，以便充分满足未来几年内用户上网的要求。
1.1 沿海XX省省163网现状
1.1.1 业务需求
自沿海XX省省计算机互联网建立以来，在全球及全国INTERNET浪潮的带动下，处在改革开放前沿的沿海XX省省掀起了一股INTERNET热潮，用户数发展迅速，至CHINANET-GD三期完工后，可满足拨号用户108610户，低速专线用户达1410户（按64kb/s）及12户高速专线用户。统计到1998年底，用户数接近12万户。在此形势下，原有各节点的系统容量普遍显得不足，使上网的传输速率降低，从而影响用户的发展。同时，随着信息服务市场在沿海XX省省的蓬勃发展，除珠江三角洲以外的其他市县用户的上网呼声也越来越大，没有本地INTERNET的地区，急切需要建立本地INTERNET节点。因此，为了进一步扩大CHINANET－GD的网络接入和疏通能力，适应信息业务发展和市场竞争的需求，为用户提供更优质的服务，省局决定进行CHINANET－GD四期扩容工程。
1.1.2 现有网络结构
沿海XX省省计算机互联网（CHINANET-GD）前几期的建设，目前已覆盖到沿海XX省省的21个本地网，共23个节点平台和一个网管中心，包括广州A、广州B、深圳A、深圳B、珠海、汕头、湛江、惠州、江门、佛山、东莞、中山、顺德、南海、肇庆、茂名、梅州、韶关、阳江、潮州、汕尾、清远、河源，其中河源、清远属于逻辑上不完整的节点。云浮、揭阳、潮阳等地市的用户通过市话中继电路延伸接入到邻近的CHINANET--GD节点。广州B同时包含了CHINANET的核心层和大区层节点。CHINANET核心层广州节点通过1条155Mb/s（目前实际开通50Mb/s PVC）的电路与北京相连，同时通过1条155Mb/s（目前实际开通50Mb/s PVC）的电路与上海相连，并拥有4条2Mb/s的国际出口连接至美国西北网，1条512kb/s的出口连接至香港及1条512kb/s的国际出口连接至澳门。沿海XX省省网广州B节点通过2条100Mb/s以太网分别与广州大区的2台高性能的局域网交换机相连，从而实现与国家网的连接。
三期完工后的网络结构及组成见附件2：
现全网共有广州A、广州B、深圳A、江门和汕头等5个核心层节点，核心层节点以全网状互连。核心层路由器上配置ATM接口板，在核心节点间建立全网状PVC连接作为首选路由，同时保留网络中的2Mb/s的E1传输电路作为备用路由，这为以后CHINANET－GD与沿海XX省视聆通网的沟通或并网创造了有利条件，又保证了网络运行的安全可靠。其它非核心节点主要通过2Mb/s的中继电路连接至核心节点或其它节点，而东莞、顺德等节点通过ATM PVC连接至核心节点。
河源、清远2个节点在逻辑上并不是完整的节点，只是为了便于用户的发展，在清远、河源设置用于专线用户接入的路由器CISCO 4700和MAX 4000拨号接入服务器。其用户及网络管理由广州负责。CHINANET－GD网管中心通过2条2Mb/s的中继电路分别连接至广州A节点和广州B节点。
经过CHINANET-GD的第三期扩容之后，拨号用户端口总容量将达到16794个，其中PSTN拨号端口11874个，ISDN拨号端口4920个（B信道）；专线端口分别为：信道化E1数量为47个，高速串口为12个。
1.2 目前网络需要扩容的主要问题表现。
1、 需要增加新节点，以满足目前没有接入节点的地市的用户上网要求，扩大网络覆盖面。
2、 需要增加接入端口，满足现有节点用户发展的要求。
3、 设备老化问题。由于建网时间较长，现在服役中的设备高中低档兼备，早期采用的设备存在老化和性能不够的问题。例如：路由器、网管服务器、域名服务器等。目前省网的骨干路由器主要为cisco7000系列和cisco4500。这两种产品在建网当时属于高端设备，但是，随着网络技术的发展，7000和4500已经停产或接近停产，由于其自身老化、对高速接口的支持不够、内部的交换处理结构为集中式，无法提高处理速度、对新版IOS软件和路由器应用软件的支持缺乏等原因，已经越来越不适合作为省网的高速骨干路由器使用。采用新型路由器替代成为必然趋势。
4、 省内骨干网带宽需要升速。由于接入端口数的增加，预期的网络流量将有一个较大规模的提升，影响到骨干带宽需要提升。另外，目前的中继线路存在利用率不均衡的问题，部分低速琏路利用率过高，我们建议进行路由策略调整，并且从长远来看，还需要进行升速。
5、 视聆通出口瓶颈问题。视聆通用户到Internet的访问需要通过163，而出口由于网关设备PIX的性能限制，形成瓶颈，限制了用户的发展。
6、 域名服务器过于繁忙，影响用户访问速度，需要提高服务能力。
7、 接入服务器共享问题。由于163和视聆通都需要大量的拨号接入设备，如果能够共享一个大的接入服务器群组，能够综合利用，大规模节约建网成本。同时可以降低维护工作量，节约运营成本。同时也为将来开展多种形式的端口接入服务（例如：VPDN、虚拟ISP、端口批发等）提供条件。
8、 网管体系结构过于简略，设备老化、软硬件配置偏低，在性能上和功能上均难以满足日益增长的网管管理要求。缺乏深层的网络监测和统计手段。
9、 广州、深圳将发展到10万以上用户，成为规模超大的节点，原有的电子邮件系统将不能满足大用户量的需要。
10、 广域网出口与省内网络相比，速度较低，易形成瓶颈；为单出口，需要选择合适的到ChinaNET大区层的连接作为第二出口，以提高网络的可靠性。
11、 需要强化本地的运维、管理、技术支持能力；强化对网络安全的维护能力。
另外，随着网络的发展，在建网初期的实验探索阶段已经告一段落，需要及时向电信级的高性能高可靠性网络（CCIP）转化。XX公司在本次扩容的建议中，根据对沿海XX省省网的了解和网络建设经验，广泛使用了CCIP的设计思想与实践，保证GDNET持续稳定地提供高容量、高质量的服务。
综上所述，在本期工程总体方案设计中提出了1.3的建设目标
1.3 本期工程建设的目标
1、扩大网络的覆盖面，增加节点。
2、增加整个网络拨号用户及专线用户的接入端口，提高用户接入能力。
3、优化网络结构，调整路由策略完善系统性能，网络关键部件消除单点故障。
4、扩大网络的传输带宽，提高网络的疏通能力。
5、完善和增加网络管理功能、系统管理功能，增加网络服务质量测试手段，提高运维能力和业务统计能力，为网络未来发展提供容量设计依据。
6、通过合理严谨的软硬件割接方案和测试方案，保证网络扩容的顺利进行，确保网络服务的持续性。
1.4 本期163省网扩容的建设规模
1.4.1 增加及扩容节点
新建节点3个：潮阳、揭阳、云浮，有本地Radius认证、接入服务器。
改建节点2个：河源、清远。河源、清远这两个节点在逻辑上并不是一个完整的节点本期将改建成为完整的节点，有本地Radius认证、接入服务器，并增加相应的设备。
根据GPTA的要求，本期扩容增建和改建的潮阳、揭阳、云浮、河源、清远等节点的EMAIL系统使用其他节点或21cn.com的EMAIL系统，建成集中式的EMAIL系统。
扩容节点21个：广州A、广州B、深圳A、深圳B、珠海、汕头、湛江、惠州、江门、佛山、东莞、中山、顺德、南海、肇庆、茂名、梅州、韶关、阳江、潮州、汕尾。
本期工程中，许多节点的接入能力和基本服务能力将有较大幅度的扩容，整个网络的负载需求也将大大增加，网络带宽尤其是骨干网的带宽将会制约着业务的进一步发展，因此现有网络骨干节点间的中继带宽必须全面升级。
1.4.2 网络升级和调整
具体调整如下：
A. 网络分层管理
骨干层节点：广州A、广州B、深圳A、汕头、江门；
接入层节点：深圳B、珠海、湛江、惠州、佛山、东莞、中山、顺德、南海、肇庆、茂名、梅州、韶关、阳江、潮州、汕尾、清远、河源、潮阳、揭阳、云浮。
B. 连接调整
骨干层的广州A、广州B、深圳A这三个节点采用IP Over SDH（POS）高速互连线路组成主用中继环，同时用ATM PVC组成备用中继环，二者之间是策略分担和备份的关系；而汕头和江门则仍属于CHINANET－GD的骨干层节点，负责辅助上述三个节点为其他接入层的节点提供骨干网的高速连接，起到辅助核心的作用，它们分别以ATM PVC的线路与骨干核心层互联。这五个骨干节点：广州A、广州B、深圳A、汕头、江门将去掉汕头和江门之间的直连电路，形成不完全网状连接，通过POS和ATM的高速连接，提供省网的稳固、高速的核心。而接入层的深圳B、珠海、湛江、惠州、佛山、东莞、中山、顺德、南海则通过ATM PVC和这五个骨干层节点中两个建立连接；其他接入层节点则与这五个骨干层节点中两个通过N×2M的线路进行连接，为本地用户提供接入服务。
新增的潮阳、揭阳、云浮、河源、清远五个节点作为接入层节点，均至少与骨干层中的两个节点设立中继路由，互为备份，以保证它们的拓扑结构上的可靠性和安全性。
1.4.3 提高用户接入能力
本期扩容工程将对各节点的大幅增加拨号端口和专线接入能力。具体的端口表见附件1。
本期的接入服务器将实现163/169的中继合群接入，以实现接入服务器的共享，提高设备利用率。
2 省网结构的调整和扩展
2.1 目前的省网结构
沿海XX省省网经过不同的公司的几次施工，网络结构十分复杂。省网目前的结构见附件2。
目前省网没有层次结构，全网有广州A、广州B、深圳A、江门和汕头5个核心节点，以全网状互连。其它19个节点分别连接到骨干节点中的一个或多个；3个不完成远程接入节点通过市话中继电路接入到邻近的CHINANET-GD节点；Nic&Noc节点有两条链路分别与广州B、深圳A两个节点连接。
Integrated IS-IS为省网内部主要的路由协议，全省所有的省网互联路由器都运行该路由协议。但目前在省网中并没有划分IS-IS的区域，所有的路由器都处于同一个区域中。并且除广州A和广州B节点之间有一条Level-1链路外，所有的链路均为Level-2链路，所有路由器都有全网的链路状态表和全网的路由表，这样单条链路的不稳定会引起全省网路由器的状态更新。另外，省网内除了核心节点外的部分接入节点还运行IBGP路由协议，配置较为混乱。Neighbor是非完全网状，存在潜在的问题。
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