中国移动PTN技术培训上.ppt

1、 分组传送网分组传送网PTNPTN技术培训技术培训 目目 录录TCP/IP基础基础1路由基础及路由基础及MPLS介绍介绍2流量工程及流量工程及QOS3PTN的保护机制的保护机制4传输层协议传输层协议TCPTransmission Control Protocol，RFC 793提供可靠的、面向连接的服务UDPUser Datagram Protocol，RFC 768提供面向无连接，尽力而为的传输服务TCP连接连接三次握手三次握手InternetInternetClientClientServerServer滑动窗口滑动窗口Len1024/Win4096Len1024/Win4096Len10

2、24/Win4096Len1024/Win4096Len1024/Win4096Len1024/Win4096Len1024/Win4096Len1024/Win4096Ack4097/Win2048Ack4097/Win2048Len1024/Win2048Len1024/Win2048Len1024/Win2048Len1024/Win2048Ack6145Win2048Ack6145Win2048ServerServerClientClient地址解析协议（地址解析协议（ARP）IP:10.0.0.1/24IP:10.0.0.1/24MAC:00-E0-FC-00-00-11MAC:00

3、E0-FC-00-00-11IP:10.0.0.2/24IP:10.0.0.2/24MAC:00-E0-FC-00-00-12MAC:00-E0-FC-00-00-12ARP RequestARP RequestI need the I need the Ethernet address Ethernet address of 10.0.0.2of 10.0.0.2ARP ReplyARP ReplyMy Ethernet My Ethernet address is 00-E0-address is 00-E0-FC-00-00-12FC-00-00-12网际控制消息协议（网际控制消息协议

4、ICMP）ICMP Echo RequestICMP Echo RequestIs B reachable?Is B reachable?ICMP Echo ReplyICMP Echo ReplyYes,Im here.Yes,Im here.A AB BIP地址地址IP地址唯一标示一台网络设备，由32个二进制位组成IP地址分为两部分：网络部分和主机部分网络部分连接到同一物理和逻辑链路的所有设备的公共标识，对不同的物理或逻辑链路应该唯一主机部分唯一标识连接到链路的特定设备IP地址通常采用点分十进制的格式标识如：10.1.1.1,192.168.1.1,etc二进制和十进制转化二进制和十进制

5、转化1111111112864321684212 27 72 26 62 25 52 24 42 23 32 22 22 21 12 20 08 bits8 bits128+64+32+16+8+4+2+1=255128+64+32+16+8+4+2+1=255二进制和十进制转化（举例）二进制和十进制转化（举例）111010011*1281*641*320*161*80*40*21*12 27 72 26 62 25 52 24 42 23 32 22 22 21 12 20 0128+64+32+0+8+0+0+1=233128+64+32+0+8+0+0+1=233IP地址分类地址分类0

6、0NetworkNetwork(7bits)(7bits)Host(24bits)Host(24bits)1 1Network(14bits)Network(14bits)Host(16bits)Host(16bits)0 01 1Network(21bits)Network(21bits)Host(8bits)Host(8bits)0 01 11 1Multicast AddressMulticast Address0 01 1 1 11 10 01 1 1 1 1 1ReservedReservedClass AClass AClass BClass BClass CClass CClas

7、s DClass DClass EClass E1.0.0.01.0.0.0126.255.255.255126.255.255.255128.0.0.0128.0.0.0191.255.255.255191.255.255.255192.0.0.0192.0.0.0223.255.255.255223.255.255.255224.0.0.0224.0.0.0239.255.255.255239.255.255.255240.0.0.0240.0.0.0255.255.255.255255.255.255.255首字节法则私有私有IP地址地址私有IP地址10.0.0.010.255.255.

8、255172.16.0.0172.31.255.255192.168.0.0192.168.255.255掩码（掩码（Address Mask）掩码用来标识IP地址的网络部分和主机部分。32 bits长，用点分十进制表示 A类地址掩码：255.0.0.0B类地址掩码：255.255.0.0C类地址掩码：255.255.255.0255255 25501921681 1192 168 1 0AndAndIP地址地址掩码网络地址子网和子网掩码子网和子网掩码11000000 10101000 00000001 000100011111111111111111111111111111000019219

9、21681681 11717Network PartNetwork PartSubnet Part Subnet Part(n bits)(n bits)Host Part Host Part(m bits)(m bits)IP子网:192.168.1.16 255.255.255.240 或 192.168.1.16/28子网数计算:2n (n=4,24=16)主机数计算:2m-2(m=4,24 2=14)案例：案例：IP子网规划子网规划某公司有一个C类地址段：202.100.1.0/24，该公司有5个部门，每个部门属于不同的子网，每个子网的主机数在2025之间。请为该公司规划IP地址。IP

10、地址需求分析地址需求分析互联地址点到点链路：PPP、HDLC广播链路：Ethernet设备标识协议中用来标识不同的设备如OSPF的Router ID，MPLS中的LSR ID等IP地址规划原则地址规划原则互联地址点到点链路：2个主机地址30位掩码例如：10.1.1.0/30广播链路：由连接链路的主机数确定例如：60台主机，26位掩码可满足其需求设备标识32位掩码例如：1.1.1.1/32案例：案例：PTN网络网络IP地址规划地址规划拓扑描述拓扑描述10G Eth/POSCh STM-1ATM STM-1BSCRNCPTN 3900-1PTN 3900-2PTN 3900-3PTN 3900-4

11、PTN 1900-1POS STM-1MLPPP2 E11 E1BTSNode BDCNT2000 ServerGNEGNEGNE案例：案例：PTN网络网络IP地址规划地址规划IP地址需求分析地址需求分析qPTN 3900-1及其所管理的NEqPTN 3900-2及其所管理的NEqPTN 3900-3及其所管理的NEq PTN 3900-1q PTN 3900-2q PTN 3900-3q PTN 3900-4q PTN 1900-1q3900-13900-2q3900-13900-3q3900-23900-3q3900-23900-4q3900-41900-12.MPLS LSR-ID 1.

12、接口互联接口互联IP3.管理管理IP案例：案例：PTN网络网络IP地址规划地址规划接口互联接口互联IP地址规划地址规划链链 路路IP子网子网/掩码掩码接接 口口IP地址地址3900-1 3900-210.1.1.0/30PTN 3900-110.1.1.1/30PTN 3900-210.1.1.2/303900-1 3900-310.1.1.4/30PTN 3900-110.1.1.5/30PTN 3900-310.1.1.6/303900-2 3900-310.1.1.8/30PTN 3900-210.1.1.9/30PTN 3900-310.1.1.10/303900-2 3900-410

13、1.1.12/30PTN 3900-210.1.1.13/30PTN 3900-410.1.1.14/303900-4 1900-110.1.1.16/30PTN 3900-410.1.1.17/30PTN 1900-110.1.1.18/30案例：案例：PTN网络网络IP地址规划地址规划NE NameMPLS LSR-ID(IP Address/Mask)PTN 3900-1172.16.1.1/32PTN 3900-2172.16.1.2/32PTN 3900-3172.16.1.3/32PTN 3900-4172.16.1.4/32PTN 3900-5172.16.1.5/32MPLS

14、 LSR-ID案例：案例：PTN网络网络IP地址规划地址规划GNE NameIP SubnetIP Address/MaskPTN 3900-1192.168.1.0/27192.168.1.1(3900-1)192.168.1.31PTN 3900-2192.168.1.32/27192.168.1.33(3900-2)192.168.1.62PTN 3900-3192.168.1.64/27192.168.1.65(3900-3)192.168.1.94管理管理IP地址规划地址规划VLAN的起源的起源隔离冲突域隔离冲突域Data FlowData FlowSwitchSwitchVLAN的

15、起源的起源隔离广播域隔离广播域VLAN AVLAN AVLAN BVLAN BVLAN CVLAN CSwitch1Switch1Switch3Switch3Switch2Switch2RouterRouterVLAN的划分的划分有如下几种划分VLAN的方式：基于端口基于MAC地址基于网络层协议基于网络地址基于应用层协议VLAN的基本概念的基本概念链路类型链路类型VLAN 2VLAN 2VLAN 3VLAN 3SwitchSwitchSwitchSwitchSwitchSwitchSwitchSwitchSwitchSwitchTrunkTrunkAccessAccessVLAN的基本概念的基

16、本概念端口类型在802.1Q中定义VLAN帧后，设备的有些端口可以识别VLAN帧，有些端口则不能识别VLAN帧。根据对VLAN帧的识别情况，将端口分为4类：Access端口Trunk端口Hybrid端口QinQ端口STP/RSTPSwitch ASwitch ASwitch BSwitch BSwitch CSwitch CSwitch DSwitch DSwitch ESwitch ESwitch FSwitch FSwitch ASwitch ASwitch BSwitch BSwitch CSwitch CSwitch DSwitch DSwitch ESwitch ESwitch FS

17、witch FRootRootSTP/RSTP的缺点的缺点Switch ASwitch ASwitch BSwitch BSwitch CSwitch CSwitch DSwitch DSwitch ESwitch ESwitch FSwitch FHost AHost AHost DHost DHost CHost CHost Host B BRootRootVlanVlan 3 3VlanVlan 2 2VlanVlan 3 3VlanVlan 2 2VlanVlan 2 2VlanVlan 3 3Ethernet LinkEthernet LinkSpanning TreeSpannin

18、g TreeMSTPSwitch ASwitch ASwitch BSwitch BSwitch CSwitch CSwitch DSwitch DSwitch ESwitch ESwitch FSwitch FHost AHost AHost DHost DHost CHost CHost Host B BRootRootVlanVlan 3 3VlanVlan 2 2VlanVlan 3 3VlanVlan 2 2VlanVlan 2 2VlanVlan 3 3Ethernet LinkEthernet LinkSpanning TreeSpanning TreeRootRootMSTPS

19、witch ASwitch ASwitch BSwitch BSwitch CSwitch CSwitch DSwitch DSwitch ESwitch ESwitch FSwitch FVlanVlan 2 2VlanVlan 3 3VlanVlan 2 2VlanVlan 2 2Switch ASwitch ASwitch BSwitch BSwitch CSwitch CSwitch DSwitch DSwitch ESwitch ESwitch FSwitch FVlanVlan 3 3VlanVlan 3 3VlanVlan 2 2VlanVlan 3 3RootRootRootR

20、ootMSTI 1:MSTI 1:VlanVlan 2 2MSTI 2:MSTI 2:VlanVlan 3 3MSTP的应用的应用涉及MSTP的使用场景主要有三种：同一个PTN设备的多个端口连接同一个用户网络，此时需要让这几个端口与用户网络一起运行MSTP协议以防止环路产生。用户的一个CE设备连接到两个PTN设备上，利用MSTP协议完成通道的切换。用户的网络需要跨运营商网络运行生成树协议，此时PTN设备也只是需要完成BPDU报文的透传，不参与MSTP协议计算。IP路由基础路由基础什么是路由？什么是路由？路由指导报文转发的路径信息路由表所有路径信息的集合R1R1N,R1,MN,R1,MDesti

21、nationDestinationNetwork NNetwork NOther NetworksOther Networks路由表路由表display ip routing-tableRouting Tables:Destination/Mask proto pref Cost Nexthop Interface0.0.0.0/0 STATIC 60 0 10.0.1.1 Ethernet1/01.0.0.0/8 RIP 100 1 10.0.1.1 Ethernet1/01.1.1.0/24 STATIC 60 0 10.0.1.1 Ethernet1/01.1.1.1/32 OSPF 1

22、0 2 10.0.1.1 Ethernet1/02.2.2.2/32 DIRECT 0 0 127.0.0.1 InLoopBack010.0.1.0/30 DIRECT 0 0 10.0.1.2 Ethernet1/010.0.1.2/32 DIRECT 0 0 127.0.0.1 InLoopBack0127.0.0.0/8 DIRECT 0 0 127.0.0.1 InLoopBack0127.0.0.1/32 DIRECT 0 0 127.0.0.1 InLoopBack0报文转发过程报文转发过程最长掩码匹配报文目的IP地址与路由表各条目掩码“与”操作，用掩码匹配长度最长的条目指导报文

23、转发例如：报文目的IP地址为1.1.1.11、与路由表各条目掩码（0、8、24、32）“与”运算，结果为：0.0.0.0/0、1.0.0.0/8、1.1.1.0/24、1.1.1.1/32；2、选择最长掩码匹配条目1.1.1.1/32指导转发；3、从条目1.1.1.1/32对应的接口Ethernet1/0转发报文到下一跳10.0.1.1对应的路由器。协议（协议（Protocol）链路层协议发现的路由（Direct）开销小，不需要配置。只能发现本接口所属网段的路由。手工配置静态路由（Static）无开销，配置简单，需人工维护，适合简单拓朴结构的网络。动态路由协议发现的路由（OSPF/RIP/IS

24、IS/etc.）开销大，配置复杂，无需人工维护，适合复杂拓朴结构的网络。优先级（优先级（Pref）路由协议或路由种类路由协议或路由种类路由优先级路由优先级DIRECT0OSPF10IS-IS15STATIC60RIP100常见路由协议的缺省优先级常见路由协议的缺省优先级路由开销（路由开销（Cost）路由开销：当到达同一目的地的多条路由具有相同的优先级时，路由开销最小的将成为当前的最优路由。路由开销可由如下因素影响：线路延迟带宽线路占有率线路可信度跳数最大传输单元路由协议分类路由协议分类按作用范围分类：IGP(内部网关协议)RIPOSPFIS-ISEGP(外部网关协议)BGP自治系统（自治系统

25、AS）自治系统（自治系统（Autonomous System）AS 100AS 65000IGPIGPBGPBGP路由协议分类路由协议分类按协议算法分类距离失量算法路由协议（Distance-Vector）RIPBGP链路状态算法路由协议（Link-State）OSPFIS-IS距离失量算法路由协议距离失量算法路由协议ADCBRouting TableRouting TableRouting TableRouting Table链路状态算法路由协议链路状态算法路由协议链路状态路由协议算法工作过程可分为如下三个步骤：邻居和邻接关系建立链路状态信息泛洪最短路径优先（SPF）算法计算路由邻居&邻接

26、关系建立链路状态数据库（LSDB）SPF Tree路由信息表LSP FLoodingSPFAlgorithm链路状态算法路由协议链路状态算法路由协议SPF算法算法10101010201030402060BCEDFA案例：城域网和骨干网路由协案例：城域网和骨干网路由协议部署议部署Internet骨干网IGP：IS-IS城域网IGP：OSPF骨干网和城域网之间EGP：BGPBackboneMANIS-ISOSPFBGPBGP案例：案例：IP承载网路由协议部署承载网路由协议部署IP承载网承载网IGP部署部署IS-ISPPPPPEPEPEPEIS-IS协议的工作过程协议的工作过程邻接关系的建立发现和维

27、持邻接关系，是协议运行的前提链路状态数据库同步在路由域内泛洪链路状态信息，保证每台IS-IS路由器描述整个网络拓扑的、一致的链路状态信息库路由计算在链路状态信息库的基础上运行SPF算法计算出SPF树，再由SPF树导出路由表指导报文转发IS-IS的邻接关系建立的邻接关系建立邻居关系和邻接关系邻居关系链路两端的IS都意识到对方的存在并可以进行协议报文的交互邻接关系邻居双方进行链路状态信息的交换IS的标识的标识与谁建立邻接关系、建立何种邻接关系的前提是：每一个IS都有唯一的标识（System ID）标识每一个IS所属的区域（Area ID）标识IS的类型NETNET举例49.0001.1921.68

28、00.1001.0086.0001.0755.000f.e225.da08.00AreaIDSystemIDNSELAreaIDSystemIDNSELSPF计算计算ABECDRTARTBRTCRTERTD1651211211MPLS介绍介绍MPLSMulti-Protocol Label SwitchingMulti-Protocol支持多种三层协议，如IP、IPv6、IPX、SNA等Label Switching给报文打上标签，以标签交换取代IP转发MPLS网络结构网络结构Non-MPLSNon-MPLSNetworkNetworkNon-MPLSNon-MPLSNetworkNetwor

29、kNon-MPLSNon-MPLSNetworkNetworkNon-MPLSNon-MPLSNetworkNetworkLERLERLERLERLERLERLERLERCore LSRCore LSRCore LSRCore LSRCore LSRCore LSRCore LSRCore LSRMPLS DomainMPLS DomainMPLS LSPNon-MPLSNon-MPLSNetworkNetworkNon-MPLSNon-MPLSNetworkNetworkLERLERLERLERCore LSRCore LSRCore LSRCore LSRIngressIngressEgr

30、essEgressTransitTransitTransitTransitLSPLSPMPLS基本概念基本概念标签空间（标签空间（Label Space）015预留，特殊用途161023静态LSP和静态CR-LSP共享的标签空间1024以上（包括1024）LDP、RSVP-TE、MP-BGP等动态信令协议的标签空间MPLS基本概念基本概念L2 HeaderL3 HeaderL3 PayloadOuter LabelInner LabelLabel StackLabel Stack标签栈标签栈MPLS基本概念基本概念上游（上游（Upstream）和下游）和下游（Downstream）LSR AL

31、SR ALSR BLSR BLSR CLSR C192.168.1.0/24192.168.1.0/24Data FlowData FlowData FlowData Flow转发等价类（转发等价类（FEC）FEC（Forwarding Equivalence Class）是一组具有某些共性的数据流的集合。这些数据流在转发过程中被LSR以相同方式处理。FEC可以根据地址、业务类型、QoS等要素进行划分。在传统的采用最长匹配算法的IP转发中，到同一条路由的所有报文就是一个转发等价类。标签操作标签操作标签操作包括如下类型：PushSwapPopPHP（Penultimate Hop Popping

32、PTN不支持PHPLSP建立的基本过程建立的基本过程LSP标签分发标签分发IngressIngressTransitTransitEgressEgressTransitTransit3.3.3.3/323.3.3.3/32To 3.3.3.3/32To 3.3.3.3/32Label=XLabel=XTo 3.3.3.3/32To 3.3.3.3/32Label=ZLabel=ZTo 3.3.3.3/32To 3.3.3.3/32Label=YLabel=Y静态静态LSP的建立的建立原则：前一节点出标签的值就是下一个节点入标签的值Ingress节点对应FEC路由可达出接口Up且使能MPLS转

33、发能力Transit节点入接口和出接口Up且使能MPLS转发能力Egress节点入接口Up且使能MPLS转发能力动态动态LSP的建立的建立动态LSP通过标签发布协议动态建立。MPLS可以使用多种标签发布协议，例如：LDP：Label Distribution ProtocolRSVP-TE：Resource Reservation Protocol-Traffic EngineeringMP-BGP：Multi-Protocol BGP在PTN PWE3中，RSVP用来分配Tunnel标签，LDP用来分配PW标签案例：静态案例：静态LSP的建立的建立IngressIngressTransit1

34、Transit1EgressEgressTransit2Transit23.3.3.3/323.3.3.3/32100200300IngressTransit1Transit2EgressFECOutInOutInOutIn3.3.3.3/32300300200200100100MPLS转发转发IngressIngressTransit1Transit1EgressEgressTransit2Transit23.3.3.3/323.3.3.3/32100200300IP PacketTo:3.3.3.3PushSwapSwapPopIP PacketTo:3.3.3.3Label:300IP

35、PacketTo:3.3.3.3Label:200IP PacketTo:3.3.3.3Label:100IP PacketTo:3.3.3.3案例：案例：MPLS转发实例转发实例MPLS对对TTL的处理的处理Uniform模式模式MPLS DomainMPLS DomainCECEPEPEP PPEPECECEIP TTLIP TTL255255 IP TTL IP TTL 254254MPLSMPLS TTL254 TTL254MPLSMPLS TTL254 TTL254 IP TTL IP TTL 254254MPLSMPLS TTL253 TTL253 IP TTL IP TTL 25

36、2252MPLS对对TTL的处理的处理Pipe模式模式MPLS DomainMPLS DomainCECEPEPEP PPEPECECEIP TTLIP TTL255255 IP TTL IP TTL 254254MPLSMPLS TTL100 TTL100MPLSMPLS TTL100 TTL100 IP TTL IP TTL 254254MPLSMPLS TTL100 TTL100 IP TTL IP TTL 253253MPLSMPLS TTL 99 TTL 99 MPLS Ping/TracerouteMPLS PingLSP故障检测 MPLS TracerouteLSP故障定位MPL

37、S PingMPLS PingRouterARouterARouterBRouterBRouterCRouterCRouterDRouterD1.1.1.0/301.1.1.0/30.1.1.1.1.1.1.2.2.2.2.2.23.3.3.0/303.3.3.0/302.2.2.0/302.2.2.0/305.5.5.5/325.5.5.5/324.4.4.4/324.4.4.4/32LSPLSPMPLS TracerouteMPLS TracerouteRouterARouterARouterBRouterBRouterCRouterCRouterDRouterD1.1.1.0/301.1

38、1.0/30.1.1.1.1.1.1.2.2.2.2.2.23.3.3.0/303.3.3.0/302.2.2.0/302.2.2.0/305.5.5.5/325.5.5.5/324.4.4.4/324.4.4.4/32LSPLSP为什么需要为什么需要MPLS OAM？Server Layer User Plane Control PlaneClient LayerMPLS LayerMPLS引入的网络层次位置示意引入的网络层次位置示意对对MPLS OAM的要求的要求MPLS OAM应能够满足下述两方面的要求：检测不同用户平面缺陷与控制平面的OAM分离控制平面传送的是信令，用户平面传送的是用

39、户数据，二者使用的路径可能不同对于静态建立的LSP，不存在MPLS控制平面MPLS控制平面故障时，可能并不影响用户平面的流量转发MPLS OAM需要实现的功能需要实现的功能MPLS OAM需要实现以下功能：提供按需查询和连续的检测，了解被监控的LSP是否存在缺陷发生缺陷后，能够探测到缺陷、分析、定位，通知网管系统，并根据缺陷的类型采取适当的行动在链路出现缺陷或故障时迅速进行保护倒换在LSP迭代应用中，适当的处理可以抑制告警风暴具备良好的兼容性能够测量LSP的可用度和网络性能，为用户计费提供依据MPLS OAM报文报文MPLS OAM使用的报文分为三类：连通性检测CV（Connectivity

40、Verification）FFD（Fast Failure Detection）前向缺陷通告FDI（Forward Defect Indication）后向缺陷通告BDI（Backward Defect Indication）MPLS OAM缺陷检测缺陷检测基本检测过程CV检测对于宿端CV检测，宿端设定宽度为3秒的滑动窗口（sliding window），根据在滑动窗口内接收到的CV报文判断LSP状态。FFD检测对于宿端FFD检测，宿端设定宽度为3倍FFD发送周期的滑动窗口，根据在滑动窗口内接收到的FFD报文判断LSP状态。MPLS OAM缺陷检测缺陷检测MPLS OAM缺陷检测示例缺陷检测示

41、例Source LSRSink LSRTransit LSRTransit LSR CV/FFD 14:OAM AlertLSP Out-label BDI 14:OAM AlertLSP Out-label反向通道反向通道承载BDI报文的反向通道包括以下三种类型：专用反向LSP共享反向LSP非MPLS返回路径PWE3基本业务流程基本业务流程PWE3:Pseudo-Wire Emulation Edge to EdgeIP/MPLS IP/MPLS CE1CE1CE2CE2CE4CE4CE3CE3VPN1VPN1Site1Site1VPN2VPN2Site1Site1VPN1VPN1Site3

42、Site3VPN2VPN2Site4Site4PE1PE1PE2PE2TunnelTunnelACACPWPWPW SignalingPW SignalingForwarderForwarderForwarderForwarderP PEmulated ServiceEmulated ServicePW LabelPW LabelTunnel LabelTunnel LabelPWE3的基本概念（二）的基本概念（二）PW：Pseudo Wire用户边缘设备（CE）：Custom Edge运营商边缘设备（PE）：Provider Edge router控制字（CW）：Control Word虚电路连接验证（VCCV）：Virtual Circuit Connectivity VerificationPW的功能的功能PW的功能封装来自CE的业务将封装好的业务传递至传输隧道在隧道两端建立PW实现PW相关的QoS管理PW端的信令、时间和序列等PW状态及告警管理PW的分类的分类静态PW静态PW（Static PW）不使用信令协议进行参数协商，而是通过命令手工指定相关信息，数据通过隧道在PE之间传递。动态PW动态PW是指通过信令协议建立起来的PW。在PTN中，建立PW的信令协议是LDP。