摘要：骨干网传输系统是企业网的核心组成部分，骨干网的设计实施是信息化推行的首要任务。本文对基于RPR技术的骨干企业网搭建方案进行了深入探讨和详细设计。
一、 平煤集团网络现状
现有平煤信息网络设计于1997年，1998年建成骨干部分。该网络主干为单模多芯光纤通道，采用TCP/IP网络协议，拓扑结构为星型。2000年，初步形成了以集团机关信息楼为中心，以十矿和六矿为东部和西部区域汇接节点的计算机骨干网。该网络中光纤覆盖了集团公司主要18个基层生产单位，128K带宽综合业务数字网（即具ISDN功能的矿区通讯网）覆盖了全矿区。2002年，整个系统是在原有的网络系统基础上进行改造，充分考虑整合利用了平煤集团通讯网、计算机网、有线电视网的现有网络资源，将原有的百兆网络升级到千兆，通过7个二级节点连接集团公司65个二级核算单位。但随着应用系统及接入单位的增多，平煤集团现阶段骨干网已不能满足集团的快速发展需要。
二、 平煤集团骨干网建设需求分析
平煤集团计算机骨干网络系统是平煤集团的信息平台和信息的枢纽，需要建成一个高效、可靠、稳定、安全的骨干网络系统。满足集团公司及各个二级生产单位的办公、生产、财务、销售、物资、瓦斯监测等应用系统的需求。
该网络应是基于目前成熟的技术，以网络的可管理、可扩充、可运营为基础，为企业的各种应用提供全面服务的网络，在网络上保障企业的各种应用系统安全可靠地运行，提供一个各种应用系统能够最大限度发挥作用的基础环境，从而提高企业办公效率和生产力水平。
三、RPR传输网技术介绍
弹性分组环(RPR)技术是一种在环形结构上优化数据业务传送的新型MAC层协议，能够适应多种物理层(如SDH、以太网、DWDM等)，可有效地传送数据、话音、图像等多种业务类型。它融合了以太网技术的经济性、灵活性、可扩展性等特点，同时吸收了SDH环网的50ms快速保护的优点，并具有网络拓扑自动发现、环路带宽共享、公平分配、严格的业务分类(COS)等技术优势，目标是在不降低网络性能和可靠性的前提下提供更加经济有效的城域网解决方案。
3.1 RPR技术的主要特点可归纳如下：
1、传输带宽的有效复用
RPR技术利用两个反向旋转的环来控制数据业务量，特别是采用了空间重用协议Patial Reuse Protocal，简称SRP）。空间重用是指在空间上没有重复的业务流，各业务流可以互不影响地利用各自的线路带宽。简单地说就是正常情况下，数据在源节点和目标节点之间的最短弧上传输，并在同一时间内可以有多个节点相互通信。这样，多个节点可以同时收发分组，提高了环带宽的利用率，特别在环上节点数较多的情况下，带宽的利用率改善尤为明显。
2、快速的环保护倒换（50ms）功能
RPR传输能够提供50ms的源路由保护，正常情况下，RPR的两根光纤都是工作光纤。当发生光纤中断或节点故障时，节点光纤入口物理层设备检测到错误，并将该信息通知MAC层，把故障路径方向的数据流切换到反方向光纤；同时发出一个控制信令分组通知其他节点，其余节点收到这个控制信令分组后，也把所有业务转移到有效环上。RPR的这种基于源路由的保护倒换机制，可以实现把数据转换到最佳路径上去。在保护切换过程中，会按照业务流的不同服务等级决定倒换次序和带宽分配策略。
3、拓扑的自动发现
即环上各节点均知道环上其他节点的识别号以及相应的连接关系。每隔一段固定的时间或者当RPR光纤环在初始化过程中加入或者删除节点、某节点失效或光纤中断而引发环保护倒换时，环上的节点向单环或双环上发送拓扑发现分组来实现自动拓扑发现功能。
4、接入控制与公平算法
由于RPR环的统计复用性质，其带宽的管理和控制是分布式的，即有各节点的控制算法来集体确定。为保证各节点的业务均有平等享有带宽的权利，公平算法应使各节点入环的业务在存在竞争的情况下机会均等。同时为保证业务传输的QOS，在进行接入控制时可根据IEEE802.1p，设立各业务等级（COS）队列，以保证各点的高等级业务优先于低等级业务。
5、简单的业务提供
RPR的目标之一是分布式接入。分布式接入、快速保护和业务的自动重建为节点的快速插入和删除提供了即插即用机制。RPR也是一项在环内使用共享宽带的分组交换技术，每一个节点都知道环的可用容量。在传统的电路交换模式下，全网络型连接需要（ｎ＾２ －ｎ）/２（ｎ的平方减去ｎ的差除以２，ｎ为节点数）个点到点连接，而ＲＰＲ只须一个与环的业务连接，简化了工作。
3.2 RPR技术在城域传送网中的应用
由于通信网络运营商的竞争重点已经从骨干网转向了城域网，建立高效经济的支持多业务的城域传送网已成为各大运营商的共同目标。鉴于RPR技术具有众多优势，近年来许多国内外传输设备厂家都在其MSTP设备上开发内嵌RPR功能，于是RPR技术逐渐走进城域传送网的领域，并成为热点之一。
3.3 RPR的实现方案
RPR的具体实现方案可以分为三类：独立式的基于2层的RPR实现方案；基于路由器的单RPR实现方案；基于MPLS的RPR实现方案。
对于这三种RPR的实现方案，均有厂家推出相应的产品。独立式的基于2层的RPR实现方案主要适用于IP城域网的接入层和汇聚层，是目前最成熟的一种解决方案。有的厂家将多协议标记交换（MPLS）技术、时钟同步技术、CWDM技术和电视视频广播技术与这种2层的实现方案结合在一起，从而提供面向IP优化，并同时支持TDM业务的宽带多业务解决方案。
另外，有的厂家推出的基于2层的RPR产品具有很强的组网能力，可以支持线性、相切环、相交环等拓扑以及双节点互连（DNI）跨环保护等，这些增强功能的基于2层的RPR产品可以应用于小城市中的IP城域网的核心层。
四、平煤集团骨干网系统总体设计
4.1网络结构与设计
平煤骨干网整个网络组网设计方案分为2层：传送层和路由层。传送层采用RPR技术提供环路保护功能和带宽提供功能。路由层提供IP层路由处理和三层以上的交换。整个宽带解决方案结合RPR数据传输组网的优势及核心路由器的强大的路由处理能力而设计的一套完整的组网方案。
网络设计层次示意图：
平煤骨干网宽带网络拓扑结构：
4.2数据传输层设计
数据传送层分为2层结构：骨干层和汇聚层，骨干环采用2.5G RPR，汇聚环采用2.5G RPR。
传送层设备主要提供环路保护、带宽管理功能，传输层网络采用2层结构，可以发挥RPR技术协议在数据传输中的全部优点，例如各节点间的公平带宽分配，突发带宽承诺等。系统采用“无单点故障”设计。当光纤发生中断或单点故障时，不会造成网络其他部分的业务受到影响。
骨干层传输层的功能主要是实现骨干网络之间的数据的稳定可靠传输, 考虑的重点是冗余能力、可靠性、不同业务的隔离度以及强大的二层透传能力，提供与各种终端设备相连的物理接口，成为能够高效承载各类数据业务的综合平台。
4.3集中式路由解决方案
核心路由器+三层交换组建企业网
建议，对于平煤的网络采用集中式路由，在核心节点放置两台高端核心路由器，在各汇聚站点放置三层交换机做三层交换组网，提供高效路由控制，快速、大容量的企业网数据交换；RPR组建传送层构建设光纤网络，提供50毫秒保护的网络鲁棒性、路由与物理光纤网络相对独立和优越的二层业务特性。
4.4 RPR骨干传输加集中式路由组网特点
独立的传输层
――RPR传输层相当于一个开放的传输平台，可以配置不同性能、不同要求、不同厂家的各种二层和三层的设备，可以任意增加新的业务而没有限制。
――独立的传输层可直接承载TDM、视频等实时业务
RPR的一个突出的特点是能传送实时的数据包，能够直接承载TDM和视频等实时性要求特别高的业务。这些业务在三层路由器上是无法实现的，这类业务，对主要提供因特网服务的公众数据网不重要，但对于企业内部网却更重要。
――独立的传输层设备使系统兼容性和扩展能力大大提高
由于平煤信息网设计了专门的骨干网，骨干网的传输速率可不断升级，而路由终端也可以根据业务发展的需要不断扩展路由处理的能力和容量，并可以随时选择不同的路由器和交换机。就象程控交换机在语音网中不断扩展一样。
独立的路由层
在集团总部放置核心路由器，核心路由器通过2个GBE口与RPR设备相连，可以充分满足未来作为运营商的业务开展的路由需求。
在其它三个一级骨干节点和9个二级骨干节点采用已有的路由器或者新的路由器提供路由处理，通过GbE口与RPR设备相连，RPR设备2GBE下联汇聚交换机。
采用独立的路由层使整个网络的路由的稳定性大大增加，而路由能力却没有减弱，如此组成超强路由能力的三层路由网络可以承载500万人同时上网的路由能力，足以满足运营商的路由需求。
四、 RPR技术的应用前景
RPR在传输以数据为主的业务时，其带宽利用率与SONET技术相比可提高2-8倍，同时快速的环保护倒换及相应的QOS机制又保证了数据业务传输的性能质量，使其成为面向数据的城域网的主要解决方案之一。随着RPR技术的不断完善，其应用将越来越广泛。
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