万兆环网解决方案

一、  技术背景

    以太网技术具有简单化、易扩容、价格低、互通性好等特点，最近几年以太网以惊人的速度发展，目前已占据了局域网近90%的份额。以太网技术的日趋成熟，使运营商在城域网范围直接利用以太网技术提供服务成为可能，尤其是2003年万兆以太网标准的确立，吹响了以太网技术向城域网进军的号角。

    随着以太网在城域网中的广泛应用，特别是在PPPOE接入模式中和VLAN类型的VPN应用模式中，二层网络的规模越来越大，以太网的性能及可靠性成了电信运营商们越来越关注的焦点。在交换式的网络中，提高网络可靠性的主要手段是部署一些冗余链路，这样，当主链路失效时可以使用备份链路。在使用冗余链路备份的情况下，网络的保护与恢复能力便成为关键，尤其是语音与数据等实时业务的开展，对网络的故障恢复能力提出了更高的要求。

    传统的以太网恢复能力通常是通过OSPF、BGP路由协议和STP（生成树协议）来实现的，但它们的自愈速度太慢，需要以分钟和秒计，无法达到城域网语音与数据等实时业务的要求。为了让以太网能应用于城域网，以太网的保护技术就越来越重要。

    秉承多年的技术积累，TG-NET推出基于电信级以太环网保护技术的万兆环网方案；其收敛时间短，非常适合企业实时业务的保护需求。

二、环网工作机制

    环网协议利用断路告警、环监测、环恢复三种机制来对协议进行维护。

1． 断路告警    

    当网络环上的一台从设备检测到自己连接到环上的主端口或从端口出现线缆级故障时，它立即从另外一个端口发送断路告警帧到主设备。当主设备收到这个告警帧时，便知道环上出现故障，将其从端口解阻塞，刷新二层转发表(下文称为L2表)，并发送一个通告帧通知环上的其它设备刷新各自的L2表；

2． 环监测 

    正常工作时，主设备从主端口周期地发送诊断帧。如果环是完好的并正常工作，主设备的从端口将会周期性地收到诊断帧，并在从端口重设它的超时定时器继续正常工作。如果在超时定时器超时时它的从端口还没有接收到诊断帧，主设备就认为环上出现故障，将从端口解阻塞以保证环的连通性。同时主设备刷新其L2表并发送一个通告帧到环上的其它设备，通知它们刷新L2表。环监测机制是断路告警机制的备份方案，一旦断路告警帧由于不明原因丢失时，该方案可以提供可靠的后备支持。

3． 环恢复 

    当环上有链路断开时，主设备仍然从主端口继续周期地发送诊断帧，但从端口收不到。环恢复后，下一个诊断帧将会被主设备的从端口收到，主设备收到诊断帧时便知道环已经恢复，于是将从端口继续置为阻塞状态，刷新L2表并且发送一个通告帧通知从设备刷新L2表。在从设备检测到它的连接已经恢复时，由于诊断帧是周期发送的，因而主设备并不会立即收到诊断帧(因而也没有阻塞从端口)，这时如果不采取任何措施，就会导致在一段时间内主设备的从端口仍然为非阻塞状态，从而在拓扑中形成临时环路，导致广播风暴的发生。为避免这种情况，在端口刚恢复连接时，从设备立即将该端口置于临时阻塞状态。此后当从设备收到主设备通知它刷新L2表的通告帧时，从设备便知道主设备已阻塞其从端口，于是从设备刷新L2表，解阻塞刚恢复的端口。到此为止，环又恢复正常的工作状态。

三、万兆环网方案

3.1 网吧行业环网拓扑

3.2 240台网吧万兆环网清单

四、万兆环网特点

1.扁平化组网结构

  扁平化组网是国际网络发展趋势,所有网络尽量减少网络层次,提升数据转发性能;

TG-NET环网方案将网吧传统两层结构优化成一层结构,更大限度提升无盘客户机到无盘服务器的读取速度;

2.电信级网络故障自愈能力

   电信级以太网的保护技术目前主要采用链路聚合、生成树、EAPS、RPR、MPLS以太网、PBT等，网络保护能力是网络的自愈特性。具备保护能力的网络在基础设施，如节点设备和链路等出现故障时，可以不影响或者尽量少地影响网络的正常使用和业务承载。保护能力是电信级以太网非常重要的核心能力，是其所以成为“电信级”技术的重要特征。在网吧行业中传统二层架构网吧都是单一核心交换机，当主交换出现故障时，将导致所有无盘客户机、无盘服务器通信中断，影响整个网吧正常运作；TG-NET环网方案所有交换机在逻辑上均为主交换，其中任何一台故障，环网保护协议均能将数据倒换到备用链路，保障网络正常运行。并在用户感知不到的情况下，系统通过双向实时检测，自动保护倒换，使用简单方便，为网吧正常运行保驾护航。

3.网络数据负载均衡

  TG-NET环网方案采用扁平化的国际组网架构理念，无盘服务器在逻辑链路上可以均匀分布在整个万兆主干环网中，因此网络运营时的数据负载压力表现的非常均衡；

4.组网规模灵活扩展

  传统二层架构网吧，可扩展性比较差，如网吧需增加规模，购置更多的客户机时，会可能因为主交换端口限制，导致网吧增加规模改造难度较大；而TG-NET环网方案优势在于任何时候扩展网吧规模，只需在任何节点增加一台交换机即可完成扩容并且在网吧扩容设备时不影响网吧正常运营； 

5.上层业务的完整性

  以太环网的应用不会破坏IP分组交换的一些应用，比如带宽控制、链路复用、Qos能力等，保证网络平滑升级；