Download pdf - РЕШЕНИЕ JUNIPER NETWORKS ДЛЯ ОКАЗАНИЯ … · Huawei 6% Juniper Networks 53% ... (BRAS/BNG) в ... Трафик множества абонентов помещается

РЕШЕНИЕ JUNIPER NETWORKS ДЛЯ ОКАЗАНИЯ УСЛУГ В СЕТЯХ ШИРОКОПОЛОСНОГО ДОСТУПА

2 Copyright © 2009 Juniper Networks, Inc. www.juniper.net

ТЕМЫ ВСТРЕЧИ

Введение

Рынок устройств широкополосной агрегации

BRAS/BNG/BSR

Особенности решений ШПД

Эволюция решений

Архитектура сети широкополосного доступа

Промышленные стандарты, тенденции в проектировании

Варианты проектирования сетей

Решение Juniper Networks и его компоненты

MX-серия маршрутизаторов Juniper Networks

Средства JUNOS по управлению подпиской


РЫНОК УСТРОЙСТВ ШИРОКОПОЛОСНОЙ АГРЕГАЦИИ

Cisco 2%

Ericsson 38%

Huawei 6%

Juniper Networks

53%

Прочие 1%

Практически полное доминирование JNPR

Данные 4 кв. 2010

Источник: ACG Research, 4-ый квартал 2010


ФАКТОРЫ ВЛИЯЮЩИЕ НА ЭВОЛЮЦИЮ РЕШЕНИЙ

Рост трафика

Число абонентов остаётся примерно прежним,

рынок достиг насыщения

Среднее потребление трафика на абонента растёт

В основном, увеличивается потребление видео-

трафика

Обеспечивается современными технологиями

доступа (PON/активный Ethernet/FTTx)

Новые услуги

Одной доступа в Интернет услуги недостаточно

Недостаточно и трёх услуг (Интернет, Телефония,

Телевидение)


АРХИТЕКТУРА СЕТИ ШИРОКОПОЛОСНОГО ДОСТУПА


СТАНДАРТИЗАЦИЯ, ОБЩАЯ АРХИТЕКТУРА СЕТИ

2003

2007

1999 TR-25

TR-59

TR-101

TR-156

Ethernet агрегация

ATM агрегация

2010 PON

BRAS

BRAS

BNG/

Video BNG

OLT

DSLAM/

MSAN VDSL

ADSL2+

ADSL

ADSL

ADSL

DSLAM

DSLAM

ONT

CPE

CPE

CPE

BNG/

Video BNG




Интернет

Интернет, QoS

Интернет

Телефония

Телевидение

Интернет

Телефония



КОМПОНЕНТЫ РЕШЕНИЯ И ИХ ФУНКЦИИ

OLT BNG

ААА

Управление

политиками

Магистраль оператора

ONT


ONT (CPE)

L3-маршрутизация

и/или L2-коммутация

[L3] NAT

[L3] IGMP PROXY

Восходящий QoS

OLT (УЗЕЛ ДОСТУПА)

Агрегация абонентских

линий

Изоляция абонентов

Идентификация линии (C-

VLAN, PPPoE IA или

включение DHCP опции 82)

Многоадресная рассылка

Элементы нисходящего QoS

(приоритезация)

BNG (BRAS)

Авторизация абонентов

Изоляция абонентов

Учёт трафика

Фильтрация

Обслуживание в соответствии

с описанием услуги

Нисходящий QoS

Оптимизация многоадресной

рассылки

УПРАВЛЕНИЕ ПОЛИТИКАМИ

Назначение политики

обслуживания

Хранение информации о

расположении абонента

Динамическое изменение

политик обслуживания

Программные интерфейсы для

приложений

Точка предоставления

услуги


ПОДЫТОЖИВАЯ…

Роли устройств

BNG/BRAS – интеллектуальная обработка

трафика

Сети доступа и агрегации – труба

Вторая интеллектуальная точка – CPE


ВАРИАНТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Вопрос, проблема, задача Варианты решения

Расположение узлов

предоставления услуг Централизованное или распределённое

Модель агрегации в сети доступа 1:1 VLAN (CVLAN) или 1:N VLAN (SVLAN)

Количество сервисных устройств

Одно сервисное устройство или несколько

сервисных устройств для оказания разных

услуг


Полностью на BNG, включая многоадресную

рассылку, или частично на устройстве

доступа

Технология подключения

абонентов PPPoE или IPoE

Высокая доступность

предоставления услуги

Резервирование BNG (несколько вариантов),

резервирование карт устройств, виртуальное

шасси

В сетях ШПД тысячи вариантов проектирования. Одинаковых

сетей нет. Как выбрать лучший?


РАСПОЛОЖЕНИЕ УЗЛОВ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ УСЛУГ


ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ЦЕНТРАЛИЗАЦИИ УЗЛОВ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ УСЛУГ

Экономия На оборудовании Меньше оборудования, но больше каналов связи

Выше утилизация устройств

Близкий к линейному рост объёма оборудования в зависимости от числа абонентов

На обслуживании Меньше устройств и меньше крупных узлов

Ниже энергопотребление

Гибкость в предоставлении услуг Проще добавлять дополнительные услуги (информационной

безопасности и т.п.)

IT-инфраструктура расположена в тех же узлах

Прочие вопросы Вопросы co-location, обучения, поддержки

Легче обеспечить анализ трафика, реализовать СОРМ

Технические проблемы (миграция, масштабируемость, резервирование)

Сокращение времени восстановления после аварий


Not for disclosure outside Verizon

МОДЕЛИ АГРЕГАЦИИ ТРАФИКА В СЕТИ ДОСТУПА

http://www.juniper.net/


МОДЕЛИ АГРЕГАЦИИ В СЕТИ ДОСТУПА

Две основных модели

С-VLAN, Customer VLAN (1:1 VLAN)

Трафик каждого абонента транспортируется до широкополосного

маршрутизатора (BRAS/BNG) в отдельном VLAN

Изоляция абонентов и идентификация обеспечивается автоматически

S-VLAN, Shared VLAN (1:N VLAN)

Трафик множества абонентов помещается на DSLAM/GPON OLT в один

VLAN и транспортируется до BRAS/BNG

Изоляция абонентов достигается дополнительными механизмами

безопасности на узлах доступа и в сети доступа

Идентификация абонентов осуществляется с помощью DHCP Option 82

или PPPoE Remote Circuit ID

Стандартизация в BroadbandForum

Описание обеих моделей. “TR-101. Migration to Ethernet-Based DSL

Aggregation.”

Специфика для GPON. “TR-167 Issue 2. GPON-fed TR-101 Ethernet Access

Node”, “TR-156 Issue 2. Using GPON Access in the context of TR-101”


Разбор идентификатора линии

(Option 82, Intermediate Agent),

передача в сторону систем OSS/BSS

Защита от подделки MAC-адресов,

IP, добавление идентификатора линии в

пакеты DHCP (Option 82) или PPPoE (Remote

Circuit ID)

ВЫСОКОУРОВНЕВОЕ СРАВНЕНИЕ МОДЕЛЕЙ

BNG Коммутатор

1:N (S-VLAN)

Отображение абонентских

линий в один VLAN

(Ethernet-коммутация)

Запрет коммутации трафика

между абонентами (private VLAN)


1:1 (C-VLAN)

Отображение абонентских линий в

абонентские VLAN

(мультиплексирование)

Коммутация или

мультиплексирование трафика

в пределах каждого VLAN

ONT

ONT

Сеть доступа – труба, без каких-либо

функций

Устройства сети доступа обеспечивают

изоляцию и идентификацию

OLT

OLT


ДЕТАЛЬНОЕ СРАВНЕНИЕ МОДЕЛЕЙ

Характеристика С-VLAN (1:1) S-VLAN (1:N)

Сложность изоляции трафика

абонентов на устройствах

доступа (OLT/коммутаторы)

Низкая

Высокая (MAC-security,

изоляция портов, DHCP Snooping)

Взаимодействие между OLT и

BRAS/BNG Отсутствует

Присутствует

(Option 82 и PPPoE Intermediate Agent)

Унификация подключений

корпоративных абонентов и

частных абонентов

Да

Нет. Подключение

корпоративных абонентов

потребует перенастройки OLT

Идентификация абонентов По номеру VLAN +

сегменту доступа По Option 82, remote circuit id

Применение операторами

связи Обе модели достаточно распространены

Рекомендация: использовать 1:1 VLAN, если это возможно



ТЕХНОЛОГИЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ АБОНЕНТОВ



ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Выбор технологии определяет способы авторизации,

аутентификации, резервирования, многоадресной рассылки

Функция PPPoE IPoE

Назначение адресов NCP DHCP

Авторизация Имя и пароль, CVLAN

Remote Circuit ID

Option 82

CVLAN

Средства OAM Отлажены, наличие

keepalive.

В процессе стандартизации.

ForceRenew, IP Sessions

Wholesale-механизмы Отлажены. На основе

L2TP.

В процессе стандартизации.

Различные фирменные

методы (L2 и L3)

Оптимизация

многоадресной

рассылки в сети

доступа

Усложнена практическим

отсутствием IGMP

Snooping для PPPoE на

узлах доступа

Имеется. Требует IGMP

Snooping на узлах доступа.


ОБЩИЕ НАБЛЮДЕНИЯ

Объективно, PPPoE избыточен (лишние overhead)

Тем не менее, продолжает активно использоваться. Существуют

примеры новых сетей на PPPoE

IPoE до сих пор проигрывает в части OAM (инерция технологий ШПД)

IPoE wholesale-механизмы также появились относительно недавно

Ответом является механизм IP Sessions

Требуется поддержка в BNG

Самое главное, требуется поддержка в абонентском

оборудовании.

Пока существует в виде черновика стандарта рабочей группы

WT-146 Broadband Forum

Очевидного выбора до сих пор нет!


КОЛИЧЕСТВО СЕРВИСНЫХ УСТРОЙСТВ



Приоритезация

трафика

ВАРИАНТЫ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ УСЛУГ


CPE

Интернет

Телефония


Одно сервисное устройство предоставляет все услуги

одновременно . Также известен как вариант с единой

сервисной границей (single-edge).

Одно

сервисное

устройство

CPE

Интернет

Несколько сервисных устройств используется для

предоставления услуг. Также известен как вариант с

несколькими сервисными границами (multi-edge).

Много

сервисных

устройств

BNG

Video BNG Коммутатор

Телефония


Степень

централизации

может

отличаться

Voice BNG

Узел

доступа

Узел

доступа


ДЛЯ ЧЕГО ВООБЩЕ ИСПОЛЬЗОВАТЬ НЕСКОЛЬКО СЕРВИСНЫХ УСТРОЙСТВ?

Экономия за счёт разницы в удельной стоимости передачи трафика

В 2005-2006 гг стремительный рост трафика видео заставил

многих операторов пересмотреть дизайн сети и выделить видео-

трафик на упрощённые сервисные устройства (Video BNG),

стоимость которых в то время была в несколько раз ниже BRAS.

Эта идея позже была оформлена в виде стандартных

рекомендаций (в т.ч. TR-101)

В 2011 г. стоимость современных Video BNG и BNG (BRAS) в

данный момент почти не отличается

Кроме того, сейчас уже ясно что основной трафик видео следует

через Интернет BNG

Повышение доступности услуги

Разделение функций устройств позволяет устранить

зависимость одних услуг от других

Часть статичных и редко меняющихся услуг (телефония) могут

выиграть от специализации

Уже не

работает!


ДЛЯ ЧЕГО СЛЕДУЕТ ОБЪЕДИНЯТЬ BNG?

Упрощение абонентского подключения (в

идеальном случае, одна абонентская сессия для

всех услуг)

Универсальный порт, возможность получать доступ

в Интернет с телевизора и наоборот, просмотр

программ и видео с компьютера

Экономия на инфраструктуре – нет

дополнительных портов для подключения BNG

Нисходящий QoS настраивается в одном месте – на

BNG. Другие устройства не участвуют


НИСХОДЯЩИЙ QOS


ВАРИАНТЫ НИСХОДЯЩЕГО QOS


CPE

В этом варианте функции QoS обеспечиваются на BNG (регулировка

трафика и раскраска) и на устройстве доступа (DSLAM/OLT) – в

части приоритезации трафика и управления очередями

Эта модель неизбежна в случае нескольких сервисных устройств

Распределённая

модель

обеспечения

QoS

CPE

В этом варианте всё управления нисходящим QoS

осуществляет BNG, в сети доступа – минимальные

настройки (приоритезация трафика управления)


Узел

доступа

Узел

доступа


трафика, управление

очередями

Раскраска,

регулировка на

выходе

Централизованная

модель

обеспечения

QoS

Регулировка на

выходе



очередями


СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Параметр Распределённое

обеспечение QoS

Централизованное

обеспечение QoS

Возможность полного контроля за

полосой на стороне BNG Нет Да

Сложность настройки сети доступа Средняя Низкая

Сложность настройки BNG Средняя Высокая

Возможность полного контроля за полосой на стороне BNG позволяет

произвольно менять профили абонентской подписки, не меняя настройки

устройств доступа.

По этой причине, мы рекомендуем централизованный вариант, но для его

работы надо решить несколько технических проблем, см. далее.



РЕЗЕРВИРОВАНИЕ BNG



ВАРИАНТЫ РЕШЕНИЯ

Вариант 1: децентрализация

обслуживания. Число абонентов на

устройство уменьшается.

Последствия от сбоя BNG также

уменьшаются. Это дорого,

противоречит идее централизации,

но задача решается

Вариант 2: Можно зарезервировать

некоторые компоненты устройств –

линейные карты

Вариант 3:Можно зарезервировать

сами устройства

Резервирование BNG – возможный, но не единственный

вариант решения

Узел

доступа

CPE

Магистраль

BNG

Децентрализация

CPE Узел

доступа


CPE Узел

доступа

BNG

BNG

BNG Магистраль


РЕЗЕРВИРОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ КАРТ

Для стыка используется Aggregated Ethernet

Один канал выбирается основным, другой резервным

Ручной настройкой

Требует синхронизации выбора с двух сторон

С помощью LACP

Можно использовать только один из

вышеперечисленных вариантов

Используется только один канал, работают все

средства QoS

Прекрасно работает для всех услуг и всех моделей

назначения адресов, с любыми абонентскими

политиками (DHCP/PPPoE и пр.)

CPE

Узел доступа


BNG

Основной

канал


РЕЗЕРВИРОВАНИЕ BNG

Примерный общий алгоритм

Определить сбой канала/устройства

Далее переключиться на резервный канал/устройство

Восстановить состояние абонентского подключения

(адресация, абонентские политики)

Для PPPoE задача решается тривиально

Keepalive для обнаружения сбоя

Автоматическое восстановление сессии со стороны

CPE

Для IPoE (DHCP) всё гораздо сложнее…

Решение зависит от модели оказания услуги



Альтернативный способ – полностью

синхронизировать состояние абонентских сессий

между устройствами.

Практически нереализуем (непригоден) из-за очень

большой зависимости устройств друг от друга

CPE

BNG BNG


РЕЗЕРВИРОВАНИЕ, СЛУЧАЙ DHCP

Механизм Keepalive в DHCP отсутствует,

нужна замена

ARP PING – периодический ARP-запрос на адрес

шлюза со стороны CPE

ICMP PING – периодический ICMP Echo Request

На IP-шлюза и на MAC-шлюза

Или на IP CPE, но на MAC-шлюза (PING возвращается

обратно на CPE, не нагружая процессор BNG)

BFD (стандартизируется как часть IP-сессий)

Далее, при отсутствии keepalive, CPE делает

DHCP RENEW

Состояние сессии полностью

восстанавливается на резервном устройстве CPE



BNG BNG

Ме

ха

ни

зм

kee

pa

live


ВИРТУАЛЬНОЕ ШАССИ – АЛЬТЕРНАТИВНОЕ ВАРИАНТ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ

Два шасси работают как одно устройство

Основной модуль управления контролирует все

компоненты (все линейные карты)

Модули управления синхронизируются

полностью между собой (тот же механизм, что и

при работе двух модулей в составе одного

устройства)

Для передачи данных внутри виртуального

шасси, между ними создаётся несколько

10/100GE соединений

Подключение абонентов осуществляется

агрегированными интерфейсами с защитой

Защита работает прозрачно для систем

OSS/BSS

MX MX

Резервный

модуль

Основной модуль

управления

Каналы для

коммутации трафика

внтури виртуального

шасси

Виртуальное шасси защищает от сбоев аппаратуры,

каналов связи, электропитания.


КОМПОНЕНТЫ РЕШЕНИЯ JUNIPER NETWORKS


MS-DPC

Video Monitor

Application Awareness

Border Gateway

Signaling Gateway

Integrated MultiService

Gateway

BSR

IPS / IDP IPSec Secure Firewall

NAT RPM И другое

SBR

C3000

Локальное управление

C5000

КОМПОНЕНТЫ РЕШЕНИЯ JUNIPER NETWORKS

Сервисные

модули

Программное

обеспечение


политиками Платформы

MX

MS-PIC

M



MX – ТРЁХМЕРНАЯ МАСШТАБИРУЕМОСТЬ



РАЗВИТИЕ СЕМЕЙСТВА ПРОДУКТОВ JUNIPER NETWORKS

Broadband-RAS:

ATM-агрегация

DSL доступ

Высокоскоростной доступ в Интернет

Broadband Edge (BBE):

Миграция к Ethernet-агрегация

Множество услуг – Интернет/Телефония/Телевидение

Высокоскоростной доступ (PON/FTTx)

Integrated Services Edge:

Оптимизация под 1/10/100 Гбит/c Унификация границы: Услуги корпоративным абонентам и частным абонентам ШПД

Интернет, телефония, телевидение и не только. Услуги с добавленной стоимостью (DPI, SBC, экранирование, защита от вторжений)

Конвергенция: проводной и беспроводной (мобильный) доступ

Масштабирование в трех плоскостях – 3D : полоса, абоненты, услуги

E320/E120

MX-серия

ERX


НАБОР МИКРОСХЕМ JUNIPER NETWORKS TRIO

Трёхмерная масштабируемость

Полоса пропускания

– Начиная от 40 Гбит/с до нескольких терабит/c

Абоненты

– 64 тысячи на карту (256 тысяч очередей)

Услуги

– Корпоративным абонентам (L2, L3 VPN)

– Широкополосным абонентам (PPPoE, DHCP)

– Услуги на прикладном уровне (экранирование,

трансляция адресов, DPI)

Оптимальное соотношение цены/функциональности в

конечном продукте

Комплектация с переподпиской

Комплектация с индивидуальным комплектом

очередей на каждого абонента или без

Программное включение функций L3

(приобретается лицензия)

Абоненты

По

ло

са


ЛИНЕЙНЫЕ КАРТЫ MX

Номер Комплексов

коммутации Производительность Очереди

Число

очередей

MPC-3D-16XGE-SFPP 4 160 Гбит/c На порт 8 на порт

MX-MPC1-3D 1 30 Гбит/c На порт 8 на порт

MX-MPC2-3D 2 60 Гбит/c На порт 8 на порт

MX-MPC1-3D-Q 1 30 Гбит/c На VLAN Вход: 64 тыс.

Выход: 64 тыс.

MX-MPC2-3D-Q 2 60 Гбит/c На VLAN Вход:128 тыс.

Выход:128 тыс.

MX-MPC2-3D-EQ 2 60 Гбит/c На VLAN

Вход:256 тыс.


или


250 кбит/c на активного абонента и выше.


МАСШТАБИРУЕМОСТЬ

Компонент Число логических интерфейсов Версия ПО

Шасси MX240/MX480/MX960 128 тыс. 11.2+

Шасси MX240/MX480/MX960 256 тыс. 11.3+

MX-MPC2 64 тыс. 10.4+

MX-MPC1 32 тыс. 10.4+

Информация по последним версиям содержится в Release Notes