一種高可靠網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

（中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心，湖北 武漢 430064）

0 引言

當(dāng)前，多應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)集成時(shí)，有環(huán)型、雙冗樹(shù)型、雙冗星型、簡(jiǎn)單雙冗余環(huán)形與雙歸屬混合組網(wǎng)等多種結(jié)構(gòu)。環(huán)形結(jié)構(gòu)適用于語(yǔ)音視頻等傳輸網(wǎng)絡(luò)，可預(yù)計(jì)的橫向流量承載，當(dāng)用于接入面向數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的縱向流量匯聚網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，大量從終端到云端的流量需要共用環(huán)網(wǎng)路徑，承載低效、擁塞和沖突明顯增多。簡(jiǎn)單的樹(shù)形拓?fù)浜蜆?shù)形、環(huán)形混合拓?fù)洌梢赃m應(yīng)縱向匯聚的流量模型，但對(duì)于大規(guī)模橫向的分布式流量傳輸、端到端傳輸需要共用多個(gè)分支節(jié)點(diǎn)和共用鏈路。針對(duì)以上問(wèn)題，本文提出一種高可靠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，即以數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行裁剪和擴(kuò)展，小型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)形成簡(jiǎn)單的冗余星型結(jié)構(gòu)，大型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)形成交換多冗余核心的無(wú)阻塞分層架構(gòu)。該高可靠網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)可以滿足多應(yīng)用系統(tǒng)集成需求，匹配流量的縱向匯聚與橫向MESH 特征；滿足系統(tǒng)使用維護(hù)中對(duì)于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備的簡(jiǎn)化、智能化和通用化需求；以通用的系統(tǒng)、簡(jiǎn)化的協(xié)議、智能化的運(yùn)維為目標(biāo)，提高網(wǎng)絡(luò)集成應(yīng)用和使用維護(hù)效率。

1 網(wǎng)絡(luò)集成方式的分析與設(shè)計(jì)

1.1 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制分析

網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)體制選擇，根據(jù)多業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成時(shí)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)特征和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、物理布局的特點(diǎn)，以協(xié)議簡(jiǎn)化、設(shè)備通用化、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和維護(hù)智能化為目標(biāo)。

（1）基于傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多業(yè)務(wù)承載技術(shù)體制。在運(yùn)營(yíng)上網(wǎng)絡(luò)中，由業(yè)務(wù)和技術(shù)發(fā)展的延續(xù)性特征，從3G、4G 和5G 等網(wǎng)絡(luò)承載的多業(yè)務(wù)城域網(wǎng)建設(shè)中MSTPPTNOTNIP RAN 等傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一直作為運(yùn)營(yíng)商承載多媒體網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。中國(guó)移動(dòng)主推的以PTN 和以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的SPN 技術(shù)，中國(guó)移動(dòng)的4G 傳輸網(wǎng)是基于PTN 的，由于SPN 基于以太網(wǎng)傳輸架構(gòu)，是PTN 傳輸方案的成果特性，SPN 基于以太網(wǎng)生態(tài)鏈，在光層敦促回收以太網(wǎng)化的光接口，在電層與通用電信級(jí)以太網(wǎng)應(yīng)用共享芯片，達(dá)到較高的性?xún)r(jià)比。

（2）基于數(shù)據(jù)中心以太網(wǎng)的多業(yè)務(wù)承載技術(shù)體制。數(shù)據(jù)中心以太網(wǎng)是為了適應(yīng)以云計(jì)算為代表的數(shù)據(jù)中心發(fā)展，在以太網(wǎng)和IP 基礎(chǔ)上得到的部分特征，如虛擬化、VxLAN、二層路由等技術(shù)。以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)層次、支持大規(guī)模擴(kuò)展和網(wǎng)絡(luò)智能化、虛擬化為目標(biāo)。在端口速率、技術(shù)成熟度方面發(fā)展較快。

（3）基于工業(yè)控制以太網(wǎng)的多業(yè)務(wù)承載技術(shù)體制。工業(yè)以太網(wǎng)是基于IEEE 802.3（Ethernet）具有強(qiáng)大功能的區(qū)域和單元網(wǎng)絡(luò)?；趪?guó)際電工委員會(huì)IEC 61784-2 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的11 種工業(yè)以太網(wǎng)分別為：Ethernet/IP、PROFINET、P-NET/IP、INTERBUS TCP/IP、VNET/IP、TCnet、EtherCAT、Ethernet Powerlink、EPA、MODBUS-RTPS 和SERCOS-Ⅲ。企業(yè)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)、外部互聯(lián)網(wǎng)以及國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)提供的廣泛應(yīng)用，不但已經(jīng)進(jìn)入今天的辦公室領(lǐng)域，而且還可以應(yīng)用于生產(chǎn)和過(guò)程自動(dòng)化。

鑒于網(wǎng)絡(luò)信息的需求、物理特征和商用技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)以及國(guó)產(chǎn)化基礎(chǔ)等因素，基于以上承載多業(yè)務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制的分析，在網(wǎng)絡(luò)集成時(shí)得到以下的設(shè)計(jì)思想：應(yīng)盡量采用統(tǒng)一的技術(shù)體制；應(yīng)盡量采用統(tǒng)一的核心層、接入層兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；應(yīng)盡量采用統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。

來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、多媒體網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)多種應(yīng)用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)集成，從而使得網(wǎng)絡(luò)集成時(shí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的簡(jiǎn)化、設(shè)備通用化和標(biāo)準(zhǔn)化。

1.2 網(wǎng)絡(luò)集成方式分析

網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)需要考慮三個(gè)目標(biāo)：一是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施必須可擴(kuò)展到大量服務(wù)器，并允許增量擴(kuò)展；二是網(wǎng)絡(luò)必須對(duì)各種類(lèi)型的服務(wù)器故障、鏈接中斷或服務(wù)器機(jī)架故障具有容錯(cuò)能力；三是網(wǎng)絡(luò)必須能夠提供較高網(wǎng)絡(luò)容量，以更好地支持帶寬需求服務(wù)。為此，我們?cè)诙鄳?yīng)用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)集成時(shí)設(shè)計(jì)了以下兩種網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方式：

（1）方式一采用核心層、接入層兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、多媒體網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)之間系統(tǒng)集成和互聯(lián)互通的環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。其中，核心層為環(huán)型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)（圖1），接入層存在多個(gè)子網(wǎng)，且子網(wǎng)間仍有互通結(jié)構(gòu)。使用多種網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)體制，各網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行獨(dú)立的信息處理和冗余管理。

（2）方式二采用核心層、接入層兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、多媒體網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)之間系統(tǒng)集成和互聯(lián)互通的“立體”冗余的網(wǎng)狀型結(jié)構(gòu)。其中，核心層采用“立體”冗余的網(wǎng)狀型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)（圖2），具有較高冗余和故障條件下自愈能力。接入層中通信網(wǎng)絡(luò)取消子網(wǎng)，部分網(wǎng)絡(luò)取消部分子網(wǎng)，各子網(wǎng)間無(wú)互聯(lián)結(jié)構(gòu)。

圖1 環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

圖2 “立體”冗余的網(wǎng)狀型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

方式一在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，核心層都采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，接入層都存在多個(gè)子網(wǎng)，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制上，未實(shí)現(xiàn)完全統(tǒng)一；方式二在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，核心層采用“立體”冗余的網(wǎng)狀型結(jié)構(gòu)，相接入層中取消部分子網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制統(tǒng)一，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化程度較高。方式二相比方式一具有更高的容錯(cuò)能力和自愈能力，因此，本文選用方式二來(lái)完成網(wǎng)絡(luò)集成的實(shí)現(xiàn)。

2 網(wǎng)絡(luò)集成方式設(shè)計(jì)

本文針對(duì)多應(yīng)用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)集成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)中心以太網(wǎng)為兩個(gè)典型應(yīng)用進(jìn)行集成設(shè)計(jì)，以數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)作為基礎(chǔ)架構(gòu)，兩部分應(yīng)用通過(guò)隔離設(shè)備在核心層實(shí)現(xiàn)一體化的互連的雙層結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)通信、視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程醫(yī)療和遠(yuǎn)程教育等各類(lèi)業(yè)務(wù)的信息共享和實(shí)時(shí)傳輸。由于多業(yè)務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)需要具有高生命力、高可靠性、高帶寬、多業(yè)務(wù)的“三高一多”特性，因此，從使用需求和集成能力角度設(shè)計(jì)了圖3所示網(wǎng)絡(luò)集成的具體方式。

圖3 高可靠網(wǎng)絡(luò)布局圖

3 網(wǎng)絡(luò)集成方式驗(yàn)證

為驗(yàn)證多應(yīng)用系統(tǒng)雙層結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的合理可行性，我們搭建多業(yè)務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，開(kāi)展透明集成方式實(shí)驗(yàn)、路由集成方式實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)單播、組播、吞吐率、時(shí)延及抖動(dòng)、故障切換等網(wǎng)絡(luò)核心層集成能力的驗(yàn)證。并對(duì)透明集成實(shí)驗(yàn)、路由集成實(shí)驗(yàn)分別進(jìn)行OSPF 方式和IRF+OSPF 方式兩種方式的實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)具體集成配置方式如下：

（1）透明集成方式。在透明集成方式下，四臺(tái)多媒體應(yīng)用核心網(wǎng)元和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用核心層交換機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備互聯(lián)的四個(gè)端口分屬不同網(wǎng)段，而位于網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備兩端的分屬多媒體應(yīng)用核心網(wǎng)元和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用核心層交換機(jī)的兩個(gè)端口屬于同一網(wǎng)段。在互連的每個(gè)接口上都運(yùn)行OSPF 協(xié)議，具體實(shí)現(xiàn)方式如下：

①透明集成下全OSPF 方式。網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備不參與數(shù)據(jù)中心應(yīng)用和多媒體應(yīng)用之間的路由或二層協(xié)議計(jì)算，但具備鏈路的故障檢測(cè)和故障傳遞功能（當(dāng)接入一側(cè)的網(wǎng)絡(luò)鏈路發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)關(guān)閉對(duì)應(yīng)側(cè)網(wǎng)絡(luò)鏈路，即故障傳遞到另一側(cè)網(wǎng)絡(luò)）。在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用內(nèi)部、傳輸應(yīng)用內(nèi)部、數(shù)據(jù)中心應(yīng)用和傳輸應(yīng)用之間均采用OSPF 協(xié)議交換單播路由信息，實(shí)現(xiàn)三層互通和故障切換，通過(guò)PIM-SM 協(xié)議交換組播路由信息。

②透明集成下IRF+OSPF 方式。網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備不參與數(shù)據(jù)中心應(yīng)用和多媒體應(yīng)用之間的路由或二層協(xié)議計(jì)算，但具備鏈路的故障檢測(cè)和故障傳遞功能。在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用內(nèi)部用IRF（Intelligent Resilient Framework，智能彈性框架）技術(shù)，多媒體應(yīng)用內(nèi)部、數(shù)據(jù)中心應(yīng)用和多媒體應(yīng)用之間采用OSPF 協(xié)議交換單播路由信息，實(shí)現(xiàn)三層互通和故障切換，通過(guò)PIM-SM 協(xié)議交換組播路由信息。

（2）路由集成方式。在路由器集成方式下，多媒體應(yīng)用核心網(wǎng)元、數(shù)據(jù)中心應(yīng)用核心層交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備的每個(gè)互連接口都工作在三層接口模式下，每一條物理鏈路對(duì)應(yīng)劃分為1個(gè)IP 子網(wǎng)。在互連的每個(gè)接口上都運(yùn)行OSPF 協(xié)議。

①路由集成下全OSPF 方式。網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備作為數(shù)據(jù)中心應(yīng)用與多媒體應(yīng)用之間雙向多媒體的出口路由，參與數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)核心層交換機(jī)和多媒體應(yīng)用核心網(wǎng)元的路由計(jì)算。在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用內(nèi)部、多媒體應(yīng)用內(nèi)部、數(shù)據(jù)中心應(yīng)用和多媒體應(yīng)用之間均采用OSPF 協(xié)議交換單播路由信息，實(shí)現(xiàn)三層互通和故障切換，通過(guò)PIMSM 協(xié)議交換組播路由信息。

②路由集成下IRF+OSPF 方式。網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備作為數(shù)據(jù)中心應(yīng)用與多媒體應(yīng)用之間雙向傳輸?shù)某隹诼酚?，參與數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)核心層交換機(jī)和多媒體應(yīng)用核心網(wǎng)元的路由計(jì)算。在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用內(nèi)部用IRF 技術(shù)，多媒體應(yīng)用內(nèi)部、數(shù)據(jù)中心應(yīng)用和多媒體應(yīng)用之間采用OSPF協(xié)議交換單播路由信息，實(shí)現(xiàn)三層互通和故障切換，通過(guò)PIM-SM 協(xié)議交換組播路由信息。在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用內(nèi)部采用IRF 技術(shù)，將數(shù)據(jù)中心應(yīng)用核心層交換機(jī)H1、H2虛擬化成一臺(tái)邏輯設(shè)備，H3、H4虛擬化成一臺(tái)邏輯設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備協(xié)同工作和統(tǒng)一管理。數(shù)據(jù)中心應(yīng)用與多媒體應(yīng)用之間的數(shù)據(jù)信息主要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用核心層交換機(jī)H1、H2，視頻信息主要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用核心層交換機(jī)H3、H4。

4 網(wǎng)絡(luò)集成驗(yàn)證結(jié)果分析

4.1 網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)問(wèn)題

由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，核心層采用“立體”冗余的網(wǎng)狀型結(jié)構(gòu)，相接入層中取消部分子網(wǎng)，為驗(yàn)證多應(yīng)用系統(tǒng)雙層結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的合理可行性和自愈能力，選取網(wǎng)絡(luò)核心層生存性、重組能力為實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)。當(dāng)任意一臺(tái)核心層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（數(shù)據(jù)中心應(yīng)用核心層交換機(jī)或多媒體應(yīng)用核心網(wǎng)元或網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備）發(fā)生故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)傳輸業(yè)務(wù)的通信中斷恢復(fù)時(shí)間≤1 s；當(dāng)任意一根網(wǎng)絡(luò)核心層互聯(lián)鏈路（數(shù)據(jù)中心應(yīng)用核心層交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備互聯(lián)鏈路、多媒體應(yīng)用核心網(wǎng)元和網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備互聯(lián)鏈路）發(fā)生故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)多媒體業(yè)務(wù)的通信中斷恢復(fù)時(shí)間≤1 s。

4.2 網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析

數(shù)據(jù)中心應(yīng)用核心層集成驗(yàn)證試驗(yàn)，在不同集成模式下相同試驗(yàn)項(xiàng)目測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析如下：

（1）網(wǎng)絡(luò)單播組播測(cè)試。透明集成方式、路由集成方式下網(wǎng)絡(luò)的單播組播功能均正常，可以開(kāi)展后續(xù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試。

（2）吞吐率測(cè)試。在透明集成方式、路由集成方式下，數(shù)據(jù)中心應(yīng)用和多媒體應(yīng)用間連接速率均為10 Gb/s 時(shí)，傳輸報(bào)文幀長(zhǎng)為1 518字節(jié)的條件下，透明集成方式和路由集成方式吞吐率都為98.75%，傳輸報(bào)文幀長(zhǎng)為521字節(jié)、128字節(jié)的條件下，路由集成方式比透明集成方式的吞吐率略?xún)?yōu)。

（3）網(wǎng)絡(luò)時(shí)延測(cè)試。由于多媒體應(yīng)用接入網(wǎng)元接入板為100 Mb/s，所以此項(xiàng)測(cè)試在100 Mb/s 背景環(huán)境下測(cè)試。從數(shù)據(jù)中心應(yīng)用和多媒體應(yīng)用之間端到端時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)的最大值、最小值和平均值來(lái)看，路由集成方式比透明集成方式的時(shí)間略?xún)?yōu)。

（4）網(wǎng)絡(luò)單節(jié)點(diǎn)故障恢復(fù)實(shí)驗(yàn)。單播、組播多媒體傳輸時(shí)，在全OSPF 和IRF+OSPF 實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，透明集成方式和路由集成方式下的數(shù)據(jù)中心應(yīng)用核心交換機(jī)和多媒體應(yīng)用核心網(wǎng)元之間單節(jié)點(diǎn)故障恢復(fù)時(shí)間最小值均為0 ms，透明集成方式下的最大值比路由集成方式下的最大值單節(jié)點(diǎn)故障恢復(fù)時(shí)間較少，平均值也較少。其中，當(dāng)W1故障時(shí)，單播、組播正常切換，但在5 min 后，會(huì)出現(xiàn)700 ms～1 s 左右不等的組播丟包現(xiàn)象。綜合分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，透明集成方式下全OSPF 配置時(shí)單節(jié)點(diǎn)故障恢復(fù)時(shí)間略?xún)?yōu)。

（5）網(wǎng)絡(luò)單鏈路故障恢復(fù)實(shí)驗(yàn)。單播、組播多媒體傳輸時(shí)，在全OSPF 和IRF+OSPF 實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，透明集成方式和路由集成方式下的數(shù)據(jù)中心應(yīng)用核心交換機(jī)和多媒體應(yīng)用核心網(wǎng)元之間單鏈路故障恢復(fù)時(shí)間最小值均為0 ms。單播多媒體傳輸時(shí)，在全OSPF 和IRF+OSPF實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，透明集成方式下的最大值比路由集成方式下的最大值單鏈路故障恢復(fù)時(shí)間較少，平均值也較少。組播多媒體傳輸時(shí)，在全OSPF和IRF+OSPF實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，透明集成方式下的最大值比路由集成方式下的最大值單鏈路故障恢復(fù)時(shí)間較大，而平均值卻較少。綜合分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，透明集成方式下全OSPF 配置時(shí)單節(jié)點(diǎn)故障恢復(fù)時(shí)間略?xún)?yōu)。

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)上看，采用透明方式實(shí)現(xiàn)核心層集成時(shí)，指標(biāo)較優(yōu)，同時(shí)考慮到路由方式需要網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備具備三層路由交換功能，增大網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備實(shí)現(xiàn)難度和開(kāi)銷(xiāo)，優(yōu)選透明集成方式。

4.3 網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論

4.3.1 高可靠網(wǎng)絡(luò)核心層集成方式

通過(guò)開(kāi)展透明集成方式實(shí)驗(yàn)、路由集成方式實(shí)驗(yàn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)單播、組播、吞吐率、時(shí)延及抖動(dòng)、故障切換等網(wǎng)絡(luò)核心層集成能力的驗(yàn)證。通過(guò)試驗(yàn)優(yōu)選了透明集成方式，驗(yàn)證了多應(yīng)用系統(tǒng)雙層結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)合理可行性，網(wǎng)絡(luò)核心層集成能力能夠滿足“三高一多”特性。

4.3.2 多業(yè)務(wù)一體化網(wǎng)絡(luò)核心層集成功能和性能

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定適合網(wǎng)絡(luò)核心層集成的功能性能指標(biāo)如下：

（1）數(shù)據(jù)中心應(yīng)用和傳輸應(yīng)用之間具備單播和組播報(bào)文傳輸功能。

（2）核心層交換機(jī)和核心網(wǎng)元之間互聯(lián)鏈路速率為10 Gb/s。

（3）核心層交換機(jī)和核心網(wǎng)元之間的網(wǎng)絡(luò)吞吐率≥9 Gb/s。

（4）網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性保證能力。高可靠網(wǎng)絡(luò)全網(wǎng)端到端最大網(wǎng)絡(luò)延時(shí)≤2ms（鏈路負(fù)載≤70%，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備級(jí)數(shù)≤6級(jí)）；高可靠網(wǎng)絡(luò)全網(wǎng)端到端延時(shí)抖動(dòng)≤1ms（鏈路負(fù)載≤70%，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備級(jí)數(shù)≤6級(jí)）。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包含核心層交換機(jī)、核心網(wǎng)元、網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備、數(shù)據(jù)中心應(yīng)用接入層交換機(jī)、傳輸應(yīng)用接入網(wǎng)元等。

（5）網(wǎng)絡(luò)核心層生存性、重組能力當(dāng)任意一臺(tái)核心層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)傳輸業(yè)務(wù)的傳輸中斷恢復(fù)時(shí)間≤1 s；當(dāng)任意一根網(wǎng)絡(luò)核心層互聯(lián)鏈路發(fā)生故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)傳輸業(yè)務(wù)的傳輸中斷恢復(fù)時(shí)間≤1 s。

5 未來(lái)發(fā)展方向

未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)仍采用核心層、接入層兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用系統(tǒng)集成。其中，核心層為“立體”網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)（圖4），能保證網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施在最高冗余和故障條件下最強(qiáng)的自愈能力。接入層取消子網(wǎng)，提供更小，更標(biāo)準(zhǔn)化的透明接口。全網(wǎng)技術(shù)體制統(tǒng)一，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化程度更高，能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)無(wú)所不在的透明傳輸能力。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)集成結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)分析，針對(duì)以數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，多媒體網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的多應(yīng)用系統(tǒng)信息傳輸?shù)男枨螅岢鲆环N以數(shù)據(jù)中心的高可靠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，核心層采用“立體”冗余的網(wǎng)狀型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，具有較高冗余和故障條件下自愈能力，為高可靠網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了技術(shù)支撐。